化學(xué)第二章《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教案(選修)

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教案知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：一、化學(xué)鍵

相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子之間強(qiáng)烈的相互作用，通常叫做化學(xué)鍵。例如：水的結(jié)構(gòu)式為，

H－O之間存在著強(qiáng)烈的相互作用，而H、H之間相互作用非常弱，沒(méi)有形成化學(xué)鍵。

化學(xué)鍵類(lèi)型：

1．三種化學(xué)鍵的比較：離子鍵共價(jià)鍵金屬鍵形成過(guò)程陰陽(yáng)離子間的靜電作用原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用金屬陽(yáng)離子與自由電子間的相互作用構(gòu)成元素典型金屬（含NH4+）和典型非金屬、含氧酸根非金屬金屬實(shí)例離子化合物，如典型金屬氧化物、強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽多原子非金屬單質(zhì)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物、酸等金屬※配位鍵：配位鍵屬于共價(jià)鍵，它是由一方提供孤對(duì)電子，另一方提供空軌道所形成的共價(jià)鍵，例如：NH4+的形成

在NH4+中，雖然有一個(gè)N－H鍵形成過(guò)程與其它3個(gè)N－H鍵形成過(guò)程不同，但是一旦形成之后，4個(gè)共價(jià)鍵就完全相同。

2．共價(jià)鍵的三個(gè)鍵參數(shù)概念意義鍵長(zhǎng)分子中兩個(gè)成鍵原子核間距離（米）鍵長(zhǎng)越短，化學(xué)鍵越強(qiáng)，形成的分子越穩(wěn)定鍵能對(duì)于氣態(tài)雙原子分子AB，拆開(kāi)1molA-B鍵所需的能量鍵能越大，化學(xué)鍵越強(qiáng)，越牢固，形成的分子越穩(wěn)定鍵角鍵與鍵之間的夾角鍵角決定分子空間構(gòu)型鍵長(zhǎng)、鍵能決定共價(jià)鍵的強(qiáng)弱和分子的穩(wěn)定性：原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。例如HF、HCl、HBr、HI分子中：

X原子半徑：F<Cl<Br<I

H-X鍵鍵長(zhǎng)：H-F<H-Cl<H-Br<H-I

H-X鍵鍵能：HF>HCl>HBr>HI

H-X分子穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI

3、鍵角決定分子空間構(gòu)型，應(yīng)注意掌握以下分子的鍵角和空間構(gòu)型：分子空間構(gòu)型鍵角實(shí)例正四面體109°28′CH4、CCl4、(NH4+)60°白磷：P4平面型120°苯、乙烯、SO3、BF3等三角錐型107°18′N(xiāo)H3折線型104°30′H2O直線型180°CO2、CS2、CH≡CH4.共價(jià)鍵的極性極性鍵非極性鍵共用電子對(duì)偏移程度偏移不偏移構(gòu)成元素不同種非金屬元素同種非金屬元素實(shí)例HCl、H2O、CO2、H2SO4H2、N2、Cl2判斷共價(jià)鍵的極性可以從形成分子的非金屬種類(lèi)來(lái)判斷。

例1．下列關(guān)于化學(xué)鍵的敘述正確的是：

A化學(xué)鍵存在于原子之間，也存在于分子之間

B兩個(gè)原子之間的相互作用叫做化學(xué)鍵

C離子鍵是陰、陽(yáng)離子之間的吸引力

D化學(xué)鍵通常指的是相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子之間強(qiáng)烈的相互作用

解析：理解化學(xué)鍵、離子鍵等基本概念是解答本題的關(guān)鍵?；瘜W(xué)鍵不存在于分子之間，也不僅是兩個(gè)原子之間的相互作用，也可能是多個(gè)原子之間的相互作用，而且是強(qiáng)烈的相互作用。所以A、B都不正確。C項(xiàng)考查的是離子鍵的實(shí)質(zhì)，離子鍵是陰、陽(yáng)離子間通過(guò)靜電作用（包括吸引力和排斥力）所形成的化學(xué)鍵，故C項(xiàng)也不正確。正確選項(xiàng)為D。

二、分子間作用力

1、分子間作用力

把分子聚集在一起的作用力叫分子間作用力，又稱(chēng)范德華力。分子間作用力的實(shí)質(zhì)是電性引力，其主要特征有：⑴廣泛存在于分子間；⑵只有分子間充分接近時(shí)才存在分子間的相互作用力，如固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)中；⑶分子間作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于化學(xué)鍵；⑷由分子構(gòu)成的物質(zhì)，其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)主要由分子間作用力大小決定。

2、影響分子間作用力大小的因素

⑴組成與結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大分子間作用力越大。

如：I2＞Br2＞Cl2＞F2；HI＞HBr＞HCl；Ar＞Ne＞He

⑵分子量相近時(shí)，一般分子的空間構(gòu)型越對(duì)稱(chēng)，極性越小，分子間作用力越小。

三、分子的極性

1.極性分子和非極性分子

非極性分子：從整個(gè)分子看，分子里電荷分布是對(duì)稱(chēng)的。如：

a．只由非極性鍵構(gòu)成的同種元素的雙原子分子：H2、Cl2、N2等；

b．只由極性鍵構(gòu)成，空間構(gòu)型對(duì)稱(chēng)的多原子分子：CO2、CS2、BF3、CH4、CCl4等；

c．極性鍵非極性鍵都有的：CH2=CH2、CH≡CH、。極性分子：整個(gè)分子電荷分布不對(duì)稱(chēng)。例如：

⑴不同元素的雙原子分子如：HCl，HF等。

⑵折線型分子，如H2O、H2S等。

⑶三角錐形分子如NH3等。

判斷是否是極性分子，可以從分子空間構(gòu)型是否對(duì)稱(chēng)，即分子中各鍵的空間排列是否對(duì)稱(chēng)，若對(duì)稱(chēng)，則正負(fù)電荷重心重合，分子為非極性分子，反之，是極性分子。

例2．NH3分子的空間構(gòu)型是三角錐形，而不是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，其理由是

ANH3分子是極性分子

BNH3分子內(nèi)三個(gè)N—H鍵的鍵長(zhǎng)相等，鍵角相等

CNH3分子內(nèi)三個(gè)N—H鍵的鍵長(zhǎng)相等，3個(gè)鍵角都等于107°18′

DNH3分子內(nèi)三個(gè)N—H鍵的鍵長(zhǎng)相等，3個(gè)鍵角都等于120°

解析：空間構(gòu)型決定分子的極性，反過(guò)來(lái)分子的極性驗(yàn)證了分子的空間構(gòu)型，即分子有極性說(shuō)明其空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)。若NH3分子是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，則其鍵角應(yīng)為120°，分子無(wú)極性；若NH3分子是極性分子，說(shuō)明NH3分子不是正三角形的平面結(jié)構(gòu)，故A正確。若鍵角為107°18′則接近于正四面體的109°28′，說(shuō)明NH3分子應(yīng)為三角錐形。

答案：A、C

2.共價(jià)鍵的極性和分子極性的關(guān)系：

鍵的極性和分子的極性并非完全一致，只有極性鍵形成的分子不一定是極性分子，如CH4、CO2等。極性分子中也不一定不含非極性鍵。所以，二者不是因果關(guān)系。只含非極性鍵的分子是非極性分子，如H2、N2等；含極性鍵的分子，若分子空間構(gòu)型是對(duì)稱(chēng)的是非極性分子，如CO2、CH4等，分子空間構(gòu)型不對(duì)稱(chēng)的是極性分子。如H2O、NH3等。它們的關(guān)系表示如下：

參考練習(xí)1．下列固體：（1）干冰，（2）石英，（3）白磷，（4）固態(tài)四氯化碳，（5）過(guò)氧化鈉，由具有極性鍵的非極性分子構(gòu)成的一組是

A.（2）（3）（5）B.（2）（3）C.（1）（4）D.（1）（3）（4）（5）

2．三氯化磷分子的空間構(gòu)型是三角錐形而不是平面正三角形。下列關(guān)于三氯化磷分子空間構(gòu)型理由的敘述，正確的是：

A.PCl3分子中三個(gè)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角均相等。

B.PCl3分子中的P—Cl鍵屬于極性共價(jià)鍵

C.PCl3分子中三個(gè)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角均相等，且屬于極性分子

D.PCl3分子中P—Cl鍵的三個(gè)鍵角都是100°1′，鍵長(zhǎng)相等

3．下列敘述正確的是

A含有極性鍵的分子一定是極性分子

B非極性分子中一定含有非極性鍵

C共價(jià)鍵產(chǎn)生極性的根本原因是成鍵原子的原子核吸引共用電子對(duì)能力不同

D含有共價(jià)鍵的晶體一定是原子晶體

4．下列敘述中正確的是

A.只含離子鍵的化合物才是離子晶體

B.(NH4)2SO4晶體是含有離子建、共價(jià)鍵和配位建的晶體

C.由于I—I鍵的鍵能比F—F、Cl—Cl、Br—Br的鍵能都小，因此在鹵素單質(zhì)中I2的熔點(diǎn).沸點(diǎn)最低

D.在分子晶體中一定不存在離子鍵，而在離子晶體中可能存在共價(jià)鍵

5．氰氣分子式為(CN)2，結(jié)構(gòu)式為N≡C—C≡N，性質(zhì)與鹵素相近。下列敘述不正確的是

A.在一定條件下可與烯烴加成B.分子中C—C大于C≡N的鍵長(zhǎng)C.不和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)D.氰化鈉、氰化銀都易溶于水

6．某碳的單質(zhì)分子是由12個(gè)五邊形和25個(gè)六邊形圍成的封閉籠狀結(jié)構(gòu)（頂點(diǎn)為原子所在位置、棱邊為每?jī)蓚€(gè)原子間的化學(xué)鍵，每個(gè)原子與另3個(gè)原子分別形成化學(xué)鍵），在該分子中，原子與化學(xué)鍵的數(shù)目是

A.70、105B.60、90C.70、90D.60、105

7．已知磷酸分子的結(jié)構(gòu)如右圖所示，分子中的三個(gè)氫原子都可以跟重水分子(D2O)中的D原子發(fā)生氫交換。又知次磷酸(H3PO2)也可跟D2O進(jìn)行氫交換，但次磷酸鈉(NaH2PO2)卻不再能跟D2O發(fā)生氫交換。由此可推斷出H3PO2的分子結(jié)構(gòu)是

8．三氟化氮（NF3）是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，它是氨（NH3）和氟（F2）在一定條件下直接反應(yīng)得到：4NH3+3F2=NF3+3NH4F。下列有關(guān)NF3的敘述正確的是

A．NF3是離子化合物B．NF3的還原性比NH3強(qiáng)

C．NF3的氧化性比F2強(qiáng)D．NF3中的N呈+3價(jià)

9．下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)中，能用鍵能大小來(lái)解釋的是

①稀有氣體一般較難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)②金剛石比晶體硅的熔點(diǎn)高

③氮?dú)獗嚷葰獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定④通常情況下，溴是液態(tài)，碘是固態(tài)

A．①②B．②③C．①④D．①②③④

10．1999年曾經(jīng)報(bào)導(dǎo)合成和分離了含高能量的正離子N5+的化合物N5AsF6，下列敘述錯(cuò)誤的是

AN5+共有34個(gè)核外電子BN5+中氮-氮原子間以共用電子對(duì)結(jié)合

C化合物N5AsF6中As的化合價(jià)為+1D化合物N5AsF6中F的化合價(jià)為-1

11．某共價(jià)化合物含C、H、N三種元素，其分子內(nèi)有4個(gè)氮原子，且排列成內(nèi)空的正四面體（如白磷結(jié)構(gòu)），每2個(gè)氮原子間都有1個(gè)碳原子。已知分子內(nèi)無(wú)C—C鍵、C=C鍵和C≡C鍵，則該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_____，其分子結(jié)構(gòu)中有氮原子和碳原子所構(gòu)成的六元環(huán)共有_________個(gè)。

12．某期刊封面上有如下一個(gè)分子的球棍模型圖，圖中“棍”代表單鍵或雙鍵或叁鍵。不同顏色的球代表不同元素的原子，該模型圖可代表一種：

A．鹵代羧酸B．酯

C．氨基酸D．醇鈉

13．下列結(jié)構(gòu)圖中，●代表原子序數(shù)從1到10的元素的原子實(shí)（原子實(shí)是原子除去最外層電子后剩余的