物质结构与性质教与学.pptx
物质结构与性质物质结构与性质模块是普通高中的选修课程，本模块着重让学生了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，认识物质结构与性质之间的关系，并在学习中提高分析问题和解决问题的能力。模块是普通高中的选修课程，本模块着重让学生了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，认识物质结构与性质之间的关系，并在学习中提高分析问题和解决问题的能力。普通高中化学课程标准普通高中化学课程标准(实验实验)第四部分提出教师应第四部分提出教师应“把握不同课程模块的特点，合理选择教学策略和教学方式把握不同课程模块的特点，合理选择教学策略和教学方式”，指出，指出物质结构与性质物质结构与性质模块的内容较为模块的内容较为抽象抽象，因此在学习和应用上的要求都比其他模块要高，建议教师在讲解时应力求，因此在学习和应用上的要求都比其他模块要高，建议教师在讲解时应力求通俗易懂、深入浅出通俗易懂、深入浅出，要紧密联系学生已有的有关物质及其变化的经验和知识，尽可能通过实验、借助，要紧密联系学生已有的有关物质及其变化的经验和知识，尽可能通过实验、借助模型模型、图表及运用现代信息技术图表及运用现代信息技术，以提高教学质量和效率。，以提高教学质量和效率。第1页/共28页 主题主题1 1 原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质 主题主题2 2 化学键与物质的性质化学键与物质的性质 主题主题3 3 分子间作用力与物质的性质分子间作用力与物质的性质 主题主题4 4 研究物质结构的价值研究物质结构的价值在研究课程标准、考试说明时注重几下几方面：在研究课程标准、考试说明时注重几下几方面：1.1.考试说明与课程标准中的关键词认知水平不一致考试说明与课程标准中的关键词认知水平不一致2.2.考试说明比课程标准更具体考试说明比课程标准更具体3.3.考试说明与课程标准中关键词不同，但认知性学习考试说明与课程标准中关键词不同，但认知性学习目标的水平一致目标的水平一致4.4.考试说明中的不作要求。（必需知道）考试说明中的不作要求。（必需知道）一、加强对课程标准、考试说明的对比研究一、加强对课程标准、考试说明的对比研究第2页/共28页主题主题1 1课程标准课程标准考试说明考试说明原子结原子结构与元构与元素的性素的性质质1.1.了解了解原子核外电子的运动状原子核外电子的运动状态。态。2.2.了解原子结构的构造原理，了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表分布，能用电子排布式表示常见元素（示常见元素（1 13636号）原号）原子核外电子的排布。子核外电子的排布。3.3.能能说出说出元素的电离能、电负元素的电离能、电负性的涵义，能应用元素的性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性电离能说明元素的某些性质。质。4.4.知道原子核外电子在一定条知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其件下会发生跃迁，了解其简单应用。简单应用。1.1.认识认识原子核外电子的运动原子核外电子的运动 状态，了解电子云、电子状态，了解电子云、电子 层（能层）、原子轨道（能层（能层）、原子轨道（能级）的含义。级）的含义。2.2.了解多电子原子核外电子了解多电子原子核外电子 分层排布遵循的原理，能分层排布遵循的原理，能 用电子排布式表示用电子排布式表示1 136 36 号元素的原子及简单离子号元素的原子及简单离子 的基态核外电子排布。的基态核外电子排布。3.3.了解了解主族元素第一电离能、主族元素第一电离能、电负性等性质的周期性变电负性等性质的周期性变 化规律，能根据元素电负化规律，能根据元素电负 性说明元素的金属性和非性说明元素的金属性和非 金属性的周期性变化规律。金属性的周期性变化规律。第3页/共28页主题主题2 2课程标准课程标准考试说明考试说明化化化化学学学学键键键键与与与与物物物物质质质质的的的的性性性性质质质质1.能说明离子键的形成，能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。特征解释其物理性质。2.了解晶格能的应用，了解晶格能的应用，知知道道晶格能的大小可以衡量晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。离子晶体中离子键的强弱。3.知道知道共价键的主要类型共价键的主要类型键和键和键，能用键能、键，能用键能、键长、键角等说明简单分键长、键角等说明简单分子的某些性质。子的某些性质。4.认识共价分子结构的多认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据样性和复杂性，能根据有有关理论关理论判断简单分子或离判断简单分子或离子子的构型，能的构型，能说明简单化简单化合物的成键情况。合物的成键情况。1.理解离子键、共价键的含义，能说明离子键、共价键的形成。2.了解NaCl型和CsCl型离子晶体的结构特征，能用晶格能解释典型离子化合物的某些物理性质。3.了解共价键的主要类型键和键，能用键能、键长、键角等数据说明简单分子的某些性质（对键和键之间相对强弱的比较不作要求）。4.了解键的极性和分子的极性，了解极性分子和非极性分子的性质差异。5.能根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断简单分子或离子的空间构型（对d轨道参与杂化和AB5型以上复杂分子或离子的空间构型不作要求）。6.了解简单配合物的成键情况（配合物的空间构型和中心原子的杂化类型不作要求）。第4页/共28页主题主题2 2课程标准课程标准考试说明考试说明化化化化学学学学键键键键与与与与物物物物质质质质的的的的性性性性质质质质5.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。6.结合实例说明“等电子体原理”的应用。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。8.知道金属键的涵义，能用金属键理论解释的一些物理性质。9.能列举金属晶体的基本堆积模型。7.了解“等电子原理”的含义，能结合实例说明“等电子原理”的应用。8.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。9.能用金属键的自由电子理论解释金属的某些物理性质。10.知道金属晶体的基本堆积方式，了解简单晶体的晶胞结构特征（晶体内部空隙的识别、与晶胞的边长等晶体结构参数相关的计算不作要求）。第5页/共28页主题主题3 3课程标准课程标准考试说明考试说明分子间分子间分子间分子间作用力作用力作用力作用力与物质与物质与物质与物质的性质的性质的性质的性质1.结合实例说明化学键和分结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。子间作用力的区别。2.举例举例说明分子间作用力对说明分子间作用力对物质的状态等方面的影响。物质的状态等方面的影响。3.列举列举含有氢键的物质，知含有氢键的物质，知道氢键的存在对物质性质的道氢键的存在对物质性质的影响。影响。4.知道知道分子晶体与原子晶体、分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别微粒、微粒间作用力的区别1.知道分子间作用力的含义，了解化学键和分子间作用力的区别。2.知道分子晶体的含义，了解分子间作用力的大小对物质某些物理性质的影响。3.了解氢键的存在对物质性质的影响（对氢键相对强弱的比较不作要求）。4.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。第6页/共28页主题主题4 4课程标准课程标准研究研究研究研究物质物质物质物质结构结构结构结构的价的价的价的价值值值值1.了解人类探索物质结构的价值，认同了解人类探索物质结构的价值，认同“物质结构的探物质结构的探索是无止境的索是无止境的”的观点，认识在分子等层次研究物的观点，认识在分子等层次研究物质的意义。质的意义。2.知道物质是由微粒构成的，了解研究性质的基本方法和知道物质是由微粒构成的，了解研究性质的基本方法和实验手段。实验手段。3.认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。应用价值。4.初步认识物质的结构与性质之间的关系，知道物质结构初步认识物质的结构与性质之间的关系，知道物质结构的研究有助于发现个有预期性质的新物质。的研究有助于发现个有预期性质的新物质。第7页/共28页物质结构物质结构物质结构物质结构核外电子运动状态和排布核外电子运动状态和排布核外电子运动状态和排布核外电子运动状态和排布电离能电离能电离能电离能电负性电负性电负性电负性周期律的本质，元素性质递变规律及其原因周期律的本质，元素性质递变规律及其原因 （族区）（族区）（族区）（族区）晶体晶体晶体晶体共价分子共价分子共价分子共价分子原子原子原子原子配位键配位键配位键配位键几何构型几何构型几何构型几何构型分子极性分子极性分子极性分子极性分子空间构型推测（杂化、电子对互斥）分子空间构型推测（杂化、电子对互斥）分子空间构型推测（杂化、电子对互斥）分子空间构型推测（杂化、电子对互斥）分子构型、极性对物质性质的影响分子构型、极性对物质性质的影响分子构型、极性对物质性质的影响分子构型、极性对物质性质的影响离离离离子子子子晶晶晶晶体体体体分分分分子子子子晶晶晶晶体体体体原原原原子子子子晶晶晶晶体体体体金金金金属属属属晶晶晶晶体体体体离离离离子子子子键键键键晶晶晶晶格格格格能能能能分分分分子子子子间间间间作作作作用用用用力力力力堆堆堆堆积积积积方方方方式式式式金金金金属属属属键键键键原原原原子子子子化化化化热热热热二、加强对模块教学目标及教学内容的研究二、加强对模块教学目标及教学内容的研究共价键共价键共价键共价键、键极性键极性键极性键极性第8页/共28页 教材内容根据课程标准的教材内容根据课程标准的4 4个主题进行整体编排，将选修个主题进行整体编排，将选修3“3“物质结构与性质物质结构与性质”教材划分为教材划分为5 5个专题。专题个专题。专题1“1“揭示物质结构的奥秘揭示物质结构的奥秘”及专题及专题5“5“物质结构的探索无止境物质结构的探索无止境”与课标主题与课标主题4“4“研究物质结构的价值研究物质结构的价值”相对应；专题相对应；专题2“2“原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质”中所编排的内容与课标主题中所编排的内容与课标主题2“2“原子结构与元素性质原子结构与元素性质”基本上一致，其中第二单元基本上一致，其中第二单元“元素性质的递变规律元素性质的递变规律”还包含课标主题还包含课标主题4 4中中“熟悉原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值熟悉原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值”这部分内容；教材专题这部分内容；教材专题3 3和专题和专题4 4将课标主题将课标主题2“2“化学键与物质的性质化学键与物质的性质”、主题、主题3“3“分子间作用力与物质的性质分子间作用力与物质的性质”的内容进行融合，重新编排，从另一个角度划分为的内容进行融合，重新编排，从另一个角度划分为“微粒间作用力与物质性质微粒间作用力与物质性质”、“分子空间结构与物质性质分子空间结构与物质性质”，专题，专题3 3包含了包含了“离子键、共价键、金属键、分子间作用力离子键、共价键、金属键、分子间作用力”及其构成的晶体等主要内容，专题及其构成的晶体等主要内容，专题4 4则着重编排了则着重编排了“分子或离子的构型、配合物的成键情况分子或离子的构型、配合物的成键情况”及其与物质性质的关系等内容，并通过实例介绍了及其与物质性质的关系等内容，并通过实例介绍了“手性分子手性分子”、“等电子原理等电子原理”的应用。的应用。第9页/共28页 学习目标学习目标 1.1.从原子、分子的水平认识物质的构成（原子结构、分子结构、晶体结构的特点与一般规律）；从原子、分子的水平认识物质的构成（原子结构、分子结构、晶体结构的特点与一般规律）；2.2.初步认识物质的结构与性质之间的关系初步认识物质的结构与性质之间的关系,能从这一视角解释一些化学现象，预测物质的性质；能从这一视角解释一些化学现象，预测物质的性质；3.3.体会物质构成探究的过程和方法，学习科学方法，初步形成科学的观念与价值观体会物质构成探究的过程和方法，学习科学方法，初步形成科学的观念与价值观(认识物质处于不断运动变化之中；物质的结构是可以探究的认识物质处于不断运动变化之中；物质的结构是可以探究的;物质结构决定物质的性质与变化；化学实验是物质结构与性质研究的重要手段物质结构决定物质的性质与变化；化学实验是物质结构与性质研究的重要手段)。第10页/共28页三、加强对模块课堂教学方法及教学策略的研究三、加强对模块课堂教学方法及教学策略的研究熟悉熟悉标准标准、理解、理解教学要求教学要求、研究、研究教材教材教学方法与教学策略选择的整体思路以必修作为教学的起点，作好必修与选修的以必修作为教学的起点，作好必修与选修的衔接衔接立足于立足于解释解释物质的性质来学习物质结构物质的性质来学习物质结构第11页/共28页1.教学中渗透科学研究的方法教学中渗透科学研究的方法科学假设和论证科学假设和论证：依据实验事实提出原子结构模型：依据实验事实提出原子结构模型 分析归纳分析归纳：电子对互斥理论的提出：电子对互斥理论的提出模型化模型化：研究金属晶体中原子的密堆积：研究金属晶体中原子的密堆积统计方法统计方法：核外电子运动特征的描述：核外电子运动特征的描述第12页/共28页（1 1）否定之否定规律）否定之否定规律 从道尔顿原子结构模型（从道尔顿原子结构模型（18031803原子是构成物质的基本粒子，原子是构成物质的基本粒子，它们是坚它们是坚实的、不可再分的实心球实的、不可再分的实心球）到汤姆生原子结构模型（）到汤姆生原子结构模型（19041904原子是一个原子是一个平平均分布着正电荷均分布着正电荷的粒子，其中的粒子，其中镶嵌着许多电子镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形，中和了正电荷，从而形成了中性原子），再依次到卢瑟福原子结构模型（成了中性原子），再依次到卢瑟福原子结构模型（19111911在原子的中心有在原子的中心有一个带正电的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围一个带正电的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着沿着不同的轨道不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样）、玻尔原子结构模运转，就像行星环绕太阳运转一样）、玻尔原子结构模型（型（19131913电子在原子核外空间的电子在原子核外空间的一定轨道上一定轨道上绕核做高速的圆周运动）、绕核做高速的圆周运动）、现代物质结构学说（电子云模型），每建立一个新的原子结构模型，都现代物质结构学说（电子云模型），每建立一个新的原子结构模型，都人类对原子结构的认识就深入了一步。人类对原子结构的认识就深入了一步。2.2.教学中渗透辩证思维的方法教学中渗透辩证思维的方法 原子、分子是肉眼看不见的，发展到现在的物质结构理论正是否定之原子、分子是肉眼看不见的，发展到现在的物质结构理论正是否定之否定规律的有力见证。教学过程中，这样的思维渗透可以帮助学生了否定规律的有力见证。教学过程中，这样的思维渗透可以帮助学生了解化学史，培养学生的情感态度价值观。解化学史，培养学生的情感态度价值观。第13页/共28页 价键理论它价键理论它不能解释一些实验现象不能解释一些实验现象，如，如C C 原子基态电子结构中有原子基态电子结构中有2 2 个未成对电子，应只生成个未成对电子，应只生成2 2 个共价键，但却形成了四面体结构；而这需要在此基础上发展起来的杂化轨道理论和分子轨道理论来解决。但是个共价键，但却形成了四面体结构；而这需要在此基础上发展起来的杂化轨道理论和分子轨道理论来解决。但是杂化轨道理论杂化轨道理论局限性之一是局限性之一是没有实验基础没有实验基础，另外运用，另外运用杂化轨道杂化轨道理论解释的时候只有理论解释的时候只有先已知分子的几何构型先已知分子的几何构型，才能确定中心原子的杂化类型这也是其一局限性，另外在，才能确定中心原子的杂化类型这也是其一局限性，另外在配体配体较多、空间结构复杂的情况下，杂化轨道的可选择的轨道较多，需要考虑各种组合方式，使其解释能力较弱；同样分子轨道理论也是弥补价键理论的不足，但其局限性表现在较多、空间结构复杂的情况下，杂化轨道的可选择的轨道较多，需要考虑各种组合方式，使其解释能力较弱；同样分子轨道理论也是弥补价键理论的不足，但其局限性表现在计算量较大计算量较大，得到的冗余信息较多，而且基于原始原子轨道能级的排布，未考虑到，得到的冗余信息较多，而且基于原始原子轨道能级的排布，未考虑到中心原子事先通过轨道杂化、再组成分子轨道的可能性中心原子事先通过轨道杂化、再组成分子轨道的可能性；为了更好地解释过渡族元素和；为了更好地解释过渡族元素和镧系元镧系元素素的物理和化学性质，着重研究的物理和化学性质，着重研究配位体配位体对中心离子的对中心离子的d d轨道和轨道和f f轨道的影响故而提出了轨道的影响故而提出了晶体场理论晶体场理论，晶体场理论弥补了，晶体场理论弥补了价键理论价键理论的不足，对配合物性质的不足，对配合物性质(颜色、磁性颜色、磁性)进行了解释，晶体场理论的局限性进行了解释，晶体场理论的局限性表现在结构模型不合理与事实不符，另外无法解释光谱化学系列表现在结构模型不合理与事实不符，另外无法解释光谱化学系列。第14页/共28页（2 2）质变量变规律）质变量变规律 任何事物的发展和变化都有一个从量变到质变的过程，量变是质变的任何事物的发展和变化都有一个从量变到质变的过程，量变是质变的必要准备，质变是量变的必然结果，二者相互依存、不可割裂。高中化必要准备，质变是量变的必然结果，二者相互依存、不可割裂。高中化学学“物质结构与性质物质结构与性质”选修模块中质量互变规律的实例无处不在，恰当选修模块中质量互变规律的实例无处不在，恰当地运用该规律可以深化我们对相关概念的认识。地运用该规律可以深化我们对相关概念的认识。早在20世纪美国著名化学家鲍林就解决了这个问题，观察左图看出共价键与离子键二者没有清晰的界线，“共价键一离子键”的渐变是量变引起的质变，成键元素的电负性差值越大，离子性百分数越大，即离子键的成分越大；成键元素电负性差值越小，离子性百分数越小，即共价键成分越大，发展到一定程度后离子性百分数趋于0，即纯粹的共价键(如非极性共价键)。如：离子键和共价键有没有明显的分界线如：离子键和共价键有没有明显的分界线?第15页/共28页 矛盾的普遍性矛盾的普遍性 （3 3）对立统一规律）对立统一规律：矛盾的特殊性矛盾的特殊性 主要矛盾与次要矛盾主要矛盾与次要矛盾 对立统一规律即矛盾规律，矛盾是事物之间或事物内部各要素之间的对立统一，是唯物辩证法的核心。世界上的一切事物都是对立统一体，化学世界亦不例外，矛盾规律可以帮助学生消除物质结构学习中的一些模糊认识，进而提升他们的思维层次对立统一规律即矛盾规律，矛盾是事物之间或事物内部各要素之间的对立统一，是唯物辩证法的核心。世界上的一切事物都是对立统一体，化学世界亦不例外，矛盾规律可以帮助学生消除物质结构学习中的一些模糊认识，进而提升他们的思维层次。矛盾的普遍性：如原子核外没有两个运动状态完全相同的电子。矛盾的普遍性：如原子核外没有两个运动状态完全相同的电子。矛盾的特殊性：如同族元素的系列性质的交替变动性（二次周期性）矛盾的特殊性：如同族元素的系列性质的交替变动性（二次周期性）主要矛盾与次要矛盾：如离子晶体主要矛盾与次要矛盾：如离子晶体NaHNaH中阴阳离子半径大小比较。（核中阴阳离子半径大小比较。（核外电子层数与核电荷数）外电子层数与核电荷数）r(Na+)=102 pm，r(H-)=142 pm第16页/共28页3.3.教学中加强对教材中关键词的研究教学中加强对教材中关键词的研究 教师在教学中比较原子晶体熔点高低时经常列举几种常见的原子晶体，如比较金刚石、碳化硅、晶体硅、二氧化硅的熔点高低，拟在强化掌握原子晶体中熔点高低比较的方法。但是却忽略了课本教师在教学中比较原子晶体熔点高低时经常列举几种常见的原子晶体，如比较金刚石、碳化硅、晶体硅、二氧化硅的熔点高低，拟在强化掌握原子晶体中熔点高低比较的方法。但是却忽略了课本P51P51页上面的一段话：对于页上面的一段话：对于结构相似结构相似的原子晶体而言，共价键的键长越长，键能就越小，晶体的熔沸点越低，硬度越小。如果不关注到这个关键词，那么会错误的分析得出二氧化硅的熔点会高于碳化硅（从碳原子半径与氧原子半径比较），但事实上在课本的原子晶体而言，共价键的键长越长，键能就越小，晶体的熔沸点越低，硬度越小。如果不关注到这个关键词，那么会错误的分析得出二氧化硅的熔点会高于碳化硅（从碳原子半径与氧原子半径比较），但事实上在课本P58“P58“问题解决问题解决”中提到二氧化硅的熔点为中提到二氧化硅的熔点为16101610，而而P51P51碳化硅熔点为碳化硅熔点为2600 2600。类似的还有对于类似的还有对于组成和结构相似组成和结构相似的分子，其范德华力的分子，其范德华力一般一般随着相对分子质量的增大而增大。随着相对分子质量的增大而增大。第17页/共28页4.4.教学中要体现教师的创造性教学中要体现教师的创造性SO42-SiO44-SiF4 SiCl4 CCl4 SO42-ClO4-SO42-PO43-（2 2）键、键、键的形成示意图，以及键的形成示意图，以及N N2 2分子中共价键组成情况分子中共价键组成情况（1）如写出一种与）如写出一种与SO42-等电子体的分子或离子。（升降法、替代法）等电子体的分子或离子。（升降法、替代法）第18页/共28页（3）提出“理想构型”与“实际构型”概念教材中给出教材中给出ABmABm型分子的价电子对计算方法为型分子的价电子对计算方法为 n=(n=(中心原子的价电子数中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数每个配位原子提供的价电子数m)2m)2简化为简化为n=(n=(中心原子的价电子数中心原子的价电子数+配位原子的个数配位原子的个数)2)2 首先通过公式计算得出分子中的价电子对数（即成键电子对数首先通过公式计算得出分子中的价电子对数（即成键电子对数+孤对孤对电子对数），然后根据价电子对数确定中心原子的杂化方式，如计算结电子对数），然后根据价电子对数确定中心原子的杂化方式，如计算结果是果是4 4，则中心原子采用的是，则中心原子采用的是sp3sp3杂化，若是杂化，若是3 3则为则为sp2sp2杂化，若为杂化，若为2 2则为则为spsp杂化，再根据杂化方式提出分子的杂化，再根据杂化方式提出分子的“理想构型理想构型”：若中心原子是：若中心原子是sp3sp3杂化，则分子杂化，则分子“理想构型理想构型”为正四面体，若中心原子为为正四面体，若中心原子为sp2sp2杂化，则分杂化，则分子子“理想构型理想构型”为平面正三角形，若中心原子为为平面正三角形，若中心原子为spsp杂化，则分子杂化，则分子“理想理想构型构型”为直线形，最终根据配位原子的数目（即用来判断有无孤对电子为直线形，最终根据配位原子的数目（即用来判断有无孤对电子占据某伸展方向），判断分子的占据某伸展方向），判断分子的“实际构型实际构型”。如如NHNH3 3分子，通过计算得出价电子对数为分子，通过计算得出价电子对数为4 4，则中心原子，则中心原子N N采用了采用了sp3sp3杂化，氨分子杂化，氨分子“理想构型理想构型”为正四面体，但它只有三个配位原子，即在为正四面体，但它只有三个配位原子，即在空间只有三个伸展方向，还有一对孤对电子占据了某一伸展方向，故氨空间只有三个伸展方向，还有一对孤对电子占据了某一伸展方向，故氨分子的分子的“实际构型实际构型”为三角锥形为三角锥形。第19页/共28页（4）分子的极性判断 教材中教材中P73P73给出分子的极性与非极性的定义是给出分子的极性与非极性的定义是“正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子是极性分子，正电荷重心和负电荷重心相重合的分子是非极性分子。正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子是极性分子，正电荷重心和负电荷重心相重合的分子是非极性分子。”但问题是学生不会分辨正负电荷的重心所在，也就导致分子的极性不会判断，只能根据死记硬背来解决问题。分子中正负电荷的重心应该是在带相同电性但问题是学生不会分辨正负电荷的重心所在，也就导致分子的极性不会判断，只能根据死记硬背来解决问题。分子中正负电荷的重心应该是在带相同电性(电子对偏向电子对偏向)的原子所构成的几何矢量中心，如的原子所构成的几何矢量中心，如COCO2 2的负电荷的重心应在两个的负电荷的重心应在两个O O原子的连线的中心，即原子的连线的中心，即C C原子上原子上 ，正好与，正好与C C原子的正电荷重心重合，为非极性分子。同理，原子的正电荷重心重合，为非极性分子。同理，NHNH3 3 中，正电荷重心应在三角中，正电荷重心应在三角H H原子构成的平面正三角形的中心，与负电荷中心原子构成的平面正三角形的中心，与负电荷中心N N原子不重合，为极性分子，而原子不重合，为极性分子，而CHCH4 4的正电荷重心应在四个的正电荷重心应在四个H H原子构成的正四面体的重心即原子构成的正四面体的重心即C C原子上，与原子上，与C C原子的负电荷重心重合为非极性分子。用此方法来判断分子的极性，学生容易理解，便于掌握原子的负电荷重心重合为非极性分子。用此方法来判断分子的极性，学生容易理解，便于掌握。第20页/共28页 （1）教师在教学中不能随意想像发挥，要尊重事实，要经常查阅资教师在教学中不能随意想像发挥，要尊重事实，要经常查阅资料。料。如为了衡量元素在化合物中吸引电子的能力时，如为了衡量元素在化合物中吸引电子的能力时，P23教材中引入了教材中引入了电负性的概念，但是受到同一周期主族元素电负性变化特点的影响以及电负性的概念，但是受到同一周期主族元素电负性变化特点的影响以及必修二教材中元素周期律中提到的必修二教材中元素周期律中提到的“同一周期，元素非金属性逐渐增强、同一周期，元素非金属性逐渐增强、金属性逐渐减弱，同一主族，元素非金属性逐渐减弱、金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，同一主族，元素非金属性逐渐减弱、金属性逐渐增强”等影响，就将电负性的变化归纳为：对于主族元素，同一周期从左向等影响，就将电负性的变化归纳为：对于主族元素，同一周期从左向右电负性依次增大，同一主族，从上到下，电负性逐渐减弱。右电负性依次增大，同一主族，从上到下，电负性逐渐减弱。5.5.教学中关注不一定教学中关注不一定第21页/共28页 显然从图中可以看出，在同一主族中电负性的变化并非如此，显然从图中可以看出，在同一主族中电负性的变化并非如此，因此我们只能说因此我们只能说“同一主族，元素的电负性从上到下呈现减小的趋势同一主族，元素的电负性从上到下呈现减小的趋势”，否则否则这样错误的归纳给学生，不仅让学生在高中阶段解决问题时由于绝对化而引发思考问题不全面，还会影响学生今后的学习，因为早在这样错误的归纳给学生，不仅让学生在高中阶段解决问题时由于绝对化而引发思考问题不全面，还会影响学生今后的学习，因为早在1915 年年,Biron等就注意到同族元素的性质从上到下并非直线式递变等就注意到同族元素的性质从上到下并非直线式递变,而是呈现交错的而是呈现交错的“锯齿锯齿”形形,有增有减的变化，这是同族元素性质变化的周期性，同族元素纵的系列上的周期性变化叫做有增有减的变化，这是同族元素性质变化的周期性，同族元素纵的系列上的周期性变化叫做“二次周期性二次周期性”（又称为次周期性变化），在（又称为次周期性变化），在P区元素中此现象较明显区元素中此现象较明显。第22页/共28页（2）键不一定比键更易断裂 键键与与键的稳定性与成键时电子云的重叠程度有关，而重叠程度又键的稳定性与成键时电子云的重叠程度有关，而重叠程度又与成键原子的半径大小有关。如与成键原子的半径大小有关。如N N2 2分子中的分子中的N N原子的半径较小，原子的半径较小，Px-PxPx-Px形成形成键后两个键后两个N N原子核间距较小，原子核间距较小，P PyyPyPy、PzPz一一PzPz轨道较接近，有利于肩并轨道较接近，有利于肩并肩形成肩形成键，即电子云重叠程度大，键，即电子云重叠程度大，键的稳定性高，键的稳定性高，键比键比键稳定，键稳定，键较易断裂。这也是键较易断裂。这也是N N2 2、O O2 2难以发生加成反应的原因。而在碳碳双键或难以发生加成反应的原因。而在碳碳双键或碳碳叁键中，因碳碳叁键中，因C C原子半径较大，原子半径较大，PxPxPxPx形成形成键后，键后，Py-PyPy-Py、PzPzPzPz轨轨道相距较远，电子云重叠程度小，形成的道相距较远，电子云重叠程度小，形成的键较不稳定，即键较不稳定，即键比键比键键稳定，稳定，键更易断裂键更易断裂 即乙烯、乙炔容易发生加成反应。即乙烯、乙炔容易发生加成反应。（3）相同原子形成的共价键不一定是非极性键 P47 P47页，当原子间形成共价键时，若两个成键原子吸引电子的能力相页，当原子间形成共价键时，若两个成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移，叫非极性键；若两个成键原子吸引电子的同，共用电子对不发生偏移，叫非极性键；若两个成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移，叫极性键。共价键是否有极性，应该能力不同，共用电子对发生偏移，叫极性键。共价键是否有极性，应该与成键的原子的环境导致共用电子对是否偏移有关，如与成键的原子的环境导致共用电子对是否偏移有关，如C1C1一一C1C1键、乙烯键、乙烯中的一中的一C=CC=C一键，因成键的两个原子的环境相同而呈非极性。但如一键，因成键的两个原子的环境相同而呈非极性。但如CHCH3 3-CHCH2 2-OH-OH中的中的C C一一C C 键，由于受键，由于受-OH-OH 的影响，共用电子对偏向带的影响，共用电子对偏向带-OH-OH的的C C原原子，使得碳碳键有极性，再如子，使得碳碳键有极性，再如CH=CH-C1CH=CH-C1中的一中的一C=CC=C一也是有极性。一也是有极性。第23页/共28页（4）按构造原理最后填充的电子在反应中不一定先失去例如Cu的电子布式Ar3d104s1，电子先填入4s再填入3d，失去电子时却先失去4s 近年来，有关原子构造理论的深入研究表明，原子的构造实际上是受近年来，有关原子构造理论的深入研究表明，原子的构造实际上是受“能量能量”和和“对称性对称性”两个基本原理支配的。其中两个基本原理支配的。其中“能量最低原理能量最低原理”的支配作用是人们所熟知的，它是使核外电子尽可能地优先占据能量最低的轨道，以使整个原了体系保持尽可能低的能量；而的支配作用是人们所熟知的，它是使核外电子尽可能地优先占据能量最低的轨道，以使整个原了体系保持尽可能低的能量；而“对称性原理对称性原理”的支配作用则是使电子及其自旋态的轨道分布尽可能地排布成具有相对最高对称性的组态形式，以使整个原子体系（核与电子及电子与电子之间）电磁相互作用达到尽可能高的作用平衡。事实上已被确认的有关原子构造的诸多理论及经验规则其物理实质都是的支配作用则是使电子及其自旋态的轨道分布尽可能地排布成具有相对最高对称性的组态形式，以使整个原子体系（核与电子及电子与电子之间）电磁相互作用达到尽可能高的作用平衡。事实上已被确认的有关原子构造的诸多理论及经验规则其物理实质都是“对称性对称性”原理对原子构造所起支配作用的自然反映。电子先填充原理对原子构造所起支配作用的自然反映。电子先填充4s4s轨道，并非说明是轨道，并非说明是E E4s4s E3d,E3d,E3d,因而当原子失去电子时，先失去能量高的因而当原子失去电子时，先失去能量高的4s4s电子。电子。第24页/共28页6.6.教学中加强对疑难问题的研究教学中加强对疑难问题的研究物理性质溶解性mp()bp()p(g/ml液态)临 界温度临界压力（atm）E叁 键(KJ.mol-1)CO 难溶-200 -190 0.793 -140 36 1071 N2 难溶-210-196 0.796 -14635 946（2 2）等电子体的性质相似吗？）等电子体的性质相似吗？等电子体的结构相近，某些物理性质相似，但多数化学性质等电子体的结构相近，某些物理性质相似，但多数化学性质差异很大。如差异很大。如N N2 2、COCO、CNCN-、O O2 22-2-等都是等电子体，等都是等电子体，COCO、CNCN-毒性毒性很大，而很大，而N N2 2无毒；无毒；COCO、CNCN-的配位能力很强，而的配位能力很强，而N N2 2的配位能力很的配位能力很弱；弱；O O2 22-2-的反应活性很强，而的反应活性很强，而N N2 2的反应活性很弱等。的反应活性很弱等。（1 1）合金的熔点低却硬度大是否矛盾？）合金的熔点低却硬度大是否矛盾？不矛盾。金属融合形成合金，其中的一种金属保持它的晶体结构，不矛盾。金属融合形成合金，其中的一种金属保持它的晶体结构，另一种金属原子嵌入空隙中，由于不同金属原子间形成的金属键能不同，另一种金属原子嵌入空隙中，由于不同金属原子间形成的金属键能不同，加热金属原子的震动程度不同，导致局部脱离键的束缚而熔化，合金的加热金属原子的震动程度不同，导致局部脱离键的束缚而熔化，合金的熔点比其它成分金属低。同样因为掺杂其他金属，晶格内金属原子的相熔点比其它成分金属低。同样因为掺杂其他金属，晶格内金属原子的相对滑动阻力增大，所以硬度增加。对滑动阻力增大，所以硬度增加。第25页/共28页（3 3）为什么冰的密度小于水，水在）为什么冰的密度小于水，水在4 4 时密度最大时密度最大？第26页/共28页第27页/共28页感谢您的观看！第28页/共28页
