分子结构与物质的性质第1课时示范教案.pdf

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1、 1/6 分子结构与物质的性质 第 1 课时 教学目标 1.知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键；能利用电负性判断共价键的极性。2.知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关；能根据分子结构的特点和键的极性判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用做出解释。教学重难点 极性分子和非极性分子的判断。教学过程 一、新课导入 1.什么是共价键？从原子轨道重叠方式的角度可以将它分为几类？共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用；两原子的原子轨道沿键轴方向“头碰头”重叠形成 键；两原子的原子轨道“肩并肩”重叠形成 键。2.什么是电负性？它的

2、大小表示什么含义？电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力大小的一个参数。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。二、讲授新课 一、共价键的极性 1.键的极性 写出 H2、Cl2、HCl 的电子式并思考：由相同或不同原子形成的共价键，电子对是否会发生偏移？如发生偏移，是怎样偏移的？怎么表示这种偏移？H2、Cl2中成键电子受到两个相同的原子的吸引，电子对不偏移。HCl 中成键电子受到电负性更大的 Cl 原子的吸引更强烈，偏向 Cl。依据共用电子对是否偏移，可以将共价键分为极性共价键和非极性共价键。一般来说，同种原子形成的共价键中的电子对不发生偏移，是非极性键。由不同原子形成的共价键，电子

3、对会发生偏移，是极性键。3/6 和负电中心重合，故它们为非极性分子。分子空间结构的对称性的角度来说，CO2，BF3，CH4中的化学键虽是极性键，但 CO2为直线形，BF3是平面三角形，CH4是正四面体，它们具有高度的对称性，分子的正电中心和负电中心重合，故它们为非极性分子。【思维启迪】多原子分子的极性除了与键的极性有关外，还与分子的空间结构密切相关。那对于一个陌生的分子，我们如何判断它是否具有极性呢？判断方法：分子中化学键的极性的向量和。只含非极性键的分子一定是非极性分子；含极性键的分子，当分子中各个键的极性的向量和等于零时，是非极性分子，否则是极性分子。【典型例题】例 1.运用化学键极性向量

4、和的方法，判断 CO2，BF3，CH4分子的极性。判断步骤：1.依据 VSEPR 模型预测判断分子的空间结构；2.确定共价键极性的向量方向：极性的方向由电负性小的原子指向电负性大的原子；3.将所有向量求和，依据向量和是否为零对分子极性做出判断。例 2.运用化学键极性向量和的方法，判断 HCN，H2O，NH3分子的极性。特别注意：若中心原子上有孤对电子，因其没有被共用，电子云概率密度大，因此极性的向量方向始终是由原子指向孤对电子。【提问】（4）通过以上所学典型分子的例子，归纳完成下面表格。【讲解】分子 共价键极性 分子中正电中心和负电中心 结论 举例 4/6 同种元素的 双原子分子 非极性键 重

5、合 非极性分子 H2、N2、O2 不同种元素的双原子分子 极性键 不重合 极性分子 CO、HF、HCl 多原子分子 分子中键极性的向量和为零 重合 非极性分子 CO2、BF3、CH4 分子中键极性的向量和不为零 不重合 极性分子 H2O、NH3、CH3Cl 3.键的极性对化学性质的影响 键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如，羧酸是一大类含羧基（-COOH）的有机酸，羧基可电离出 H+而呈酸性。羧酸的酸性可用 pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，不同的羧酸及其 pKa见下表：羧酸 pKa 丙酸（C2H5COOH）4.88 乙酸（CH3COOH）4

6、.76 甲酸（HCOOH）3.75 氯乙酸（CH2ClCOOH）2.86 二氯乙酸（CHCl2COOH）1.29 三氯乙酸（CCl3COOH）0.65 三氟乙酸（CF3COOH）0.23【提问】（5）你能从表中归纳出怎样的变化规律？1.取代基的电负性影响酸性强弱：电负性越大，酸性越强，如 F 的电负性大于 Cl的，三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸。2.取代基的数目影响酸性强弱：数目越多，酸性越强，如三氯乙酸的酸性强于二氯乙 5/6 酸的，二氯乙酸强于一氯乙酸的。3.烷基的大小影响酸性强弱：烷基碳链越长，酸性越弱，如甲酸强于乙酸，乙酸强于丙酸【提问】（6）如何从分子结构的角度理解这种变化规律？在分子中

7、引进一个原子或原子团后，可使分子中电子云密度分布发生变化，而这种变化不但发生在直接相连的部分，也可以影响到不直接连接的部分。例如 Cl 和 C 之间的共用电子对偏向 Cl，这种极性会沿着 键传递到 O-H 键上，进一步增大 O-H 键的极性，使其更易电离出 H+。烷基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，这一效应使羧基中的 O-H 键极性减小，导致 H+更难电离。图中红色箭头表示原本的 O-H 键的极性，蓝色表示烷基推电子使极性减小。【提问】（7）你已学过很多物质的化学性质，请举例与同学讨论分子结构对化学性质的影响。【讲解】例如：1.在乙烷、乙烯、乙炔的分子中，碳碳之间形成的化学键不同，使含有

8、 键的乙烯、乙炔与只有 键的乙烷的化学性质不同。2.醇和酚分别是羟基与脂肪烃基、芳香烃基相连，两种基团对羟基极性的影响不同，造成酚的酸性强于水，醇的酸性弱于水。三、课堂小结 1.原子间电负性是否有差异导致共用电子对是否偏移，由此共价键可分为极性共价键和非极性共价键。2.除了共价键有极性，分子也有极性。多原子分子的极性除了与键的极性有关外，还与分子的空间结构密切相关。3.判断多原子分子是否有极性的方法：分子中共价键的极性的向量和是否为零。4.共价键的极性与物质的化学性质密切相关，同样共价键，如 O-H 键，在不同基团与羟基 6/6 相连时性质有明显差异。四、课堂练习 1.含有下列键型的物质，可能

9、是单质的是 A.既有离子键又有非极性键的物质 B.只有极性键的物质 C.只有极性键的物质 D.只有非极性键的物质 答案 D 解析 形成离子键时要求两种原子电负性差值较大，一般是金属元素和非金属元素间容易形成离子键，故至少包含两种元素。极性键一般是电负性不同的两种原子间形成，也包含两种元素。而非极性键是在同种原子间形成的共价键，很多单质都包含非极性共价键，比如 H2、O2、N2、P4、C60。2.X、Y 两种元素可以形成下列物质，这些物质的分子肯定是极性分子的是 A.XY B.XY2 C.XY3 D.XY4 答案 A 解析 A 项，双原子分子中分子的极性与键的极性一致，X、Y 元素电负性不同，故 X、Y之间为极性共价键，XY 为极性分子。B、C、D 三项，当 XY2、XY3、XY4的空间结构分别为直线形、平面三角形、四面体时，它们键极性的向量和为 0，是非极性分子。