高中化學人教版選修《物質結構與性質》

第三章晶體結構與性質

第三節金屬晶體

教材分析：

在《普通高中化學課程標準(實驗)》中，涉及金屬晶體的內容標準包括：

(1)知道金屬鍵的涵義；

(2)能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(良好的導電性、導熱性和延展性)；

(3)能列舉金屬晶體的基本堆積模型；

(4)知道金屬晶體與其它晶體的結構微粒、微粒間作用力的區別。

關于金屬鍵的涵義，教材上的說法有些模糊，不利于學生的理解，教學中應點明金屬鍵是脫落下來

的自由電子跟形成的金屬正離子的相互作用，而所謂的“電子氣”，不過是一種比較形象的說法，指的

是脫落下來的電子好像氣體一樣遍布整塊晶體。

在這四點中，第二點要求的程度是“解釋”，顯然比其余三點高，因此，第二點應該作為本節的教

學重點之一，而教材除對延展性有較為詳細的解釋外，其它物理性質的解釋都是一筆帶過，所以教學過

程中應作詳細講解。

第三點的要求雖然較低，但在前面分子晶體和原子晶體的學習中，《課程標準》里要求學生學會運

用模型來研究結構問題，因此本節教學中可以利用講解該部分知識的機會繼續培養學生運用模型研究結

構問題的能力，所以也作為教學重點之一。教師的演示模型可將不同顏色的彈珠用膠水黏合制得，而學

生實驗所需的小球則可使用自行車中所用的那種軸承滾珠，也可提前要求學生自己準備，培養學生的創

造力。

第四點的教學則可以在講解完金屬鍵的本質后，與分子晶體和原子晶體的相關知識進行比較、區分。

也可以在講新課之前先進行復習。另外一種處理方法則是等講完離子晶體后再全面對四種晶體進行對

比。以下教學設計將采用第一種方法，并將在本章復習中對四種晶體進行更全面的比較。

此外，教材中出現了“配位數”這個名詞，這涉及到第二章第二節中有關配位化合物的知識，但配

位數的涵義在《課程標準》中并無要求，而且在配位化合物這部分的知識中也沒有出現該名詞，因此不

宜作深入探討，可簡單解釋為：配位數是指任意一個原子周圍與之相接觸的原子的數目。資料卡片中有

兩個內容，一個是“金屬晶體的四種堆積模型對比”，另一個是“混合晶體”，前者在教學中可以引導學

生進行閱讀，后者理解起來較難，可視各所學校學生的具體情況靈活處理。以下教學設計將不涉及“混

合晶體”的引導閱讀。

基于以上分析，本節教學設計如下：

【教學目標】

(1)知道金屬鍵的涵義；

(2)能用電子氣理論解釋金屬的一些物理性質，如延展性、導電性、導熱性等；

(3)能運用模型研究晶體的結構；

(4)知道金屬晶體與分子晶體、原子晶體在結構微粒、微粒間作用力上的區別

【教學重點】

用金屬鍵理論解釋金屬的物理性質，金屬晶體的原子堆積模型

【教學難點】

電子氣理論，鎂型和銅型堆積模型

【教學方法】

問題探究、實驗探究

【教學用時】1課時

【教學過程】

教學過程教學活動學習活動

問題引入在金屬單質中只有金屬原子思考、判斷、回答

而沒有分子，這些金屬的晶體

能否稱為原子晶體

問題探索金屬的晶體并非原子晶體，怎回憶具有什么結構的原

樣從微觀角度證明這個判子之間才能形成共價

斷？（提示：可從原子晶體的鍵，然后作出回答

中化學鍵的特點來分析）

歸納、講解在原子晶體中，所有原子通過回憶金屬易失電子，難

共價鍵結合，而金屬原子由于以形成共用電子對的性

最外層電子數較少，原子與原質

子之間不能形成共價鍵，所以

不是原子晶體

講述在金屬晶體中，原子之間通過

金屬鍵相互結合

講解金屬原子的電負性和電離能回憶電負性和電離能的

都較小，在金屬晶體中，大量知識，思考和體會“電

最外層電子也即是價電子容子氣理論”的實質

易脫離原子的束縛而變成自

由電子，同時使原來的原子變

成正離子，這些自由電子為各

個原子所共用，自由電子與金

屬正離子的相互作用就是金

屬鍵。這些電子遍布整塊晶

體，就象氣體遍布整個空間一

樣，所以該理論又被形象地稱

為“電子氣理論”

問題探索金屬晶體與分子晶體和原子回憶、比較、討論三種

晶體相比較，其成鍵的微粒有晶體的異同

何異同？鍵的性質又有何異

同？

問題解答金屬晶體和原子晶體的成鍵歸納、回答三種晶體的

微粒都是原子，分子晶體的成結構特點和異同

鍵微粒是分子；金屬晶體中的

金屬鍵是自由電子與金屬正

離子的相互作用，原子晶體中

則是原子之間形成了共價鍵，

而在分子晶體中，分子內部的

原子通過共價鍵結合在一起，

分子之間則是通過范德華力

相結合

閱讀、討論閱讀電子氣理論對金屬

延展性的解釋，小組討

論如何解釋導電性和導

執性

歸納、總結金屬晶體中的自由電子在外小組歸納討論的結果，

加電場的作用下可以發生定由學生代表解釋金屬具

向移動，從而使金屬具有良好有良好導電性和導熱性

的導電性和導熱性，但由于導的原因

熱時自由電子在熱的作用下

與金屬原子頻繁碰撞，導致了

金屬的導熱能力下降，即是

說，金屬的熱導率隨溫度的升

高而下降

銜接、過渡我們已經知道，不同的分子晶

體或原子晶體，其晶體結構不

一定相同，例如石墨和金剛石

都是由碳元素組成的，也褪

原子晶體，但晶體結構并不相

同，性質也同樣有很大的差

別，在金屬晶體中，不同的晶

體也有不同的結構，從而導致

晶體具有不同的性質

學與問用軸承滾珠或其它合適

物體嘗試在二維空間緊

密排列金屬原子，并用

膠水黏合滾珠

講解金屬原子的平面堆積有兩種對照演示模型和自制模

方式：非密置層和密置層，其型，體會非密置層、密

配位數分別是4和6,所謂配置層以及配位數所表達

位數，是指任意一個原子周圍的含義

與之相接觸的原子的數目（展

示課前用彈珠制作的模型，輔

助說明配位數的意思）

金屬晶體可看成金屬原子在

三維空間堆積而成，有四種基

本模式

演示，講述（將兩層非密置層以兩種方運用手中的自制模型，

式疊放）全部是非密置層進行堆積成這兩種空間結

疊放時，有兩種情況，一種是構，觀察并分析這兩種

簡單立方堆積，此時形成的晶堆積的配位數

胞是一個正方體，每個晶胞含

一個原子，配位數是6,這種

堆積使原子間的間隙過大，即

空間利用率太低。另一種是鉀

型堆積，此時每個晶胞含兩個

原子，配位數是8,空間利用

率較高

演示，講述（將三層密置層以兩種方式運用手中的自制模型，

疊放）密置層的疊放也有兩種堆積成這兩種空間結

情況：鎂型和銅型，這兩種情構，觀察并分析這兩種

況的配位數都是12,空間利堆積的配位數

用率也比前兩種方式大。鎂型

晶胞中有兩個原子，銅型晶胞

中有四個原子

實踐活動運用模型對比鉀型堆積

方法和鎂型堆積方法有

何不同

總結金屬原子的堆積方式不同，最通過了解原子堆積方式

終將影響金屬晶體的結構和對性質的影響，加強“結

性質。例如原子半徑、熔沸點構決定性質”的基本理

等念

布置作業習題4

板書設計：§3金屬晶體

一、金屬鍵

1、自由電子與金屬正離子的相互作用稱為金屬鍵

2、自由電子與金屬物理性質的關系

二、金屬晶體的原子堆積模型

1、r非密置層

［密置層

2、簡單立方堆積：非密置層+非密置層配位數：6

鉀型：非密置層+非密置層配位數：8

鎂型：密置層+密置層+密置層配位數：12

銅型：密置層+密置層+密置層配位數：12

南子晶體（新課）

湖南省耒陽市一中蔣節約

［數學目標］

（一）知識與能力

1.知識目標：掌握離子晶體的概念，理解氯化鈉和氯化鈉的晶體結構；

2.能力目標：學會分析晶體結構的方法

（二）德育目標

讓學生懂得物質的結構是復雜的是有規律的，物質的結構決定物質的性質。

［數學置點和難點］

1.重點：氯化鈉的晶體結構

2.難點：分析晶體結構的方法

［數學方法］導學引思，探究點撥法

［數學手段］CAI課件輔助教學

［教學過程］

（一）導入新課

利用CAI課件展示幾種晶體的外觀引入新課學習，從學生的感性知識入手，從而激發學生的學習興趣。

（二）問題引探

點擊CAI課件進入，展示下列問題：

1.什么叫晶體？

2.晶體有什么類型？

3.什么是離子晶體？

4.離子晶體有什么特性？

5.氯化鈉的晶體結構怎樣？

6.氯化葩的晶體結構怎樣？

7.怎樣確定晶體中微粒個數比？

（三）自主探索

1.學生帶著上述問題閱讀“課本內容”；讓學生通過問題激發求知欲望，帶著上述問題閱讀課本內容，提高自

主學習的目的性。

2.用CAI課件展示氯化鈉的晶體結構圖和氯化鈉的晶體結構圖，讓學自主分析；給學生提供學習素材，幫助學

生自主探索。

（四）師生互動，討論點撥

學生通過自主探索后，還有些問題不是理解得很清楚，可以通過學生之間相互討論，也可以跟老師討論。通

過師生互相的討論引導學生回答上述問題并對一些問題進行歸納：

1.晶胞抽取的計算原則（用CAI課件進入）①頂點：由8個晶胞共同擁有，所以為1/8

②棱上：由4個晶胞共同擁有，所以為1/4

③面心：由2個晶胞共同擁有，所以為1/2

④體內：由1個晶胞擁有，所以為12.離子晶體特點

①晶體中無單個分子存在；NaCl不表示分子式。熔沸點較高，硬度較大，難揮發難壓縮水溶液或者熔融狀態下均導

電。（五）知識應用（點擊CAI課件進入）

1.為什么氯化鈉在固態時不導電而在熔化狀態下能導電？

2.在氯化鈉的晶體結構中，Na+與最鄰近的C1-的核間距為0.28nm,試求氯化鈉的晶體的密度。

第二節分子的立體結構（第一課時）

教學目標

1、認識共價分子的多樣性和復雜性；

2、初步認識價層電子對互斥模型；

3、能用VSEPR模型預測簡單分子或離子的立體結構；

4、培養嚴謹認真的科學態度和空間想象能力。

重點難點：分子的立體結構；利用價層電子對互斥模型預測分子的立體結構

課前預習：

1、化學式：___________________________________________________________

2、結構式：___________________________________________________________

3、結構簡式：_________________________________________________________

4、電子式：___________________________________________________________

5、價電子：___________________________________________________________

學習過程

創設問題情境：

1、閱讀課本P37-40內容；

2、展示加、HQ、NIL,。的、CH“分子的球輯模型（或比例模型）；

3、提出問題：

⑴什么是分子的空間結構？

⑵同樣三原子分子CO?和HQ,四原子分子NH：,和CH?。，為什么它們的空間結構不同？

［討論交流］

1、寫出CO?、壓0、NH-、CH2O、CH,的結構式和電子式；

2、討論H、C、N、0原子分別可以形成幾個共價鍵；

3、根據電子式、結構式描述CO?、出0、陽、C&0、CH”的分子結構。

［模型探究］

由COz、H2、NH：,、CH#、CH,的立體結構模型，對照其電子式，分析結構不同的原因。

［引導交流］

——引出價層電子對互斥模型（VSEPRmodels）

［分析］價層電子對互斥模型

把分子分成兩大類：一類是中心原子上的價電子都用于形成共價鍵。如CO?、CHQ、CH,等分子中的C原子。它們的

立體結構可用中心原子周圍的原子數來預測，概括如下：

ABn立體結構范例

n=2直線型C02

n=3平面三角形CH2O

n=4正四面體型CH4

另一類是中心原子上有孤對電子（未用于形成共價鍵的電子對）的分子。如

出0和NR,中心原子上的孤）冠爭冠要相4原字鬲由而均可；并參與互相排斥。因而出0分子呈V型，NHs分子呈三

角錐型。（如圖）課本P40。

［應用反饋］

應用VSEPR理論判斷下表中分子或離子的構型。進一步認識多原子分子的立體結構。

化學式中心原子含有孤對電子對數中心原子結合的原子數空間構型

H2s22V形

NH；22V形

BF303正三角形

CHCh04四面體

SiR04正四面體

【案例練習】

1、下列物質中，分子的立體結構與水分子相似的是（）

A、C02B、H2SC、PCLD、SiCli

2、下列分子的立體結構，其中屬于直線型分子的是()

A、HzOB、CO?C、C2H2D、P.i

3、寫出你所知道的分子具有以下形狀的物質的化學式，并指出它們分子中的鍵角分別是多少？

(1)直線形________________________________________________

(2)平面三角形___________________________________________

(3)三角錐形_____________________________________________

(4)正四面體______________________________________________

4、下列分子中，各原子均處于同一平面上的是()

A、NH3B、CC1,C、H20D、CH2O

【課后作業】

1、為了解釋和預測分子的空間構型，科學家在歸納了許多已知的分子空間構型的基礎上，提出了一種十分簡單的理論

模型一一價層電子對互斥模型。這種模型把分子分成兩類：一類是:另一類

是oBE：和N0都是四個原子的分子，BF：,的中心原子是,NF；,的中心原子是:

BR分子的立體構型是平面三角形，而NF3分子的立體構型是三角錐形的原因是

2、用價層電子對互斥模型推測下列分子或離子的空間構型。

2

BeCL；SCL；S03；SF6

第二節分子的立體結構(第二課時)

教學目標：

1、認識雜化軌道理論的要點

2、進一步了解有機化合物中碳的成鍵特征

3、能根據雜化軌道理論判斷簡單分子或離子的構型

4、采用圖表、比較、討論、歸納、綜合的方法進行教學

5、培養學生分析、歸納、綜合的能力和空間想象能力

教學重點：雜化軌道理論的要點

教學難點：分子的立體結構，雜化軌道理論

課前預習

1、雜化軌道理論是一種價鍵理論，是為了解釋分子的立體結構提出的。

2、雜化及雜化軌道：叫做雜化，稱為雜化軌道。

學習過程

［展示甲烷的分子模型］

［創設問題情景］

碳的價電子構型是什么樣的？甲烷的分子模型表明是空間正四面體，分子中的c—H鍵是等同的，鍵角是109°

28'。

碳原子的價電子構型2s22P:是由一個2s軌道和三個2P軌道組成的，為什么有這四個相同的軌道呢？為了解釋這

個構型Pauling提出了雜化軌道理論。

三、雜化軌道理論

1、雜化的概念：在形成多原子分子的過程中，中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合，形成一組新的軌道，這

個過程叫做軌道的雜化，產生的新軌道叫雜化軌道。

［思考與交流］

甲烷分子的軌道是如何形成的呢？

形成甲烷分子時.，中心原子的2s和2P“2p”2Pz等四條原子軌道發生雜化，形成一組新的軌道，即四條sd雜化

軌道，這些sd雜化軌道不同于s軌道，也不同于p軌道。

根據參與雜化的s軌道與p軌道的數目，除了有sp；‘雜化外，還有sp2雜化和sp雜化，sp2雜化軌道表示由一個s軌

道與兩個P軌道雜化形成的，sp雜化軌道表示由一個s軌道與一個p軌道雜化形成的。

［討論交流］:

應用軌道雜化理論，探究分子的立體結構。

化學式雜化軌道數雜化軌道類型分子結構

CH,

C此

BFs

CH20

C2H2

［總結評價］:引導學生分析、歸納、總結多原子分子立體結構的判斷規律，完成下表。

化學式中心原子孤對電子對數雜化軌道數雜化軌道類型分子結構

CI11

C2H4

BF3

CH2O

C2壓

［討論］:怎樣判斷有兒個軌道參與了雜化？

［討論總結］:三種雜化軌道的軌道形狀，SP雜化夾角為°的直線型雜化軌道，SP?雜化軌道為°的平面三

角形，SP，雜化軌道為°'的正四面體構型。

［科學探究］:課本42頁

［小結］:HCN中C原子以sp雜化，CH20中C原子以sj雜化；HCN中含有2個。健和2n犍；CH20中含有3。鍵和1個

“鍵

【案例練習】

1、下列分子中心原子是S小雜化的是（）

A、PBnB、CIhC、BF：,D、II2O

2、氨氣分子空間構型是三角錐形，而甲烷是正四面體形，這是因為

A.兩種分子的中心原子的雜化軌道類型不同，NH：,為即?型雜化，而CH,是即’型雜化

B.NH,分子中N原子形成三個雜化軌道，CH,分子中C原子形成4個雜化軌道

C.N%分子中有?對未成犍的孤對電子，它對成鍵電子的排斥作用較強

D.氨氣分子是極性分子而甲烷是非極性分子

3、用Pauling的雜化軌道理論解釋甲烷分子的四面體結構，下列說法不正確的是（）

A、C原子的四個雜化軌道的能量一樣

B、C原子的sp'雜化軌道之間夾角一樣

C、C原子的4個價電子分別占據4個sd雜化軌道

D、C原子有1個sp3雜化軌道由孤對電子占據

4、用VSEPR理論判斷

物質成鍵電子對數孤電子對數分子或離子的形狀

H20

NH；

BF3

H:Q+

【課后作業】

1、下列對sd、s/、sp雜化軌道的夾角的比較，得出結論正確的是（）

A、sp雜化軌道的夾角最大B、sp,雜化軌道的夾角最大

C、sp；'雜化軌道的夾角最大D、sp，、sp?、sp雜化軌道的夾角相等

2、有關苯分子中的化學鍵描述正確的是

A.每個碳原子的sp?雜化軌道中的其中一個形成大兀鍵

B.每個碳原子的耒參加雜化的2P軌道形成大兀鍵

C.碳原子的三個sp?雜化軌道與其它形成三個◎鍵

D.碳原子的未參加雜化的2P軌道與其它形成。鍵

3、根據雜化軌道理論，請預測下列分子或離子的幾何構型：

2

C02,C03II2S,PH3

4、為什么H,O分子的鍵角既不是90°也不是109°28'而是104.5°?

第二節分子的立體結構（第三課時）

教學目標：

1、配位鍵、配位化合物的概念

2、配位鍵、配位化合物的表示方法

3、采用圖表、比較、討論、歸納、綜合的方法進行教學

4、培養學生分析、歸納、綜合的能力

教學重點：配位鍵、配位化合物的概念

教學難點：配位鍵、配位化合物的概念

課前預習

1、配位鍵：_______________________________________

2、配位化合物（簡稱）：

學習過程

［創設問題情景］

什么是配位鍵？配位鍵如何表示？配位化合物的概念？

閱讀教材，討論交流。

1、配位鍵

(1)概念

(2)表示

(3)條件：

［提問］舉出含有配位鍵的離子或分子

舉例：

［過渡］什么是配位化合物呢？

［講解］金屬離子或原子叮某些分子或離子以配位鍵結合而形成的化合物稱為配合物。

HM

)廠

中

配配

配

界

心

位

位

位

離

原

原體

放

子

子

子

合

物

一

二

［小結］

本節主要講述了配位鍵和配位化合物。

【案例練習】

1、在［Cu(NH3產配離子中NFh與中心離子C-.結合的化學鍵是

A.離子鍵B.非極性鍵C.極性鍵D.配位鍵

2、與人體血液中血紅蛋白以配位鍵結合的一種有毒氣體是

A.氯氣B.氮氣C.一氧化碳D.甲烷

3、向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續添加氨水，難溶物溶解得到深藍色的透

明溶液。下列對此現象說法正確的是

A.反應后溶液中不存在任何沉淀，所以反應前后C-’的濃度不變。

2

B.沉淀溶解后，將生成深藍色的配合離子［Cu(NH：i),］\

C.向反應后的溶液加入乙醇，溶液將會沒有發生變化，因為［Cu(NM)/"不會與乙醇發生反應。

D.在［Cu(NH3),］2,離子中，C產給出孤對電子，Nib提供空軌道。

4、下列屬于配合物的是()

A、NHiClB、Na2C0：＞.10H20C,CuSOi.5HQD、Co(NH3)6ch

【課后作業】

1、在AgNOs溶液中加入過量的氨水，先有沉淀，后沉淀溶解，沉淀溶解的原因是形成了()

A.AgNOsB.［Ag(NH3)2］'C.NH3?H20D.NH4NO3

2、如圖是嚇咻配合物葉綠素的結構示意圖(部分)，有關的敘述正確的是()

CNhd人J。\

A.該葉綠素含有H、Mg、C、N元素B.該葉綠素是配合物，中心離子是鎂離子

C.該葉綠素是配合物，其配體是N元素D.該葉綠素不是配合物,而是高分子化合物

3、對鹽類物質可有下列分類：如氯化硝酸鈣［Ca（N01Cl］是一種混鹽，硫酸鋁鉀KA1（SO,）2是一種復鹽，冰晶

石（六氟合鋁酸鈉）Na：,AlFe是一種絡鹽。對于組成為CaOCh的鹽可歸類于（）

A.混鹽B.復鹽C.絡鹽D.無法歸屬于上述類別

第三節分子的性質（第一課時）

教學目標：

1、了解極性共價鍵和非極性共價鍵；

2、結合常見物質分子立體結構，判斷極性分子和非極性分子；

3、培養學生分析問題、解決問題的能力和嚴謹認真的科學態度。

重點、難點：多原子分子中，極性分子和非極性分子的判斷。

學習過程

創設問題情境：

1、如何理解共價鍵、極性鍵和非極性鍵的概念；

2、如何理解電負性概念；

3、寫出上、5、N2>HCKCOz、HQ的電子式。

提出問題：

由相同或不同原子形成的共價鍵、共用電子對在兩原子出現的機會是否相同？

討論與歸納：

通過觀察、思考、討論。一般說來，同種原子形成的共價鍵中的電子對不發生偏移，是。而由不同原

子形成的共價鍵，電子對會發生偏移，是O

提出問題：

(1)共價鍵有極性和非極性；分子是否也有極性和非極性？

(2)由非極性鍵形成的分子中，正電荷的中心和負電荷的中心怎樣分布？是否重合？

(3)由極性鍵形成的分子中，怎樣找正電荷的中心和負電荷的中心？

討論交流：

利用教科書提供的例子，以小組合作學習的形式借助圖示以及數學或物理中學習過的向量合成方法，討論、研究判斷

分子極性的方法。

總結歸納：

(1)由極性鍵形成的雙原子、多原子分子，其正電中心和負電中心重合，所以都是非極性分子。

如：。

(2)含極性鍵的分子有沒有極性，必須依據分子中極性鍵的極性向量和是否等于零而定。

當分子中各個鍵的極性的向量和等于零時，是非極性分子。如：。當分子中各個鍵的極性向量和

不等于零時，是極性分子。如：。

(3)引導學生完成下列表格

分子中正負

分子共價鍵的極性結論舉例

電荷中心

同核雙原子分子

異核雙原子分子

異核多原子分子

一般規律:

a.以極性鍵結合成的雙原子分子是極性分子。如：HC1、HF、HBr

b.以非極性鍵結合成的雙原子分子或多原子分子是非極性分子。如：0八七、P,、心。

c.以極性鍵結合的多原子分子，有的是極性分子也有的是非極性分子。

d.在多原子分子中，中心原子上價電子都用于形成共價鍵，而周圍的原子是相同的原子，一般是非極性分子。

完成“思考與交流”。

【案例練習】

1、下列說法中不正確的是()

A、共價化合物中不可能含有離子鍵

B、有共價鍵的化合物，不一定是共價化合物

C、離子化合物中可能存在共價鍵

D、原子以極性鍵結合的分子，肯定是極性分子

2、以極性鍵結合的多原子分子，分子是否有極性取決于分子的空間構型。下列分子屬極性分子的是

()

A、HQB、C02C、BCLD、NH3

3、分子有極性分子和非極性分子之分。下列對極性分子和非極性分子的認識正確的是()

A、只含非極性鍵的分子一定是非極性分子

B、含有極性鍵的分子一定是極性分子

C、加極性分子一定含有非極性鍵

D、極性分子一定含有極性鍵

【課后作業】

、請指出表中分子的空間構型，判斷其中哪些屬于極性分子，哪些屬于非極性分子，并與同學討論你的判斷方法。

分子空間構型分子有無極分廠空間構型分子有無極

性性

HF

C02H20

BF3附

CCl.t

第三節分子的性質（第二課時）

教學目標：

1、范德華力、氫鍵及其對物質性質的影響

2、能舉例說明化學鍵和分子間作用力的區別

3、例舉含有氫鍵的物質

4、采用圖表、比較、討論、歸納、綜合的方法進行教學

5、培養學生分析、歸納、綜合的能力

教學重點：分子間作用力、氫鍵及其對物質性質的影響

教學難點：分子間作用力、氫鍵及其對物質性質的影響

學習過程

［創設情景］

氣體在加壓或降溫時為什么會變成液體或固體？

聯系實際生活中的水的結冰、氣體的液化，討論、交流。

［結論］

表明分子間存在著,且這種分子間作用力稱為。

［思考與討論］

仔細觀察教科書中表2-4,結合分子結構的特點和數據，能得出什么結論？

［小結］

分子的極性越大，范德華力越大。

［思考與交流］

完成“學與問”，得出什么結論？

［結論］____________________________________________________

［過渡］

你是否知道，常見的物質中，水是熔、沸點較高的液體之一？冰的密度比液態的水小？為了解釋水的這些奇特性質,

人們提出了氫鍵的概念。

［閱讀、思考與歸納］

閱讀“三、氫鍵及其對物質性質的影響”，思考，歸納氫鍵的概念、本質及其對物質性質的影響。

［小結］

氫鍵是除范德華力之外的另一種分子間作用力。

氫鍵是由已經與電負性很強的原子（如水分子中的氫）與另一個分子中電負性很強的原子（如水分子中的氧）之間

的作用力。

氫鍵的存在大大加強了水分子之間的作用力，使水的熔、沸點教高。

［講解］

氫鍵不僅存在于分子之間，還存在于分子之內。

一個分子的X-H鍵與另一個分子的Y相結合而成的氫鍵，稱為分子間氫鍵，如圖2-34

一個分子的X-H鍵與它的內部的Y相結合而成的氫鍵稱為分子內氫鍵，如圖2-33

［閱讀資料卡片］

總結、歸納含有氫鍵的物質，了解各氫鍵的鍵能、鍵長。

【案例練習】

1.以下說法哪些是不正確的？

（1）氫鍵是化學鍵

（2）甲烷可與水形成氫鍵

（3）乙醇分子跟水分子之間存在范德華力

（4）碘化氫的沸點比氯化氫的沸點高是由于碘化氫分子之間存在氫鍵

2.沸騰時只需克服范德華力的液體物質是（）

A.水B.酒精C.溟D.水銀

3.下列物質中分子間能形成氫鍵的是（）

A.N2B.HBrC.NH3D.H2S

4.DNA分子的兩條鏈之間通過氫鍵結合。DNA分子復制前首先將雙鏈解開，則DNA分子復制將雙鏈解開的過程可視為

（）

A.化學變化B.物理變化

C.既有物理變化又有化學變化D.是--種特殊的生物變化

5.乙醇（GHsOH）和甲醴（CHBOCHB）的化學組成均為CM。，但乙醇的沸點為78.5℃,而甲醛的沸點為一23℃,為何原

因？

乙醉（GHQH）分子電負性很強的0原子與另一個乙醉（CHQH）分子-0H中的H原子間存在氫鍵作用，而甲觸分子

中的0原子直接和H原子相連，不存在氫鍵作用，所以乙醇的沸點為78.5℃,而甲醛的沸點為-23七。

【課后作業】

1.水具有反常高的沸點，主要是因為分子間存在

A.氫鍵B.共價鍵C.離子鍵D.新型化學鍵

2.下列每組物質發生狀態變化所克服的粒子間的相互作用屬于同種類型的是

A.食鹽和蔗糖熔化B.鈉和硫熔化

C.碘和干冰升華D.干冰和氧化鈉熔化

3.你認為下列說法不正確的是（）

A.氫鍵存在于分子之間，不存在于分子之內

B.對于組成和結構相似的分子，其范德華力隨著相對分子質量的增大而增大

C.NIh極易溶于水而CH,難溶于水的原因只是ML是極性分子，CH,是非極性分子

D.冰熔化時只破壞分子間作用力

4.你認為水的哪些物理性質與氫鍵有關？試把你的結論與同學討論交流。

第三節分子的性質（第三課時）

教學目標:

1、從分子結構的角度，認識“相似相溶”規律。

2、了解“手性分子”在生命科學等方面的應用。

3、能用分子結構的知識解釋無機含氧酸分子的酸性。

4、培養學生分析、歸納、綜合的能力

5、采用比較、討論、歸納、總結的方法進行教學

教學重點、難點：手性分子和無機含氧酸分子的酸性

課前預習：

1、通過對許多實驗的觀察和研究，人們得出了個經驗性的“相似相溶”規律:。如果存在氫鍵，則溶解

性。此外，“相似相溶”還適用于分子結構的相似性。

2,手性異構體指；手性分子指?手性碳原子

指。

學習過程：

［復習］

復習極性鍵非極性鍵，極性分子和非極性分子并舉出常見的極性分子和非極性分子。

通過前面的學習我們知道碘易溶于四氯化碳而不易溶于水，氨和氯化氫易溶于水，這是為什么呢？

［閱讀］

課本P52,說出從分子結構的角度，物質相互溶解有那些規律？

［結論］

1、“相似相溶”規律：物質一般易溶于溶劑，溶質一般易溶于溶劑。

2、若存在氫鍵，溶質和溶劑之間的氫鍵作用力越,溶解性越—。

3、若溶質遇水能反應將增加其在水中的溶解度

［鞏固練習］

完成思考與交流

［指導閱讀］

課本P53?54,了解什么叫手性異構體，什么叫手性分子，以及“手性分子在生命科學等方面的應用”。

［設問］

如何判斷一個分子是手性分子呢？

［補充］手性碳原子

［過渡］

通過前面的學習，硫酸的酸性強于亞硫酸，硝酸的酸性強于亞硝酸，這是為什么呢？

［講述］

從表面上來看，對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強，這與他們的結構有

關

含氧酸的通式（H0）#0.，如果成酸元素R相同，則n越大，R的正電性越高，導致R-O-H中的0原子向R偏移，

因而在水分子的作用下，也就容易電離出氫離子，即酸性越強。

如硫酸中n為2,亞硫酸中n為1,所以硫酸的酸性強于亞硫酸。

【案例練習】

1、碘單質在水溶液中溶解度很小，但在CCM中溶解度很大，這是因為（）

A.CC"與L分子量相差較小，而HQ與L分子量相差較大

B.CCL,與L都是直線型分子，而HQ不是直線型分子

C.CCL,和L都不含氫元素，而H#中含有氫元素

D.CCL,和L都是非極性分子，而也0是極性分子

2、下列兩分子的關系是（）

A.互為同分異構體B.是同一物質

C.是手性分子D.互為同系物

3.無機含氧酸酸性的化學式可以用X0n（0H）m來表示無機含氧酸（X代表成酸元素，n代表X0基中的氧原子數，m代表

0H數），則n值越大，m值越小，該酸的酸性就越強，硫酸、磷

O

MOH

HI

SH0

HO—H—OH一P-OH

^

OII

酸的結構為0,則它們的酸性()

A.硫酸和磷酸都是強酸B.硫酸是強酸，但是酸性比磷酸弱

C.硫酸是強酸，且酸性比磷酸強D.磷酸和硫酸都是弱酸

【課后作業】

1.下列物質中，難溶于CCL,的是()

A.碘單質B.水C.苯D.甲烷

2.在有機物分子中，當一個碳原子連有4個不同的原子或原子團時,這種碳原子被稱為“手性碳原子”，凡具有一個

手性碳原子的化合物一定具有光學活性，常在某些物理性質、化學變化或生化反應中表現出奇特的現象。例如右下圖:

其中帶*號的碳原子即是手性碳原子，現欲使該物質因不含手性碳原子而失去光學活性，下列反應中不可能實現的是

()

A.加成反應B.消去反應kCHO

C.水解反應D.氧化反應HOOC—(j!—CH2OOCCH3

AH20H

3、無機含氧酸的強弱的規律表示成酸元素的化合價越高，酸性越強()

A.根據這一規律高氯酸是很強的酸

B.H3Pol的酸性比鹽酸強

C.碳酸和亞硫酸的酸性不好比較

D.硝酸與磷酸的強度一樣

第二節分子晶體與原子晶體

第一課時分子晶體

教學目標：

1、使學生了解分子晶體的組成粒子、結構模型和結構特點及其性質的般特點。

2、使學生了解晶體類型與性質的關系。

3、使學生理解分子間作用力和氫鍵對物質物理性質的影響。

4、知道一些常見的屬于分子晶體的物質類別。

5、使學生主動參與科學探究，體驗研究過程，激發他們的學習興趣。

教學重點難點：

重點掌握分子晶體的結構特點和性質特點

難點是氫鍵的方向性和氫鍵對物體物理性質的影響

從三維空間結構認識晶胞的組成結構

教學方法建議：

運用模型和類比方法誘導分析歸納

教學過程設計：

復問：什么是離子晶體？哪幾類物質屬于離子晶體？

（離子化合物為固態時均屬于離子晶體，如大部分鹽、堿、金屬氧化物屬于離子晶體）

投影

晶體類型離子晶體

構成晶體的類型

結構

粒子間的相互作用力

硬度

熔沸點

性質

導電性

溶解性

展示實物：冰、干冰、碘晶體

教師誘導：這些物質屬于離子晶體嗎？構成它們的基本粒子是什么？這些粒子間通過什么作用結合而成的？

學生分組討論回答

板書：分子通過分子間作用力形成分子晶體

—■、分子晶體

1、定義：含分子的晶體稱為分子晶體

也就是說：分子間以分子間作用力相結合的晶體叫做分子晶體

看圖3-9,如：碘晶體中只含有L分子，就屬于分子晶體問：還有哪些屬于分子晶體？

2、較典型的分子晶體有非金屬氫化物，部分非金屬單質，部分非金屬氧化物，幾乎所有的酸，絕大多數有機物的晶體。

3、分子間作用力和氫鍵

過度：首先讓我們回憶一下分子間作用力的有關知識

閱讀必修2P。科學視眼

教師誘導：分子間存在著一種把分子聚集在一起的作用力叫做分子間作用力，也叫范德華力。分子間作用力對物質的

性質有怎么樣的影響。

學生回答：一般來說，對與組成和結構相似的物質，相對分子量越大分子間作用力越大，物質的熔沸點也越高。

教師誘導：但是有些氫化物的熔點和沸點的遞變卻與此不完全符合，如：N&,壓0和HF的沸點就出現反常。

指導學生自學：教材中有些氫鍵形成的條件，氫鍵的定義，氫鍵對物質物理性質的影響。

多媒體動畫片

氫鍵形成的過程：

①氫鍵形成的條件：半徑小，吸引電子能力強的原子（N,0,F）與H核

②氫鍵的定義：半徑小、吸引電子能力強的原子與H核之間的靜電吸引作用。氫鍵可看作是一種比較強的分子間作用

力。

③氫鍵對物質性質的影響：氫鍵使物質的熔沸點升高。

④投影氫鍵的表示如：冰一個水分子能和周圍4個水分子從氫鍵相結合組成個正四面體見圖3T1

教師誘導：在分子晶體中，分子內的原子以共價鍵相結合，而相鄰分子通過分子間作用力相互吸引。分子晶體有哪些

特性呢？學生回答

4.分子晶體的物理特性：熔沸點較低、易升華、硬度小。固態和熔融狀態下都不導電。

教師誘導：大多數分子晶體結構有如下特征：如果分子間作用力只是范德華力。以一個分子為中心，其周圍通常可以

有幾個緊鄰的分子。如圖370的02,C60,我們把這一特征叫做分子緊密堆積。如果分子間除范德華力外還有其他作

用力（如氫鍵），如果分子間存在著氫鍵，分子就不會采取緊密堆積的方式

學生討論回答：在冰的晶體中，每個水分子周圍只有4個緊鄰的水分子，形成正四面體。氫鍵不是化學鍵，比共價鍵

弱得多卻跟共價鍵一樣具有方向性，而氫鍵的存在迫使四面體中心的每個水分子與四面體頂角方向的4個相鄰水分子

的相互吸引，這一排列使冰晶體中空間利用率不高，皆有相當大的空隙使得冰的密度減小。

教師誘導，還有一種晶體叫做干冰，它是固體的C“的晶體。干冰外觀像冰，干冰不是冰。其熔點比冰低的多，易升華。

出示干冰的晶體結構晶胞模型。

教師講解：干冰晶體中C02分子之間只存在分子間力不存在氫鍵，因此干冰中CG分子緊密堆積，每個CO?分子周圍，

最近且等距離的C02分子數目有幾個？

一個C0?分子處于三個相互垂直的面的中心，在每個面上，處于四個對角線上各有一個CQ分子周圍，所以每個CO?分

子周圍最近且等距離的CO2分子數目是12個。

投影小結完成表格

晶體類型分子晶體

構成晶體的粒子分子

結構

粒子間的相互作用力分子間作用力

硬度小

熔沸點較低

性質

導電性固態熔融狀態不導電

溶解性相似相溶

課堂鞏固練習

1、下列屬于分子晶體的一組物質是

A、CaO、NO、COB、CCL、H@、He

C>CO?、SO?、NaClI）、CHKO2、Na/

2、下列性質符合分子晶體的是

A、熔點1070℃,易熔于水，水溶液能導電

B、熔點是10.31℃,液體不導電，水溶液能導電

C、熔點97.81℃,質軟，能導電，密度是0.97g/cm，

D、熔點，熔化時能導電，水溶液也能導電

3、下列物質的液體中，不存在分子是

A二氧化硅B二氧化硫C二氧化碳1）二硫化碳

4、下列說法正確的是

A、離子化合物中可能含有共價鍵

B、分子晶體中的分子內不含有共價鍵

C、分子晶體中一定有非極性共價鍵

D、分子晶體中分子一