B3+物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

湖北省教研室孫旭2012.7

模塊包括4個(gè)主題：主題1原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)主題2化學(xué)鍵與物質(zhì)性質(zhì)主題3分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)主題4研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價(jià)值結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子分子晶體（離子？）體系的構(gòu)建第三章第二章第一章編寫(xiě)基本要求原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：力求簡(jiǎn)單易懂，通過(guò)有關(guān)物理知識(shí)和物理實(shí)驗(yàn)背景的知識(shí)，介紹原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以能夠用來(lái)使學(xué)生形成共價(jià)鍵和分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)為限度。分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：重點(diǎn)介紹了共價(jià)鍵和共價(jià)分子，適當(dāng)補(bǔ)充了配位鍵和配合物的知識(shí)；金屬鍵則在討論金屬晶體時(shí)介紹。晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：包括離子晶體、分子晶體、原子晶體、金屬晶體等，具有綜合性。教材編寫(xiě)思路以必修為基礎(chǔ)，體系和內(nèi)容上避免雷同和重復(fù)結(jié)構(gòu)線索邏輯關(guān)系清晰：原子分子晶體內(nèi)容線索力求符合學(xué)科本身的內(nèi)在邏輯性，主次分明，主要線索線性化（結(jié)構(gòu)與性質(zhì)），拓展知識(shí)散點(diǎn)化（在正文適當(dāng)位置以科學(xué)視野、科學(xué)史話、資料卡片等閱讀材料的形式呈現(xiàn)）初中化學(xué)中已有結(jié)構(gòu)知識(shí)第四單元物質(zhì)構(gòu)成的奧秘

?原子的構(gòu)成

?核外電子排布

化學(xué)2中結(jié)構(gòu)知識(shí)第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律?元素周期表?元素周期律?化學(xué)鍵課程標(biāo)準(zhǔn)新增內(nèi)容：電離能、電負(fù)性原子核外電子的躍遷價(jià)層電子對(duì)互斥模型σ鍵和л鍵手性分子等電子原理金屬晶體的基本堆積模型晶格能第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)構(gòu)造原理泡利原理和洪特規(guī)則原子核外電子排布原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)能層能量最低原理能級(jí)基態(tài)原子光譜激發(fā)態(tài)原子結(jié)構(gòu)電子云和原子軌道元素周期系電離能電負(fù)性元素周期律元素周期表原子半徑元素的性質(zhì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)情景素材引言知識(shí)體系知道原子誕生于宇宙大爆炸（常識(shí)）自主閱讀能層——電子層；能級(jí)——亞層知道能層、能級(jí)、各層級(jí)電子數(shù)的關(guān)系多電子原子能級(jí)填充順序3s→3p→4s→3d能層能級(jí)構(gòu)造原理能量由低到高標(biāo)尺能解釋“焰色反應(yīng)”知道光譜分析是現(xiàn)代化學(xué)最常用的元素確定手段知道光譜分析也是研究原子結(jié)構(gòu)的基本方法【科學(xué)史話】鋰、氦、汞的發(fā)射與吸收光譜

鋰氦汞泡利原理洪特規(guī)則半充滿(mǎn)、全充滿(mǎn)穩(wěn)定24Cr：3d54s129Cu：3d104s1幾點(diǎn)說(shuō)明

1、能層和能級(jí)（直接呈現(xiàn)），構(gòu)造原理（直接給出），會(huì)應(yīng)用，不要求知道其中的道理，掌握核外電子排布規(guī)律；

2、能量最低原理表述的是“整個(gè)原子處于能量最低狀態(tài)”；

3、原子軌道的學(xué)習(xí)主要為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)鋪墊。1、原子電子排布式2、周期性規(guī)律3、科學(xué)探究元素周期表必修2主族選修3全表最外層電子數(shù)價(jià)電子數(shù)建議利用好本部分的【科學(xué)探究】必修2選修3感性→理性知道原子半徑的遞變規(guī)律理解原子半徑的遞變規(guī)律定性→定量元素的金屬性和非金屬性元素的電離能和電負(fù)性建議利用好本部分的【學(xué)與問(wèn)】和【科學(xué)探究】1、原子半徑2、電離能3、電負(fù)性

1.主族元素原子半徑2.電離能：第一電離能周期性圖電負(fù)性：利用圖、表、數(shù)據(jù)說(shuō)明科學(xué)探究幾點(diǎn)說(shuō)明一、從電子排布式的角度認(rèn)識(shí)元素周期系和元素周期表；二、學(xué)習(xí)元素周期性（化合價(jià)、金屬與非金屬性、原子半徑、電離能和電負(fù)性）變化規(guī)律多用圖片和學(xué)生活動(dòng)。三、幾個(gè)易忽略的地方1、原子結(jié)構(gòu)模型發(fā)展史圖片介紹2、電子排布的2種表達(dá)方式，特別是第4周期IIIA～0族的元素3、原子光譜特征譜線的解釋4、周期表分區(qū)及原因5、電負(fù)性概念及常見(jiàn)非金屬元素電負(fù)性排序第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價(jià)鍵第二節(jié)分子的立體結(jié)構(gòu)第三節(jié)分子的性質(zhì)共價(jià)鍵分子的極性溶解性范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響手性分子性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)鍵能σ鍵和π鍵鍵參數(shù)鍵長(zhǎng)鍵角價(jià)層電子對(duì)互斥模型雜化軌道理論分子結(jié)構(gòu)分子的立體結(jié)構(gòu)等電子原理配位鍵和配位化合物氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性?xún)?nèi)容結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵的種類(lèi)：σ鍵、π鍵共價(jià)鍵的性質(zhì)：飽和性、方向性利用鍵能和鍵長(zhǎng)比較共價(jià)鍵的穩(wěn)定性能根據(jù)概念判斷等電子體知道等電子體間性質(zhì)有相似性知識(shí)體系利用好教材的圖片，不要過(guò)分依賴(lài)多媒體利用好【科學(xué)探究】，及時(shí)鞏固和提升補(bǔ)充共價(jià)鍵的方向性（最大重疊原理），體現(xiàn)科學(xué)性表格形式給出鍵能和鍵長(zhǎng)，鍵角說(shuō)明方向性以CO和N2為例來(lái)說(shuō)明從原子軌道的角度認(rèn)識(shí)σ鍵和π鍵的特征（利用好圖像）從定量的角度認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的特征（利用好表格數(shù)據(jù)）幾點(diǎn)說(shuō)明

1、處理好與初中、化學(xué)2的銜接關(guān)系。

2、通過(guò)“學(xué)與問(wèn)”欄目說(shuō)明共價(jià)鍵飽和性，書(shū)上沒(méi)有解釋原理。通過(guò)鍵角說(shuō)明共價(jià)鍵方向性。感性認(rèn)識(shí)（問(wèn)題情景）預(yù)測(cè)理論解釋理論知識(shí)體系有效價(jià)層電子對(duì)σ鍵中的電子對(duì)孤對(duì)電子兩個(gè)原子間只有一對(duì)有效(σ鍵)1.掌握中心原子上價(jià)層電子對(duì)數(shù)的計(jì)算（價(jià)層電子對(duì)數(shù)包括σ鍵電子對(duì)和中心原子上的孤電子對(duì)）（1）σ鍵電子對(duì)數(shù)可由分子式確定。（2）中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)由公式計(jì)算確定：

中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=（a－xb)/2[a是中心原子的價(jià)電子數(shù)；x是與中心原子結(jié)合的原子數(shù)；b是與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)]分子或離子中心原子axb中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)SO2

S6221NH4+

N5-1=4410CO32-

C4+2=6320中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=（a－xb)/2分子或離子SO2SO3SO32-SO42-NO2+孤電子對(duì)數(shù)10100

2.掌握簡(jiǎn)單分子或離子立體構(gòu)型的確定（計(jì)算出價(jià)層電子對(duì)數(shù)后，可得VSEPR模型，再略去VSEPR模型中的中心原子上的孤電子對(duì)，便得到了分子的立體構(gòu)型。）價(jià)層電子對(duì)數(shù)

2

34模型直線形

平面三角形正四面體得出了VSEPR模型后，根據(jù)VSEPR模型寫(xiě)出分子的立體構(gòu)型，略去VSEPR模型中的中心原子上的孤電子對(duì)便得分子的立體構(gòu)型。如：

EEHOENHCHHHHHHH

分子H2O

NH3CH4構(gòu)型角形

三角錐形正四面體分子或離子中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)VSEPR模型VSEPR模型名稱(chēng)分子或離子的立體模型分子或離子的立體構(gòu)型名稱(chēng)CO202直線形直線形SO213平面三角形角形CO32-03

平面三角形平面三角形CH404正四面體形正四面體形分子或離子的類(lèi)型VSEPR模型VSEPR模型名稱(chēng)分子或離子的立體構(gòu)型分子或離子的立體構(gòu)型名稱(chēng)AX2直線形直線形AX3(或AX2E)平面三角形平面三角形

平面三角形V形AX4(或AX3E，AX2E2)正四面體形正四面體形四面體形三角錐形四面體形V形↑↓↑↑

↑↓↑↑↑↑↑↓↑↑↑↑↑↓1、雜化軌道是原子軌道2、雜化軌道中的電子只填充有效

價(jià)層電子對(duì)

（不用來(lái)形成π鍵）3、參加雜化的原子軌道數(shù)與雜化后的雜化軌道數(shù)相等有效價(jià)層電子對(duì)數(shù)２３４價(jià)層電子伸展構(gòu)型直線型三角形四面體形雜化方式spsp2sp3參與雜化的原子軌道數(shù)234雜化軌道數(shù)234VSEPR模型VSEPR模型名稱(chēng)直線形平面三角形四面體平面三角形四面體正四面體中心原子的雜化軌道類(lèi)型sp

sp2

sp3

sp2

sp3

sp3代表物

CO2SO2H2OSO3NH3CH4VSEPR模型與中心原子的雜化軌道類(lèi)型

重視在選修3唯一能做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)建議用銀氨溶液配制的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境用銨根離子來(lái)解釋配位鍵的概念配合物直觀圖

力求通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，了解科學(xué)方法，理解科學(xué)思想和科學(xué)家的工作性質(zhì)以及科學(xué)的價(jià)值。如：計(jì)算機(jī)作圖、制作模型、使用計(jì)算機(jī)化學(xué)作圖軟件、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查報(bào)告、課堂討論、參觀等。實(shí)踐活動(dòng)用計(jì)算機(jī)軟件制作分子立體模型幾點(diǎn)說(shuō)明

1、價(jià)層電子對(duì)互斥模型只要求（n+m)小于或等于4，不要拓展；

2、組織學(xué)生Chemsketch制作分子模型，體驗(yàn)計(jì)算機(jī)在化學(xué)研究中的應(yīng)用。分子性質(zhì)知識(shí)體系極性鍵：不同原子形成的共價(jià)鍵非極性鍵：同種原子形成的共價(jià)鍵極性分子：正負(fù)電荷中心不重合的分子（結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)）非極性分子：正負(fù)電荷中心重合的分子（結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)）問(wèn)：O3分子是極性分子還是非極性分子？范德華力﹢﹣﹢﹣﹢﹣分子的極性越大，范德華力越大。固有極性瞬間極性相對(duì)分子質(zhì)量越大，瞬間極性越強(qiáng)，范德華力越大。1.氫鍵：N、O、F與H原子形成的基團(tuán)極性很強(qiáng)，相互易形成氫鍵。氫鍵具有飽和性和方向性。2.氫鍵使其在水中的溶解度增大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高（分子內(nèi)氫鍵相反）。分子內(nèi)氫鍵分子間氫鍵蛋白質(zhì)分子中的氫鍵手性分子：通俗的比喻、敘述，介紹其在生命科學(xué)等方面的應(yīng)用幾點(diǎn)說(shuō)明一、分子的極性、范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響、氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響、溶解性等內(nèi)容，運(yùn)用結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)進(jìn)行解釋?zhuān)?/p>

二、通過(guò)圖片了解手性的概念，了解手性分子在生命科學(xué)中的應(yīng)用；三、體會(huì)并解釋物質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響。四、幾點(diǎn)易忽略的地方1.共價(jià)鍵的方向性（H2例外？）、飽和性2.陰、陽(yáng)離子的VSEPR模型判斷3.氫鍵的表達(dá)式4.非羥基氧對(duì)含氧酸酸性的判斷第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)晶體的常識(shí)第二節(jié)分子晶體與原子晶體第三節(jié)金屬晶體第四節(jié)離子晶體內(nèi)容結(jié)構(gòu)晶體晶體的常識(shí)晶胞晶體的特征分子晶體冰和干冰的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子晶體特性原子晶體金屬鍵金屬晶體離子晶體晶格能原子晶體特性原子晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)金屬晶體的基本堆積模型離子晶體的特性與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)晶體與非晶體的本質(zhì)差異晶體的特性：自范性、各向異性、有固定熔點(diǎn)晶體的產(chǎn)生途徑：凝固、凝華、析出

本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)各類(lèi)型晶體前，把晶體的一些共性放在一節(jié)里集中學(xué)習(xí)。晶胞的概念分?jǐn)偡ㄓ?jì)算晶胞中的各原子數(shù)知識(shí)體系硫凝固碘凝華硫酸銅析出重鉻酸鉀硝酸鉀萘

建議：利用好書(shū)中的圖片。幾點(diǎn)說(shuō)明

1、可以結(jié)合實(shí)物比較晶體與非晶體的不同；也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察晶體的外形；

2、為了更好的學(xué)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)，書(shū)中介紹了幾種典型的晶胞；

3、只要求學(xué)生掌握簡(jiǎn)單晶胞及計(jì)算一個(gè)晶胞平均占有的原子數(shù)。分子晶體的構(gòu)成特點(diǎn)性質(zhì)特點(diǎn)及辨別通過(guò)氫鍵形成的分子晶體（H2O為四面體結(jié)構(gòu)）通過(guò)范德華力形成的分子晶體（CO2等12分子密堆積）原子晶體的構(gòu)成特點(diǎn)、性質(zhì)特點(diǎn)及辨別該部分是選修3中最難理解的部分，教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生理解過(guò)程，充分利用多媒體課件，最好親自操作模型來(lái)輔助理解。（可以通過(guò)記憶直接得分）電子氣理論及運(yùn)用該理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)4種基本模型：簡(jiǎn)單立方堆積；體心立方堆積；六方最密堆積；面心立方最密堆積。非密置堆積密置堆積非密置層非密置層非密置堆積非密置層非密置層密置堆積密置層密置層密置堆積密置層密置層非密置堆積簡(jiǎn)單立方堆積——釙型非密置層非密置層非密置堆積體心立方堆積——鉀型非密置層非密置層密置堆積密置層密置層密置堆積最密堆積···ABAB······ABCABC···六方緊密堆積面心立方堆積鎂型銅型密置層密置層非密置堆積幾點(diǎn)說(shuō)明

1、金屬晶體的堆積模型：利用圖式、敘述上通俗；

2、用代表性金屬命名：鉀型、鎂型和銅型；

3、組織學(xué)生自己動(dòng)手制作，體驗(yàn)各種堆積的特點(diǎn)。1、了解離子晶體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)特點(diǎn)；2、以NaCl、CsCl為例，知道離子晶體構(gòu)型取決于正負(fù)離子半徑比(～

0.414～0.732～1)3、會(huì)計(jì)算晶體中各離子的配位數(shù)建議利用好【科學(xué)探究】衡量離子鍵的強(qiáng)弱（類(lèi)似于共價(jià)鍵鍵能），能用來(lái)分析離子晶體的性質(zhì)。F=K(q+·q-

/r2)科學(xué)探究晶胞類(lèi)型、離子配位數(shù)、半徑比0.53、0.93、微粒個(gè)數(shù)計(jì)算幾點(diǎn)說(shuō)明

1、通過(guò)“科學(xué)探究”討論影響離子晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型的幾何因素，簡(jiǎn)單提及電荷、鍵性因素；

2、利用表格數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)晶格能與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系。本章易忽略的地方：1.水分子周?chē)B接的氫鍵數(shù)目，如何用圖式表達(dá)2.二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)、金剛石模型及其衍生3.六方最密堆積如何看4.4種金屬晶體堆積模型的對(duì)比、空間利用率的計(jì)算方法和數(shù)據(jù)5.氯化鈉、氯化銫、氟化鈣典型性的具體表現(xiàn)及衍生性。教師怕教但好教學(xué)生好學(xué)但易忘考試好考易拿分該模塊教學(xué)后的總體感受板磚與鮮花齊飛！教師怕教的原因：知識(shí)生疏教學(xué)資源少內(nèi)容抽象深廣度難把握

好教的原因：脈絡(luò)清晰邏輯關(guān)聯(lián)好學(xué)生好學(xué)的原因：不少知識(shí)聽(tīng)懂即可習(xí)題容易題量不多易忘的原因：知識(shí)較零散與其它模塊關(guān)聯(lián)少章節(jié)具體知識(shí)點(diǎn)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)能層、能級(jí)、構(gòu)造原理、原子的核外電子排布、能量最原理、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、原子光譜、電子云、原子軌道、泡利原理、洪特規(guī)則原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)元素周期系、元素周期表、元素周期律、原子半徑、電離能、電負(fù)性、對(duì)角線規(guī)則分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)共價(jià)鍵

σ鍵、π鍵、鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角、等電子原理分子的立體構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)互斥理論、雜化軌道理論、配位鍵、配位化合物分子的性質(zhì)鍵的極性、分子的極性、分子間作用力、氫鍵、相似相溶規(guī)則、手性晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶體的常識(shí)晶體的特征、晶胞分子晶體與原子晶體分子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、冰和干冰的結(jié)構(gòu)、分子晶體的特性、原子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、金剛石的結(jié)構(gòu)、原子晶體的特性金屬晶體金屬鍵理論、金屬晶體的基本堆積模型離子晶體離子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、Na