化学选修3第二章-分子结构与性质--教案

第二章分子结构与性质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模型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释。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，并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。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间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？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。在介绍这两个理论时要求比较低，文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、分子间作用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；根据化学键、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第二章分子结构与性质第一节共价键第一课时教学目标：1．复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。2．知道共价键的主要类型δ键和π键。3．说出δ键和π键的明显差别和一般规律。教学重点、难点：价层电子对互斥模型教学过程：[复习引入]NaCl、HCl的形成过程[设问]前面学习了电子云和轨道理论，对于HCl中H、Cl原子形成共价键时，电子云如何重叠？例：H2的形成[讲解、小结][板书]1．δ键：（以“头碰头”重叠形式）a．特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的图形不变，轴对称图形。b．种类：S-Sδ键S-Pδ键P-Pδ键[过渡]P电子和P电子除能形成δ键外，还能形成π键[板书]2．π键[讲解]a.特征：每个π键的电子云有两块组成，分别位于有两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。3．δ键和π键比较①重叠方式δ键：头碰头π键：肩并肩②δ键比π键的强度较大②成键电子：δ键S-SS-PP-Pπ键P-Pδ键成单键π键成双键、叁键４．共价键的特征饱和性、方向性[科学探究]讲解[小结]生归纳本节重点，老师小结[补充练习]1．下列关于化学键的说法不正确的是（）A．化学键是一种作用力B．化学键可以是原子间作用力，也可以是离子间作用力C．化学键存在于分子内部D．化学键存在于分子之间2．对δ键的认识不正确的是（）A．δ键不属于共价键，是另一种化学键B．S-Sδ键与S-Pδ键的对称性相同C．分子中含有共价键，则至少含有一个δ键D．含有π键的化合物与只含δ键的化合物的化学性质不同3．下列物质中，属于共价化合物的是（）A．I2B．BaCl2C．H2SO4D．NaOH4．下列化合物中，属于离子化合物的是（）A．KNO3B．BeClC．KO2D．H2O25．写出下列物质的电子式。H2、N2、HCl、H2O６．用电子式表示下列化合物的形成过程HCl、NaBr、MgF2、Na2S、CO2[答案]1．D2．Ａ３．Ｃ４．ＡＣ５．略６．略第二章分子结构与性质第一节共价键第二课时［教学目标］：１．认识键能、键长、键角等键参数的概念２．能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质３．知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”［教学难点、重点］：键参数的概念，等电子原理［教学过程］：［创设问题情境］Ｎ２与Ｈ２在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而Ｆ２与Ｈ２在冷暗处就能发生化学反应，为什么？［学生讨论］［小结］引入键能的定义［板书］二、键参数１．键能①概念：气态基态原子形成１mol化学键所释放出的最低能量。②单位：kＪ／mol［生阅读书３３页，表２－１］回答：键能大小与键的强度的关系？（键能越大，化学键越稳定，越不易断裂）键能化学反应的能量变化的关系？（键能越大，形成化学键放出的能量越大）③键能越大，形成化学键放出的能量越大，化学键越稳定。［过渡］２．键长①概念：形成共价键的两原子间的核间距②单位：１pm（１pm＝１０－１２m）③键长越短，共价键越牢固，形成的物质越稳定［设问］多原子分子的形状如何？就必须要了解多原子分子中两共价键之间的夹角。３．键角：多原子分子中的两个共价键之间的夹角。例如：ＣＯ２结构为Ｏ＝Ｃ＝Ｏ，键角为１８０°，为直线形分子。Ｈ２Ｏ键角１０５°Ｖ形ＣＨ４键角１０９°２８′正四面体［小结］键能、键长、键角是共价键的三个参数键能、键长决定了共价键的稳定性；键长、键角决定了分子的空间构型。［板书］三、等电子原理１．等电子体：原子数相同，价电子数也相同的微粒。如：ＣＯ和Ｎ２，ＣＨ４和ＮＨ４＋２．等电子体性质相似［阅读课本表２－３］［小结］师与生共同总结本节课内容。［补充练习］１．下列分子中，两核间距最大，键能最小的是（）Ａ．Ｈ２Ｂ．ＢrＣ．ＣlＤ．Ｉ２２．下列说法中，错误的是（）Ａ．键长越长，化学键越牢固Ｂ．成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固Ｃ．对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定Ｄ．原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键３．能够用键能解释的是（）Ａ．氮气的化学性质比氧气稳定Ｂ．常温常压下，溴呈液体，碘为固体Ｃ．稀有气体一般很难发生化学反应Ｄ．硝酸易挥发，硫酸难挥发４．与ＮＯ３－互为等电子体的是（）Ａ．ＳＯ３Ｂ．ＢＦ３Ｃ．ＣＨ４Ｄ．ＮＯ２５．根据等电子原理，下列分子或离子与ＳＯ４２－有相似结构的是（）Ａ．ＰＣl５Ｂ．ＣＣl４Ｃ．ＮＦ３Ｄ．Ｎ６．由表２－１可知．Ｈ－Ｈ的键能为４３６kＪ／mol．它所表示的意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．如果要使１molＨ２分解为２molＨ原子，你认为是吸收能量还是放出能量？＿＿＿＿．能量数值＿＿＿＿．当两个原子形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大，共价键的键能＿＿＿＿，两原子核间的平均距离――键长＿＿＿＿．7．根据课本中有关键能的数据，计算下列反应中的能量变化：（1）N2（g）+3H2（g）====2NH3（g）；⊿H=（2）2H2（g）+O2（g）===2H2O（g）；⊿H=［答案］１．Ｄ２．Ａ３．Ａ４．Ｂ５．Ｂ６．每２mol气态Ｈ原子形成１molＨ２释放出４３６kＪ能量吸收能量４３６kＪ越大越短7．-90.8KJ/mol-481.9KJ/mol第二节分子的立体结构第一课时教学目标1、认识共价分子的多样性和复杂性；2、初步认识价层电子对互斥模型；3、能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；4、培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力。重点难点分子的立体结构；利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构教学过程创设问题情境：1、阅读课本P37-40内容；2、展示CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4分子的球辊模型（或比例模型）；3、提出问题：⑴什么是分子的空间结构？⑵同样三原子分子CO2和H2O，四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同？[讨论交流]1、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的电子式和结构式；2、讨论H、C、N、O原子分别可以形成几个共价键；3、根据电子式、结构式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的分子结构。[模型探究]由CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的球辊模型，对照其电子式云哟内分类对比的方法，分析结构不同的原因。[引导交流]引导学生得出由于中心原子的孤对电子占有一定的空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。——引出价层电子对互斥模型（VSEPRmodels）[讲解分析]价层电子对互斥模型把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C原子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下：ABn立体结构范例n=2直线型CO2n=3平面三角形CH2On=4正四面体型CH4另一类是中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子。如H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。（如图）课本P40。[应用反馈]应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。进一步认识多原子分子的立体结构。化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型H2S22V形NH2-22V形BF303正三角形CHCl304四面体SiF404正四面体补充练习：1、下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（）A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl42、下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是（）A、H2OB、CO2C、C2H2D、P43、写出你所知道的分子具有以下形状的物质的化学式，并指出它们分子中的键角分别是多少？（1）直线形（2）平面三角形（3）三角锥形（4）正四面体4、下列分子中，各原子均处于同一平面上的是（）A、NH3B、CCl4C、H2OD、CH2O5、下列分子的结构中，原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是（）A、CO2B、PCl3C、CCl4D、NO26、下列分子或离子的中心原子，带有一对孤对电子的是（）A、XeO4B、BeCl2C、CH4D、PCl37、为了解释和预测分子的空间构型，科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上，提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。这种模型把分子分成两类：一类是；另一类是。BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是，NF3的中心原子是；BF3分子的立体构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是。8、用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间构型。BeCl2；SCl2；SO32-；SF6参考答案：1、D2、BC3、（1）CO2、CS2、HCN键角180°（2）BF3、BCl3、SO3、CH2O键角60°（3）NH3、PCl3键角107.3°（4）CH4、CCl4键角109°28′4、CD5、D6、D7、中心原子上的价电子都用于形成共价键中心原子上有孤对电子BNBF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键，而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键，还有一对为成键的电子对，占据了N原子周围的空间，参与相互排斥，形成三角锥形8、直线形V形三角锥正八面体第二章分子结构与性质第二节分子的立体结构第2课时教学目标1．认识杂化轨道理论的要点2．进一步了解有机化合物中碳的成键特征3．能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型4．采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学5．培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力教学重点杂化轨道理论的要点教学难点分子的立体结构，杂化轨道理论[展示甲烷的分子模型][创设问题情景]碳的价电子构型是什么样的？甲烷的分子模型表明是空间正四面体，分子中的C—H键是等同的，键角是109°28′。说明什么？[结论]碳原子具有四个完全相同的轨道与四个氢原子的电子云重叠成键。师：碳原子的价电子构型2s22p2，是由一个2s轨道和三个2p