物质结构与性质培训材料

化学室李俊高中化学课程标准的要求•从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣；•进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系；•能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质；•在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。模块包括4个主题：•主题1原子结构与元素性质•主题2化学键与物质性质•主题3分子间作用力与物质性质•主题4研究物质结构的价值结构与性质的关系物质结构与性质原子分子晶体体系的构建原子结构与性质分子结构与性质晶体结构与性质原子结构原子结构与元素的性质共价键分子的立体结构分子的性质晶体的常识晶体与原子晶体金属晶体离子晶体原子结构与性质：力求简单易懂，通过有关物理知识和物理实验背景的知识，以能够用来使学生形成共价键和分子结构的基础为限度。分子结构与性质：重点介绍了共价键和共价分子，适当补充了配位键和配合物的知识；金属键则在讨论金属晶体时介绍。晶体结构与性质：综合性。•以必修为基础，体系和内容上避免雷同和重复•结构线索逻辑关系清晰：原子分子晶体•内容线索力求符合学科本身的内在逻辑性，主次分明，主要线索线性化（结构与性质），次要枝节散点化（在正文适当位置以科学视野、科学史话、资料卡片等阅读材料的形式呈现）初中化学中已有结构知识第四单元物质构成的奥秘•原子的构成•核外电子排布化学2中结构知识第一章物质结构元素周期律•元素周期表•元素周期表•化学键内容的选择•依据课程标准：–内容标准–活动与探究建议（根据内容选择）内容的处理•内容结构的处理力求使学生容易理解逻辑关系清晰，同时考虑学生的理解能力。在编写顺序、叙述方式上更加符合学生的认知水平，更加通俗易懂。第一章原子结构与性质第一节原子结构第二节原子结构与元素的性质构造原理泡利原理原子核外电子排布原子结构与性质能层能量最低原理能级基态原子光谱激发态洪特规则原子结构电子云和原子轨道元素周期系电离能电负性元素周期律元素周期表原子半径元素的性质内容结构第一节原子结构能层和能级构造原理（电子排布规律）能量最低原理电子云与原子轨道在已有知识上引出能层，引入新概念能级在能层和能级基础上，直接给出构造原理，并练习核外电子排布在构造原理基础上引出能量最低原理，并由此引出基态、激发态和光谱在电子云基础上引出原子轨道，为后面学习共价键（课标主题1第1、2、4条）1、了解原子核外电子的运动状态。2、了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1∼36号）原子核外电子的排布。4、知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。本节内容选材依据电子云与原子轨道基态、激发态、光谱能层与能级，构造原理，电子排布式构造原理锂、氦、汞的发射与吸收光谱能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”科学探究几点说明1、能层和能级（直接呈现），构造原理（直接给出），会应用，不要求知道其中的道理，掌握核外电子排布规律；2、能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”；3、原子轨道的学习主要为后续内容的学习铺垫。原子结构与元素周期表元素周期律第二节原子结构与元素的性质电子排布式，元素周期系，“科学探究”元素周期表，认识拓展提升图表、“学与问”或“科学探究”原子半径、电离能、电负性化合价、金属与非金属性“学与问”复习（课标主题1第3条和主题4第3条）3、能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。3、认识原子结构与元素周期系的关系，了解周期系的应用价值。本节内容选材依据元素周期律原子结构与元素周期表科学探究在化学2里介绍元素周期表，设计“科学探究”，在复习的基础上从电子排布式角度提高。主族元素原子半径电离能和电负性：原子结构与元素性质的关系，从元素周期律认识，讨论其周期性的变化电离能：简单定义，通过元素的第一电离能周期性图电负性：利用图、表、数据说明科学探究•体现科学探究意识——采用多种探究方式几点说明1、从电子排布式的角度认识元素周期系和元素周期表；2、学习元素周期性（化合价、金属与非金属性、原子半径、电离能和电负性）变化规律多用图片和学生活动。第二章分子结构与性质第一节共价键第二节分子的立体结构第三节分子的性质共价键分子的极性溶解性范德华力及其对物质性质的影响手性分子性质分子结构与性质键能σ键和π键键参数键长键角价层电子互斥模型杂化轨道理论分子结构分子的立体结构等电子原理配位键和配位化合物氢键及其对物质性质的影响无机含氧酸分子的酸性内容结构共价键第一节共价键用原子轨道图式描述σ键和π键表格形式给出键能和键长，键角说明方向性键参数等电子原理以CO和N2为例来说明（课标主题2第2、6条）2、知道共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。6、结合实例说明“等电子原理”的应用。本节内容选材依据共价键及其参数等电子原理从原子轨道的角度认识σ键和π键的特征几点说明1、处理好与初中、化学2的衔接关系。原子结构、分子结构、化学键的有关知识的基础上，从结构与性质关系上进一步认识，如共价键；2、通过“学与问”说明共价键饱和性，通过键角说明共价键方向性。形形色色的分子第二节分子的立体结构图片感受分子的立体结构模型，提出问题预测分子的立体结构模型价层电子对互斥模型杂化轨道理论简介配合物理论简介解释分子立体结构形成的原因配合键特点和常见配合物（课标主题2第4条）认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，能说明简单配合物的成键情况。本节内容选材依据价电子对互斥模型和杂化轨道理论配合物理论简介价层电子对互斥模型（1）用通式AXn(Em)来表示只含一个中心原子的分子或离子的组成,式中A表示中心原子，X表示配位原子，n表示配位原子的个数，E表示中心原子上的孤对电子，m是电子对数。m=（A的族价–X的化合价•X的个数+⁄-离子相应的电荷数）⁄2例如：分子SO2SO3SO32-SO42-NO2+m10100（2）通式AXn(Em)里的（n+m）的数值称为价层电子对数；VSEPR模型认为，分子中的价层电子对总是尽可能地互斥，均匀地分布在分子中，由此可以得出VSEPR的理想模型。n+m234模型直线形平面三角形正四面体（3）得出了VSEPR的理想模型后，需根据AXn写出分子的立体构型，要略去VSEPR理想模型中的孤对电子对。例如，EEHOENHCHHHHHHH分子H2ONH3CH4构型角形三角锥形正四面体杂化轨道理论简介配合物理论简介重视化学化学实验的作用力求通过实践活动培养学生的创新意识和实践能力，让学生体验科学探究的乐趣，了解科学方法，理解科学思想和科学家的工作性质以及科学的价值。如：计算机作图、制作模型、使用计算机化学作图软件、实验、调查报告、课堂讨论、参观等。实践活动几点说明1、价层电子对互斥模型只要求（n+m)小于或等于4，不要拓展；2、组织学生Chemsketch制作分子模型，体验计算机在化学研究中的应用。分子的极性溶解性范德华力及其对物质性质的影响手性分子性质氢键及其对物质性质的影响无机含氧酸分子的酸性第三节分子的性质本节内容选材依据共价键主题3分子的极性溶解性范德华力及其对物质性质的影响手性氢键及其对物质性质的影响无机含氧酸分子的酸性主题3：1.化学键和分子间作用力的区别；2.分子间作用力对物质状态的影响。主题3：3.知道氢键的存在对物质性质的影响主题2：5.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用用分子结构的知识解释物质的化学性质氢键手性分子：通俗的比喻、叙述，介绍其在生命科学等方面的应用几点说明1、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、溶解性等内容，运用结构决定性质进行解释；2、通过图片了解手性的概念，了解手性分子在生命科学中的应用；3、体会并解释物质结构对物质化学性质的影响。第三章晶体结构与性质第一节晶体的常识第二节分子晶体与原子晶体第三节金属晶体第四节离子晶体内容结构晶体晶体的常识晶胞晶体的特征分子晶体冰和干冰的结构特点分子晶体特性原子晶体金属键金属晶体离子晶体晶格能原子晶体特性原子晶体结构特点金属晶体的基本堆积模型离子晶体的特性与结构特点晶体和非晶体第一节晶体的常识本质差异，晶体的特点晶体胞中所含原子个数的计算晶胞本节内容是在学习各类型晶体前，把晶体的一些共性放在一节里集中学习。晶体与晶胞几点说明1、可以结合实物比较晶体与非晶体的不同；也可以通过实验观察晶体的外形；2、为了更好的学习晶体结构和中学教学实际，介绍了晶胞；3、只要求学生掌握简单晶胞及计算一个晶胞平均占有的原子数。第二节分子晶体与原子晶体（课标主题2第7条和主题3第4条）7、了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。4、知道分子晶体与原子晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。本节内容选材依据原子晶体分子晶体分子晶体特性第二节分子晶体与原子晶体分子间作用力，分子晶体物理性质特点普遍性与特殊性，只有范得华力时12分子密堆积（干冰），有其他作用力时结构特殊性（冰）。冰和干冰的结构特点分子晶体干冰及其晶体冰晶体原子晶体特性共价键，原子晶体性质特点图3-14（右）给出了金刚石中的晶胞，倾斜，可与P66图3-9（右）比较。金刚石的结构特点原子晶体金刚石外形、晶体结构和晶胞以二氧化硅为原料制造的高科技产品几点说明1、比较冰和干冰的晶体结构是教学难点，可以借助模型。2、根据结构特点，比较两种晶体的性质差异。金属键第三节金属晶体电子气理论及运用该理论解释金属的一些物理性质4种基本模型：简单立方堆积；钾型；镁型和铜型。金属晶体的原子堆积模型（课标主题2第8、9条）8、知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物质性质。9、能列举金属晶体的基本堆积模型本节内容选材依据电子气理论及其解释4种基本堆积模型非密置层（右）与密置层（左）1.简单立方堆积2.钾型3.镁型4.铜型几点说明1、金属晶体的堆积模型：利用图式、叙述上通俗；2、用代表性金属命名：钾型、镁型和铜型；3、组织学生自己动手制作，体验各种堆积的特点。离子晶体结构特点与特性第四节离子晶体“科学探究”研究离子晶体结构特点；离子晶体的特性。晶格能与离子晶体性质的关系晶格能（课标主题2第1、2条）1、能说出离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。2、了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。本节内容选材依据“科学探究”离子晶体的结构特征晶格能及其离子晶体性质的关系科学探究几点说明1、通过“科学探究”讨论影响离子晶体结构类型的几何因素，简单提及电荷、键性因素；2、利用表格数据引导学生总结晶格能与离子晶体性质的关系。课程标准：•电离能、电负性•原子核外电子的跃迁•价层电子对互斥模型•σ键和л键•手性分子•等电子原理•金属晶体的基本堆积模型•晶格能本书编写特点1.切实把握基础性。内容的选择注意把握深广度，素材精选，不面面俱到；框架中的某些内容表面上跟原甲种本和大学普化似乎类似，但在具体表述上有很大区别，力求简单易懂、深度恰当，务求使学生和教师都感受到物质结构与性质这一原理性很强的教学内容并不难懂、难教、难学。2.充分体现时代性。选择与本模块知识相关的学科发展、当代社会热点问题及生活中可能接触到的化学知识。同时，在符合我国高中教学的实际水平的前提下，将现代化教学手段引入教材。例如：介绍了简单而通用结构软件Chemsketch（P17实践活动）又如：介绍了一些重要且十分稳定的网络资源，如P27第一章复习题。另外，将一些现代化的物质结构测试技术以科学视野栏目中作了通俗易懂的初步介绍，以使学生感受到21世纪初的科学技术状况。3.理论联系实际。结构联系性质，具体结构联系具体性质，对比不同结构的不同性质，学科知识联系社会进步、科技发展以及生活实际等。例如，原子结构和分子