高中化学_第2章《分子结构与性质》全章课件(4)课件_新人教版选修3.ppt

1、第2章分子结构与性质全章课件（4）（新人教版选修3）,第二章分子结构与性质,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；知道共价键的主要类型键和键；说出键和键的明显差别和一般规律。 、认识键能、键长、键角等键参数的概念；能用键参数键能、键长、键角说明简单分子的某些性质；知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用” 、认识共价分子的多样性和复杂性；初步认识价层电子对互斥模型； 能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力。 、认识杂化轨道理论的要点；进一步了解有机化合物中碳的成键特征；能根据杂化轨道理论判断简单

2、分子或离子的构型；采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学；培养学生分析、归纳、综合的能力和空间想象能力,、配位键、配位化合物的概念；配位键、配位化合物的表示方法；采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学；培养学生分析、归纳、综合的能力。 、了解极性共价键和非极性共价键；结合常见物质分子立体结构，判断极性分子和非极性分子；培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨认真的科学态度。 、范德华力、氢键及其对物质性质的影响；能举例说明化学键和分子间作用力的区别；例举含有氢键的物质，采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学；培养学生分析、归纳、综合的能力 、从分子结构的角度，认识“相似相

3、溶”规律。了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。培养学生分析、归纳、综合的能力。采用比较、讨论、归纳、总结的方法进行教学,第二章 分子结构与性质,第一节 共价键 ,复习回忆,分子中相邻原子之间是靠什么 作用而结合在一起？,复习回忆,什么是化学键？ 什么是离子键？ 什么是共价键？,化学键：分子中相邻原子之间强烈的相互作用。 离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的 化学键。 共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。,学与问,你能用电子式表示H2、HCl、Cl2 分子的形成过程吗？,为什么不可能有H3、H2Cl、Cl3 分子的形成？,一、共价键,1、

4、共价键具有饱和性,按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未 成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键， 这就共价键的“饱和性”。H 原子、Cl原子都只有一 个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子， 不能形成H3、H2Cl、Cl3分子,价键理论的要点,1.电子配对原理,2.最大重叠原理,两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。,两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。,电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起

5、了。,2、共价键的形成,(a). s-s 键的形成,(1). 键的形成,(b). s-p 键的形成,电子云相互重叠,电子云相互重叠,(c)、p-p 键的形成,键：“头顶头”,X,ss,X,pxs,X,pxpx,轴对称,形成键的电子 称为电子。,(2).键的形成,电子云重叠,键的电子云,键：“肩并肩”,X,Z,Z,pZpZ,形成键的电子称为电子。,镜像对称,由原子轨道相互重叠形成的键和键 总称价键轨道,价键轨道,小 结,沿轴方向“头碰头”,平行方向“肩并肩”,轴对称,镜像对称,强度大，不易断裂,强度较小，易断裂,共价单键是键，共价双键中一个是 键，另一个是键，共价三键中一个是键，另两个为键。,科

6、学探究,1.已知氮分子的共价键是三键，你能模仿图2-1、图2-2、图2-3，通过画图来描述吗？（提示：氮原子各自 用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个键和两个键。,2.钠和氯通过得失电子同样也是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从原子的电负性差别来理解吗？讨论后请填写表2-2：,0.9 3.0,2.1 3.0,2.5 3.5,2.1,0.9,1.0,离子,共价,1.7,3.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别有几个键和几个键组成？,乙烷分子中由7个键组成；乙烯分子中由5个键和1个键组成；乙烯分子中由3个键和2个键组成。,第一节 共价键 一、共价键 1

7、、键：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作， 共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。如H-H键。 类型：ss、sp、pp等。 2、键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。特点： 特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。 3、由原子轨道相互重叠形成的键和键总称价键轨道。 4、判断共价键类型规律： 共价单键是键；而共价双键中有一个键，另一个是键； 共价三键由一个键和两个键组成,练习,1、下列说法正确的是 A、含有共价键的化合物一定是共价化合物 B、分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物 C、由共价键形成的分子一定是共价化合物 D、只有非金属原子间才能形成共价键 2、氮分子中的化

8、学键是A、3个键 B、1个键，2个键C、个键 D、个键，1个键,B,B,3、下列说法中正确的是A、p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成键 B、p轨道之间以“头对头”重叠可形成键 C、s和p轨道以“头对头”重叠可形成键 D、共价键是两个原子轨道以“头对头”重叠形成的,C,4、在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是A、 氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道 B、 氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道 C、氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道 D、氯原子的3p轨道和氢原子的3p轨道,C,7,3,第二章 分子结构与性质,第二节 分子的立体结构 ,复 习 回 顾,共价键,键,键,键参数,键能,键长,键角,衡量化学

9、键稳定性,描述分子的立体结构的重要因素,成键方式 “头碰头”,呈轴对称,成键方式 “肩并肩”,呈镜像对称,一、形形色色的分子,O2,HCl,H2O,CO2,思考:在O2、HCl这样的双原子分子中存在分子的立体结构问题吗？何谓“分子的立体结构”？,所谓“分子的立体结构”指多原子构成的共价分子中的原子的空间关系问题。,C2H2,CH2O,COCl2,NH3,P4,CH4,CH3CH2OH,CH3COOH,C6H6,C8H8,CH3OH,C60,C20,C40,C70,肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的形状的呢?早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系统总结得出规律后进行推测，如今，科学

10、家已经创造了许许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一种。 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置时的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析出分子的立体结构。,科学视野分子的立体结构是怎样测定的？,测分子体结构：红外光谱仪吸收峰分析。,科学视野分子的立体结构是怎样测定的？,形，如CO2 形，如H20,形，如HCHO、BF3 形，如NH3,分子 的立 体结 构,最常见的是

11、形，如CH4,五原子分子,三原子分子,四原子分子,一、形形色色的分子,表格一,直线,V,平面三角,三角锥,正四面体,通过填表，你能发现什么问题？,同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不同，什么原因？,直线形,V形,同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空间结构也不同，什么原因？,三角锥形,平面三角形,1)写出H、C、N、O原子的电子式：表格二,1,2,3,4,探究：同为三原子分子或四原子分子，分子的空间构型为什么不同？,2)写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4等分子的电子式、结构式及分子的空间构型：表格三,O=C=O,H-O-H,直线形,倒V 形,三角 锥 形,平

12、面 三角形,正 四面体,对ABn型分子，B围绕A成键，则A为中心原子，n 值为中心原子结合的原子数。,孤对电子：未用于形成共价键的电子对，例氮原子和氢原子形成氨分子时，N提供3个未成对电子与3个H形成3对共用电子对，还有1对电子未与其他原子共用，这对电子就称为孤对电子,例如 黑点表示中心原子N与O的孤对电子，而 中心原子C无孤对电子,3)分析CO2 ， H2O，NH3 ，CH2O，CH4电子式的中心原子价电子层电子对成键情况。,分成键电子对和,孤对电子对,结论：,成键电子对和孤对电子对会影响分子的 空间构型,直线形,平面三角形,正四面体,V 形,三角锥形,105,107,180,0,2,1,4

13、)填写孤对电子与分子的空间构型关系，中心原子结合的原子数(n值）与分子的空间构型关系。,120,10928,2,2,3,3,4,0,0,中心无孤对电子,中心存在孤对电子,请你试总结分子的空间构型各不同的原因。,总结:由于分子中的成键电子对及中心原子上的孤对电子对相互排斥，结果趋向尽可能彼此远离，以减小斥力，从而影响了分子的空间构型。,1、内容：中心原子价电子层电子对（包括 电子对和 的孤对电子对）的互相 作用，使分子的几何构型总是采取电子对相互 的那种构型，即分子尽可能采取对称的空间构型。,（VSEPR模型）,成键,未成键,排斥,排斥最小,二、价层电子对互斥模型,友情提醒价层电子对相互排斥作用

14、的大小，决定于电子对之间的夹角和电子对的成键情况。 一般规律： 电子对之间的夹角越小，排斥力越大； 成键电子对受两个原子核的吸引，电子云比较紧缩；孤对电子对只受中心原子的吸引，电子云较“肥大”，对邻近电子对的斥力较大。电子对之间斥力大小的顺序：孤对电子对孤对电子对孤对电子对成键电子对成键电子对成键电子对。 三键、双键比单键包含的电子数目多，所以其斥力大小顺序为：三键双键单键,只有一种角度，120。,只有一种角度，10928。,电子对数和电子对空间构型的关系 电子对相互排斥，在空间达到平衡取向。,2 对电子 直线形,(3) 分子构型与电子对空间构型的关系: 分子 H2O NH3 CH4 构型 角

15、形 三角锥体 正四面体,电子对数 配体数 孤电子对数 电子对构型 分子构型 ( m ) ( n ) ( m n ) 3 2 1 三角形 “ V ” 字形,补充说明对于分子中有双键、叁键等多重键时，使用价层电子对理论判断其分子构型时，双键的两对电子和叁键的三对电子只能作为一对电子来处理。或者说在确定中心原子的价电子层电子对总数时，不包括键电子。,(VSEPR models),二、价层电子对互斥模型,一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键，如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数n来预测，概括如下： ABn 立体结构 范例 n=2 直线形 CO2 n=3

16、 平面三角形 CH2O n=4 正四面体形 CH4,3、应用：,预测分子构型,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。例如，H2O和NH3的中心原子分别有2对和l对孤对电子，跟中心原子周围的键加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而H2O分子呈V形，NH3分子呈三角锥形。,表格四,直线形,四面体,正四面体,直线形,形,三角锥形,平面三角形,正四面体,四面体,平面三角形,2,2,3,3,4,中心原子 所含孤对 电子对数,0,2,1,0,0,规律总结 (1)中心原子的价电子都用于成键（无孤

17、对电子），其构型可用 预测；n=2,为 n=3,为 n=4, (2)中心原子有孤对电子，其要占据中心原子周围的空间，并与 ，使分子呈现不同的立体构型。,中心原子周围的原子数n,互相排斥,直线形,平面三角形,四面体形,课堂练习： 1、多原子分子的立体结构有多种，三原子分子的立体结构有 形和 形，大多数四原子分子采取 形和 形两种立体结构，五原子分子的立体结构中最常见的是 形。 2 、下列分子或离子中，不含有孤对电子的是 A、H2O、B、H3O+、C、NH3、D、NH4+ 3 、下列分子BCl3、CCl4、H2S、CS2中,其键角由小到大的顺序为 4、以下分子或离子的结构为正四面体，且键角为109

18、28 的是 CH4 NH4+ CH3Cl P4 SO42- A、 B、 C、 D、 5、用价层电子对互斥模型判断SO3的分子构型 A、正四面体形 B、V形 C、三角锥形 D、平面三角形,直线,V,平面三角,三角锥, ,D,C,D,正四面体,第二章 分子结构与性质,第三节 分子的性质 ,一、键的极性和分子的极性,极性键与非极性键 （1）何谓共价键？ （2）何谓电负性？ （3）分别以H2、HCl为例，探究电负性对共价键有何影响？,练习与巩固,1含有非极性键的离子化合物是 ( ) A.NaOH B.Na2O2 C.NaCl D.NH4Cl 2下列元素间形成的共价键中，极性最强的是 ( ) A.FF

19、B.HF C.HClD.HO,极性分子与非极性分子 （1）由非极性键构成的分子，正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布？ （2）以HCl和CH4为例，分析：由极性键形成的分子，怎样找正电荷的中心和负电荷的中心？ （3）常见的极性分子和非极性分子有哪些？如何简单判断？,思考与交流,用价层电子对互斥模型画出分子的立体结构模型,总结,完成下表,总结：键的极性与分子极性的关系,A、都是由非极性键构成的分子一定是非极 性分子。 B、极性键结合形成的双原子分子一定为极 性分子。 C、极性键结合形成的多原子分子，可能为 非极性分子，也可能为极性分子。 D、多原子分子的极性，应有键的极性和分子的空间构型共同来决定

20、。,二、范德华力及其对物质性质的影响,（1）气体在加压或降温是为什么会变为液体、固体？ （2）仔细观察书中表2-4，结合分子结构的特点和数据，能得出什么结论？ （3）怎样解释卤素单质从F2-I2熔、沸点越来越高？,对范德华力的理解,分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 分子间作用力只存在于由分子构成的物质之间，离子化合物、圆子化合物、金属之间不存在范德华力。 分子间作用力范围很小，即分子充分接近时才有相互间的作用力。 分子的大小、分子的极性对范德华力有显著影响。结构相似的分子，相对分子质量越大范德华力越大；分子的极性越大，范

21、德华力也越大。,拓展与应用,为什么常温下Cl2为气态，而Br2为液态，I2为固态？ 已知在常温常压下，氧气在水中的溶解度比氮气大，试推测其原因？,三、氢键及其对物质性质的影响,氢键的本质 氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时，H原子还能够跟另外一个电负性大的原子Y之间产生静电引力的作用，成为氢键，表示为：X-HY（X、Y为N、O、F）。 氢键的特征 氢键既有方向性（X-HY尽可能在同一条直线上），又有饱和性（X-H只能和一个Y原子结合）。 氢键的大小，介于化学键与范德华力之间，不属于化学键。但也有键长、键能。,氢键的存在 氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两大类。 一个分子中的X-H与另一个分

22、子的Y结合而成的氢键成为分子间氢键。如：水分子之间、甲酸分子之间，以及氨分子与水分子之间等。一般成直线型。 在某些分子里，如：邻羟基苯甲醛分子中，O-H与相邻的醛基中的O形成的氢键在分子内部，故称分子内氢键。不能在一条直线上。,氢键的形成对化合物性质的影响,（1）对沸点和熔点的影响 分子间氢键使物质熔、沸点升高。而分子内氢键使物质的沸点和熔点降低。 （2）对溶解度的影响 极性溶剂里，溶质分子与溶剂分子间的氢键使溶质溶解度增大，而当溶质分子形成分子间氢键使恰好相反。,应用与拓展,为什么NH3极易溶于水？ 冰的硬度比一般固体共价化合物大，为什么？ 课后习题5？,1准备两个烧杯，分别在两个烧杯中注入

23、水和四氯化碳。2分别在两个烧杯中加入少量的蔗糖，轻轻地用玻棒搅拌，观察这两个培养皿中的蔗糖，有何变化。 3同样地，在另外两个烧杯中注入水和四氯化碳。分别加入少量的碘，轻轻地用玻棒搅拌，观察这两个烧杯中的碘有何变化。,四、溶解性,探究实验：,现象？结论？,相似相溶原理,“凡是分子结构相似的物质，都是易于互相溶解的。”这是从大量事实总结出来的一条规律，叫做相似相溶原理。由于分子的极性是否相似对溶解性影响很大，所以，相似相溶原理又可以理解为“极性分子易溶于极性溶剂中，非极性分子易溶于非极性溶剂中。”例如：CCl4是非极性分子，作为溶剂它就是非极性溶剂；而H20是极性分子，所以它是极性溶剂。Br2、I2等都是非极性分子，所以易溶于CCl4、苯等非极性溶剂，而在水这一极性溶剂中溶解度就很小。相反，盐类(NaCl等)这些离子化合物可看做是极性最强的，它们就易溶于水而不溶于CCl4、苯等非极性溶剂。HCl、H2S04是强极性分手，易溶于水而难溶于CCl4。利用相似相溶原理，有助于我们判断物质在不同溶剂中的溶解性。,结论：影响溶解度的因素,（1）内因：相似相溶原理 （2）外因：影响固体溶解度的主要因素是温度；影