分子空间结构与物质性质
分子结构与物质的性质 第3课时 示范教案
1 / 7 分子结构与物质的性质
第3课时
◆ 教学目标
1. 初步认识分子的手性，了解手性分子在药物研究中的应用。
2. 能判断简单分子是否存在手性异构体。
3. 整合分子空间结构、化学键极性、分子极性，分子间作用力、氢键等概念，综合运用解决物质性质问题。
◆ 教学重难点
手性分子的概念及判断。
◆ 教学过程
一、新课导入
分子是有空间结构的，对于复杂的分子，可以形成多种空间结构。
在学习烯烃时，我们知道不同的取代基团在碳碳双键双侧分布不同时，会产生同分异构现象，如下面的顺反异构：
那是否还存其他类型的立体异构呢？即原子连接顺序相同，但是由于原子在空间的排布不同而造成的异构现象。
二、讲授新课
三、分子的手性
【模型搭建】
任务1. 以小组为单位动手搭建两个CH2ClBr模型，通过旋转模型，看这两个模型是否可以完全重合？
经过实践，我们发现任意两个模型总能完全重合。因此CH2ClBr有且仅有一种空间结构，它没有同分异构体。
2 / 7 任务2. 以小组为单位动手搭建两个CHFClBr模型，通过旋转模型，看这两个模型是否可以完全重合？
经过实践，我们发现存在两个模型不能完全重合的情况，并且它们总是除C外有两个原子交换了位置。因此CHFClBr有两种空间结构，它们互为同分异构体。
【提问】（1）对比上面的两种CHFClBr分子，它们的空间结构呈现出怎样的特征？
【讲解】它们的关系像一双手，不能相互重合，但是却互为镜像。
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体（或对映异构体）。
有手性异构体的分子叫做手性分子。
自然界中手性是很普遍的现象，许多天然产物和人体内的活性分子都是手性分子。例如，作为生命活动重要基础的生物大分子，如蛋白质、多糖、核酸等几乎都是手性的。
高中化学 专题 分子空间结构与物质性质
学必求其心得，业必贵于专精
1 4。1分子构型与物质的性质
一、选择题
1。下列关于杂化轨道的说法错误的是 ( )
A。所有原子轨道都参与杂化
B.同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化
C。杂化轨道能量集中,有利于牢固成键
D。杂化轨道中不一定有电子
【解析】选A.参与杂化的原子轨道,其能量不能相差太大，如1s与2s、2p能量相差太大，不能形成杂化轨道,即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，故A项错误，B项正确;杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢固的化学键，故C项正确；并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道,也可以有一对孤电子对(如NH3、H2O的形成),故D项正确.
2。（2015·淮阴高二检测）下列关于杂化轨道的叙述正确的是 ( ）
A.杂化轨道可用于形成σ键,也可用于形成π键
B。杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对
C。NH3中氮原子的sp3杂化轨道是由氮原子的3个p轨道与氢原子的s轨道杂化而成的
D。在乙烯分子中1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—Hσ键
【解析】选B。杂化轨道只用于形成σ键,或用来容纳未参与成键的孤电子对,不能用来形成π键，故B正确,A不正确；NH3中氮原子的sp3杂化轨道是由氮原子的1个s轨道和3个p轨道杂化而成的，C不正确；在乙烯分子中，1个碳原子的3个sp2杂化轨道中的2个sp2杂化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C—Hσ键,剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个
C-Cσ键,D不正确.
【补偿训练】在中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是 （ )
A。sp2 sp2 B。sp3 sp3 C.sp2 sp3 D。sp sp3
【解析】选C。—CH3中C的杂化轨道数为4,采用sp3杂化；中间C的杂化轨道数为3,采用sp2杂化。
分子结构与化学性质的关系
分子结构与化学性质的关系
分子结构与化学性质有着密切的关联，分子的结构决定了它的性质。在本文中，我们将探讨分子结构对化学性质的影响，并通过几个典型的例子来说明这种关系。
一、极性分子与非极性分子的化学性质差异
极性分子和非极性分子是两类常见的分子结构，它们由于其亲电子性质的差异而表现出不同的化学性质。
极性分子是由一种或多种原子通过共价键连接在一起，并且原子之间存在电负性差异，导致分子中出现部分正电荷和负电荷的不均匀分布。这种不均匀的电荷分布使得极性分子在与其他极性或离子性物质作用时，表现出较强的相互作用力，如氢键、离子作用力等。例如，水分子由一个氧原子和两个氢原子组成，由于氧原子的电负性较高，使得水分子呈现出极性，并且能够与其他极性分子或离子形成氢键或离子作用。
相反，非极性分子在分子内没有电荷不均匀分布的现象，因此其与其他物质之间的相互作用较为弱。典型的非极性分子包括氧气、甲烷等。氧气分子由两个氧原子通过双键连接在一起，两个氧原子的电负性相等，因此氧气分子不带电荷，呈现出非极性。由于其非极性特性，氧气不能与极性分子形成氢键或离子作用，因此其与其他物质的反应性较低。
二、分子结构与酸碱性质的关系 分子结构对物质的酸碱性质也有着重要的影响。酸和碱是化学中常见的两种物质，其酸碱性质与分子内的化学键、原子组成等密切相关。
酸常常是指能够释放出H+离子的物质，而碱则是能够释放出OH-离子的物质。在分子内，酸分子通常包含可与金属或碱性氧化物反应释放出H+离子的化学键，例如硫酸、盐酸等。这些酸性分子的酸度取决于结构中H+离子的释放能力。碱分子则包含能够释放出OH-离子的键，如氢氧化钠、氢氧化钾等。分子的结构中的碱性氧化物决定了其能够释放出OH-离子的能力。
三、分子结构与物质的反应性
分子结构还决定了物质的反应性，即物质与其他物质发生化学反应的能力。一些特定的分子结构对反应的速率和产物有着显著的影响。
例如，芳香族化合物由苯环等芳香环组成，这些分子结构具有稳定性和共轭电子体系。这种结构使得芳香族化合物在化学反应中具有较低的反应性和较长的分子寿命。另外，某些特定分子结构还能影响反应的选择性。例如，手性分子的立体结构决定了其与其他手性分子发生反应时的立体选择性，这对于有机合成反应中的不对称合成具有重要意义。
《分子结构与物质的性质》 教学设计
《分子结构与物质的性质》 教学设计
一、教学目标
1、 知识与技能目标
（1）了解共价键的本质、类型和特征，能够区分σ键和π键。
（2）理解杂化轨道理论，能用杂化轨道理论解释简单分子的空间构型。
（3）了解分子的极性和分子间作用力，知道氢键对物质性质的影响。
2、 过程与方法目标
（1）通过对分子结构模型的观察和分析，培养学生的空间想象能力和抽象思维能力。
（2）通过小组讨论和合作探究，培养学生的合作精神和交流能力。
3、 情感态度与价值观目标
（1）激发学生对化学学科的兴趣，培养学生严谨的科学态度和创新精神。
（2）让学生认识到分子结构与物质性质的密切关系，体会化学在生活和生产中的重要作用。
二、教学重难点 1、 教学重点
（1）共价键的本质、类型和特征。
（2）杂化轨道理论及分子的空间构型。
（3）分子的极性和分子间作用力。
2、 教学难点
（1）杂化轨道理论的理解和应用。
（2）用分子间作用力和氢键解释物质的性质。
三、教学方法
讲授法、直观演示法、小组讨论法、探究式教学法
四、教学过程
1、 导入新课
通过展示一些常见物质的图片，如氧气、水、二氧化碳等，提问学生这些物质的性质为什么不同，引发学生的思考，从而导入新课。
2、 知识讲解
（1）共价键
① 共价键的本质：通过动画演示原子间形成共价键的过程，讲解共价键的本质是原子间通过共用电子对形成的相互作用。 ② 共价键的类型：介绍σ键和π键的形成方式和特点，让学生通过观察模型和图片，区分σ键和π键。
③ 共价键的特征：讲解共价键具有饱和性和方向性，举例说明其在化学中的应用。
（2）杂化轨道理论
① 杂化轨道的概念：讲解杂化轨道的定义和形成过程，以甲烷分子为例，说明碳原子的 sp3 杂化。
② 杂化轨道的类型：介绍常见的杂化轨道类型，如 sp、sp2、sp3
等，并让学生通过练习判断分子的杂化类型。
③ 分子的空间构型：结合杂化轨道理论，分析常见分子的空间构型，如氨气、水分子等。
化学分子结构与物质性质
分子结构与物质性质
【德智助学】
1. 分子的立体结构
2. 分子的性质
3. 化学键（离子键、共价键），配位键，金属键
4. 8电子稳定结构
【知识梳理】
考试要点
一、分子的立体结构
1．价层电子对互斥模型
（1）当A的价电子全部参与成键时，价层电子对间的相互排斥使得键角最大，据此可以直接推测分子的空间构型。
（2）当A上有孤电子对时，孤电子对要占据一定的空间，并参与电子对间的排斥，使得各电子对间的夹角最大，据此可推测出分子的VSEPR模型，去除孤电子对后即得分子的立体结构。
（3）中心原子的杂化及价层电子对互斥模型。
2．杂化轨道理论
杂化轨道理论是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。杂化前后轨道总数不变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在的平面垂直，可用来形成π键。
3．中心原子杂化轨道数、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系
（1）杂化轨道数＝中心原子的孤对电子数＋中心原子键合原子数。
（2）杂化轨道的形状：2个sp杂化轨道呈直线形，3个sp2杂化轨道呈平面三角形，4个sp3杂化轨道呈正四面体型。
二、分子的性质
1．分子的极性
（1）分子极性是分子中化学键极性的向量和。只含非极性键的分子一定是非极性分子（O3除外），只含极性键的分子不一定是极性分子，极性分子中必然含有极性键（O3除外）。
（2）分子中正、负电荷中心重合的是非极性分子，正、负电荷中心不重合的是极性分子。在极性分子
中，某一个部分呈正电性（δ+），另一部分呈负电性（δ－）。
（3）对于ABn型分子，根据VSEPR模型，若中心原子核外最外层没有孤对电子（即化合价的绝对值等于主族序数），该分子一般是非极性分子，否则是极性分子。
2．分子间作用力对物质性质的影响
（1）范德华(Van der Waals)力：范德华力是普遍存在于分子间的作用力，其强度比化学键弱，对物质的熔点、沸点和硬度有影响，范德华力越大，熔、沸点越高，硬度越大。一般来讲，具有相似空间构型的分子，相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力越大。
高中化学 专题 分子空间结构与物质性质 2
学必求其心得，业必贵于专精
1 第二单元 配合物的形成和应用
第1课时 配合物的形成
学习目标 1。理解并掌握配合物的概念及形成条件。2.掌握配合物的组成、结构和性质。
配合物的形成
1．实验探究
实验操
作步骤
实验
现象 三支试管中先生成________，之后随浓氨水的滴入，沉淀逐渐____，最后变为________。
结论 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu（OH)2↓＋2NH错误! Cu(OH)2＋4NH3·H2O=== ［Cu（NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
2。配合物
（1）概念
由____________________的配位体与__________________的中心原子以________键结合形成的化合物.
(2)组成
[Zn（NH3）4]SO4—错误!
(3)形成条件
①配位体有
错误!
②中心原子有________：如__________________等.
3．配合物异构现象
（1）产生异构现象的原因
①含有________或________________配位体.
②配位体________________不同.
(2）分类—错误!
（3)异构体的性质
顺、反异构体在________、________、____________、________等方面都有差异。
1．下列物质：①H3O＋ ②［B(OH）4]－ ③CH3COO－
④NH3 ⑤CH4中存在配位键的是( ）
A．①② B．①③ C．④⑤ D．②④
2．与人体血液中血红蛋白以配位键结合的一种有毒气体是( ）
A．氯气 B．氮气 C．一氧化碳 D．甲烷
3．下列各组离子中因有配合离子生成而不能大量共存的是（ ）
A．K＋、Na＋、Cl－、NO错误!
B．Mg2＋、Ca2＋、SO错误!、OH－
C．Fe2＋、Fe3＋、H＋、NO错误!
高中化学 专题 分子空间结构与物质性质 3
学必求其心得，业必贵于专精
1 专题4 分子空间结构与物质性质 4。1。3 分子构型与物质的性质
（时间：30分钟）
1. 同一族的组成相同的化合物的结构具有相似性,如H2O和H2S，CO2和CS2，据此可以推断CS2的键角和分子的空间构型为 （ ).
A.90° V形 B.90° 直线形
C。180° 直线形 D。107.5° V形
答案 C
2. 原子轨道的杂化不但出现在分子中,原子团中同样存在。在SO42－中S原子的杂化方式为
（ ）。
A.sp B。sp2 C。sp3 D。无法判断
答案 C
3.下列各分子中，所有原子都满足最外层为8个电子结构的是 ( ）。
A.H2O B。BF3 C。CCl4 D.PCl5
解析 对于水分子来讲，H原子核外只能满足2个电子的相对稳定结构;BF3
中的B元素最外层只有3个电子，与3个F共用3对共用电子对，最外层只
有6个电子；对于PCl5来讲,P元素最外层有5个电子，与5个Cl原子形成
共价键，则P最外层电子数会超过8个电子。只能选择C。
答案 C
4。N2F2存在顺式和反式两种分子,据此判断N2F2分子中两个N原子之间化学键的组成为
( ）。
A。仅有一个σ键 B。仅有一个π键
C.一个σ键和一个π键 D.一个σ键和两个π键
解析 可以和C2H4分子相比较.N原子最外层电子排布为2s22px12py12pz1，
在形成N2F2分子时，N原子发生sp2杂化形成三个平面三角形的sp2杂化轨
道，其中的一个sp2杂化轨道被孤电子对占有。N原子之间以sp2杂化轨道重
叠形成一个sp2。sp2型σ键，同时垂直于sp2杂化轨道平面并有一个未成对电
子的p轨道“肩并肩"重叠形成一个π键，故N原子之间以N===N结合。
高考化学一轮总复习：分子的空间结构与物质的性质
高考化学一轮基础复习
第37讲 分子的空间结构与物质的性质
考纲要求
1.理解共价键的含义，能说明共价键的形成。2.了解共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等数据说明简单分子的某些性质(对σ键和π键之间的相对强弱的比较不作要求)。3.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某些性质差异。4.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。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)。7.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。8.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)。
考点一 共价键及其参数
1．本质
在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。
2．特征
具有饱和性和方向性。
3．分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠
π键 电子云“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移
非极性键 共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对
双键 原子间有两对共用电子对
叁键 原子间有三对共用电子对
特别提醒 (1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。
(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。
4．键参数
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
①键能越大，键长越短，分子越稳定。
②
5．等电子原理
原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征和立体结构，许多性质相似，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NH＋4等。
化学分子结构与物质性质的关系
化学分子结构与物质性质的关系
化学是研究物质的组成、性质、结构和变化规律的科学。在化学中，分子结构与物质性质之间存在着密切的关系。分子结构决定了物质的性质，而物质的性质又反映了其分子结构的特征。本文将从分子结构对物质性质的影响、物质性质对分子结构的解释以及分子结构与物质性质的应用等方面进行探讨。
一、分子结构对物质性质的影响
分子结构是物质性质的基础，不同的分子结构决定了物质的不同性质。以下是几个常见的例子：
1. 极性分子与非极性分子：分子中的原子通过共价键连接在一起，原子间的电子云分布不均匀会导致分子极性。极性分子具有正负电荷分布不均匀的特点，如水分子（H2O），而非极性分子则没有明显的正负电荷分布，如甲烷（CH4）。极性分子具有较强的极性键，能够与其他极性分子或离子发生氢键或离子键作用，而非极性分子则主要通过范德华力相互作用。
2. 分子大小与沸点：分子的大小与分子间的相互作用力有关，分子越大，分子间的相互作用力越强，沸点也越高。例如，乙醇（C2H5OH）和甲烷（CH4）的分子量相近，但乙醇的沸点要高于甲烷，这是因为乙醇分子中含有氧原子，使得分子间的氢键作用增强。
3. 分子结构与溶解性：溶解性是物质在溶剂中溶解的能力。分子结构的不同会影响物质的溶解性。极性分子在极性溶剂中溶解度较高，而非极性分子在非极性溶剂中溶解度较高。例如，氯仿（CHCl3）是一个极性分子，它在水中的溶解度较高；而正己烷（C6H14）是一个非极性分子，在水中的溶解度较低。
二、物质性质对分子结构的解释
物质的性质可以通过分子结构来解释。以下是几个例子：
1. 酸碱性：酸和碱是化学反应中常见的概念。酸的特点是能够释放出H+离子，而碱的特点是能够释放出OH-离子。这种酸碱性质可以通过分子结构来解释。酸分子通常含有可以释放H+离子的氢原子，如盐酸（HCl）；碱分子通常含有可以释放OH-离子的氧原子，如氢氧化钠（NaOH）。
高中化学 专题 分子空间结构与物质性质 4
学必求其心得，业必贵于专精
1 专题4 分子空间结构与物质性质
第一单元 分子构型与物质的性质
第1课时 分子的空间构型
学习目标 能用杂化轨道理论、价层电子对互斥模型及等电子原理解释或预测一些分子或离子的空间构型。
一、杂化轨道及其类型
1．杂化轨道
(1）碳原子的电子排布式为__________，当2s的一个电子被激发到2p空轨道后，电子排
布式为____________.
(2)在外界条件影响下，原子内部能量________的原子轨道_________________的过程叫做原子轨道的杂化，重新组合后的新的原子轨道，叫做________________________,简称
________________。
（3）参与杂化的原子轨道数等于________________________。
（4)原子轨道的杂化改变了原子轨道的____________________。原子轨道的杂化使原子的成键能力增加.
（5)杂化轨道为使相互间的排斥力最小,故在空间取最大夹角分布,不同的杂化轨道伸展方向________。在多原子分子中，两个化学键之间的夹角叫做__________。键角与分子的形状（立体构型）有密切联系。
2．杂化轨道类型和空间构型
（1) sp型杂化
对于非过渡元素,由于ns、np能级的能量接近,往往采用sp型杂化，而sp型杂化又分为
sp杂化：________s轨道和________p轨道间的杂化.
sp2杂化：_______s轨道和________p轨道间的杂化。
sp3杂化：_______s轨道和________p轨道间的杂化。
（2）对sp型杂化而言,杂化轨道的空间分布与形成分子的立体构型的关系:
sp杂化：键角________，空间构型________形，例如：C2H2、BeCl2。
sp2杂化：键角________，空间构型________________形，例如：BF3。