归纳与整理精品学案

分子结构与设计——归纳与整理

博白县中学

曾忠燕

【教材分析】

本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解。最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。

化学2已介绍了共价键的概念，并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上，运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键，以及它们的差别。

在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直接给出了双原子、三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。

在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、范德华力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性外，对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识，如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性；根据相对分子质量、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响；根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响；根据极性分子与非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等；对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用。

【教学目标】

1.知识与技能：通过复习，巩固本章相关知识点，加深对σ键和π键的理解，根据等电子理论熟练找出分子或离子的等电子体，能够运用价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型，能够根据杂化轨道理论分析分子中中心原子的杂化类型，会分析范德华力和氢键对物质性质的影响。

2.过程与方法：通过系统地复习本章内容，树立“结构决定性质”的科学思想，学会运用理论知识分析解决问题的逻辑方法。

3.情感态度与价值观：通过系统地复习本章内容，善于把相似相关的知识联系起来理解和记忆，构建知识网络，增强学习信心。

【教学重点】

1.

等电子原理

2.

价层电子对互斥理论

3.

杂化轨道理论

4.

配合物理论

【教学难点】

1.

极性分子与非极性分子的区分

2.

范德华力与氢键对物质性质的影响

【教学过程】

一、共价键：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。

（一）键参数

1.键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。

2.键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。（强调：键长越短，共价键就越稳定）

3.键角：两个共价键之间的夹角。（描述分子立体构型的重要参数。）

（二）σ键和π键



σ键成键方式

“头碰头”

问：σ键的特征（对称性）？

答：关于轴对称。



p-pπ键成键方式“肩并肩”

问：π键的特征（对称性）？

答：关于镜面对称。

（二）非极性键和极性键

实例

特征

组成

原子吸引电子对能力

共用电子对位置

成键原子电性

结论(键的性质) 练习：判断下列说法是否正确：

1.全部由非极性键构成的分子一定是非极性分子。×

2.由极性键构成的双原子分子一定是极性分子。√

3.由极性键构成的多原子分子一定是极性分子。×

经验规律：

由极性键构成的多原子分子，如果结构对称则键的极性得到抵消，其分子为非极性分子；如果分子结构不对称，则键的极性不能完全抵消，其分子为极性分子。

二、

等电子原理

1.

原子总数相同、价电子总数相同的分子互为等电子体。

2.

找等电子体的方法：

①同族元素互换法：CO2→CS2

②价电子迁移法：CO→N2

③电子—电荷互换法：CN-→N2/CO 3.

运用：利用等电子体的性质相似，空间构型相同，可运用来预测分子空间的构型和性质。

三、

价层电子对互斥理论（VSEPR）

1.

应用：判断分子的空间构型

2.

公式：价层电子对数= σ

+ ½×(a-bx)（多中心分子按照结构来判断更简便。）

3.

VSEPR模型：

价层电子对数

2 3 4 3. VSEPR模型

直线形

平面三角形

四面体形

H2

同种原子

相同

不偏向任何一个原子

不显电性

非极性键

HCl 不同种原子

不同

偏向电负性强的原子一方

显电性

极性键

4.

分子的空间构型：在VSEPR模型的基础上忽略孤电子对的方向。

练习：用价层电子对互斥理论预测H2S和CH2O的立体结构，两个结论都正确的是

A．直线形；三角锥形

B．V形；三角锥形

C．直线形；平面三角形

D．V形；平面三角形

四、杂化轨道理论

杂化轨道只应用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤对电子，故杂化轨道的数目求算方法与价层电子对数的求法相同。另外，还可以根据结构来判断。

练习：

1.判断下列分子或离子中,中心原子的杂化轨道类型NH4+、CO32-

、BeCl2 2.

氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为

A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化

B．NH3分子中N原子形成三个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道

C．NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强

D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子

五、配位化合物理论

由中心原子提供空轨道、配位原子提供孤电子所形成的共价键称为配位键，以配位键结合形成的复杂化合物叫做配合物。

六、范德华力及氢键对物质性质的影响

分子间作用力对物质的熔沸点、溶解性等物理性质有着直接的影响。

氢键表示方法：常用X—H…Y表示，式中的虚线表示氢键。X、Y代表F、O、N等电负性大、原子半径较小的原子。

练习：下列叙述正确的是：

A. 氧气的沸点低于氮气的沸点

B. 稀有气体原子序数越大沸点越高

C. 分子间作用力越弱，分子晶体的熔点越低

D. 同周期元素的原子半径越小越易失去电子

七、溶解性——相似相溶原理

1.极性溶剂（如水）易溶解极性物质

2.非极性溶剂（如苯、汽油、四氯化碳等）能溶解非极性物质（Br2、I2等）

3.含有相同官能团的物质互溶，如水（-OH）能溶解含有羟基的低级醇、酚、羧酸。

八、手性

1．具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体(又称对映异构体、光学异构体)。含有手性异构体的分子叫做手性分子。

2．判断一种有机物是否具有手性异构体，可以看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。

九、无机含氧酸的酸性

对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。原因：无机含氧酸可以写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，导致R—O—H中的O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H+，即酸性越强。

【布置作业】

1.完成第二章补充练习，今晚下了晚自习交；

2.认真复习本章相关知识，做好章末测试准备。