课件21张PPT。分子的性质桓台一中 孙元亮认知性目标:
1、了解分子间作用力的定义,搞清分子间作用力与化学键的关系。
2、理解极性键、非极性键、极性分子、非极性分子的实质。
技能性学习目标:
1、学会判断极性键、非极性键、极性分子和非极性分子的方法。
2、掌握范德华力和氢键分别对物理性质的影响
体验性学习目标:
1、了解物质的“相似相溶”原理以及分子的手性,会判断简单的手性异构体。
2、在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念,能从物质结构决定性质的视角解释分子的某些性质,并预测物质的有关性质,体验科学的魅力,进一步形成科学的价值观。 写出Cl2、HCl的电子式练习1:指出H2O2中含有的极性键和非极性键极性分子:正电中心和负电中心不重合非极性分子:正电中心和负电中心重合1、概念正电中心和 负电中心
是否重合 化学键的极性的向量和是否等于零(定量) 看键的极性,也看分子的空间构型 2、判断方法:(本质)?
H2、N2、O2、P4、C60非极性分子重合非极性键同核原子分子异核双原子分子异核多原子分子极性键分子中各键向量和为零分子中各键向量和不为零重合不重合不重合非极性分子极性分子极性分子CO、HClCO2、CH4HCN、H2O、NH3、CH3Cl(1)范德华力大小?
结论:范德华力很弱,约比化学键能小1-2数量级?
?
(2) 范德华力与相对分子质量的关系结论:结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大?
?
(3)范德华力与分子的极性的关系结论:相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,
范德华力越大例2:下列叙述正确的是:
A.氧气的沸点低于氮气的沸点
B、稀有气体原子序数越大沸点越高
C、分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低
D、同周期元素的原子半径越小越易失去电子(B C)探究: 为什么水的沸点比H2S、H2Se、
H2Te的沸点都要高?1、氢键:除范德华力外的另一种分子间作用力,
它是由已经与电负性很强的原子形成共
价键的氢原子与另一分子中电负性很强
的原子之间的作用力.(不属于化学键)
一般表示为 X—H------Y。 COHHHHCOHHHH2、氢键键能大小:结论:氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱的作用力3、氢键的类型:(阅读课文P50 第四段)思考题:为什么冰的密度比液态水小?练习3:(04广东)下列关于氢键的说法中正确的是( )
A、每个水分子内含有两个氢键
B、在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键
C、分子间能形成氢键,使物质的熔沸点升高
D、HF稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键 C小结:定义
范德华力氢键共价键作用微粒分子间普遍存在的作用力已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力原子之间通过共用电子对形成的化学键
相邻原子之间
分子间或分子内氢原子与电负性很强的F、O、N之间分子之间强弱弱较强很强对物质性质的影响范德华力越大,物质熔沸点越高对某些物质(如水、氨气)的溶解性、熔沸点都产生影响物质的稳定性作业:1、阅读“科学视野”
2、P57 6
P59 2、3、5谢谢!第三节 分子的性质
(第2课时)
【知识目标】
1.知道“相似相溶”规则的实际应用和运用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。
2.了解手性分子在生命科学等方面的应用。
【能力目标】
通过与实际生活的联系,感悟化学的重要性和学好化学的重要意义。
【学习过程】
思考:1.欲提取碘水中的碘,不能选用的萃取剂是( )
A.酒精 B.四氯化碳 C.蒸馏汽油 D.苯
2.欲用萃取剂A把溶质B从溶剂C的溶液里萃取出来,萃取剂A需符合以下条件:
⑴
⑵
⑶
四、溶解性
1.影响物质溶解性的因素
⑴影响固体溶解度的主要因素是 。
⑵影响气体溶解度的主要因素是 和 。
2.相似相溶规律: 。
⑴如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越 。相反,无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较 。
⑵“相似相溶”还适用于分子结构的 。
⑶如果溶质与水发生化学反应可 其溶解度。
练习:
1.比较和在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同?
2.为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水?
3.怎样理解汽油在水中的溶解度很小?
4.怎样理解低碳醇与水互溶,而高碳醇在水中的溶解度却很小?
5.根据物质的溶解性“相似相溶”的一般规律,说明溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大,下列说法正确的是( )
A.溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素
B.溴、碘是单质,四氯化碳是化合物
C.、是非极性分子,也是非极性分子,而水是极性分子
D.以上说法都不对
五、手性
1.具有完全相同的 和 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重叠,互称手性异构体(又称对映异构体、光学异构体)。含有手性异构体的分子叫做手性分子。
2.判断一种有机物是否具有手性异构体,可以看其含有的碳原子是否连有 个不同的原子或原子团,符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。
练习:
1.下列化合物中含有手性碳原子的是( )
A.CF2 B.——COOH C.CH3CH2OH D.
2.下列化合物中含2个“手性碳原子”的是( )
A.OHC——OH B.OHC——
C.HOOC—— D.—
3.下列有机物含有一个手性碳原子(标有“*”的碳原子),具有光学活性。当发生下列化学反应时,生成新的有机物无光学活性的是( )
A.与银氨溶液反应 B.与甲酸在一定条件下发生酯化反应
C.与金属钠发生反应 D.与H2发生加成反应
4.分子式为C4H10O的有机物中含“手性”碳原子的结构简式为_____________,葡萄糖分子中含有____个“手性”碳原子,其加氢后“手性”碳原子数为______个。
六、无机含氧酸分子的酸性
1.对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越 。原因:无机含氧酸可以写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性 ,导致R—O—H中的O的电子向R偏移,因而在水分子的作用下,也就越 电离出,即酸性越 。
2.含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大,即(HO)mROn中,n值越大,酸性越 。
3.同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性比较,根据非金属性强弱去比较。
⑴同一主族,自上而下,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐 ;
⑵同一周期,从左向右,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐 。
练习:
1.已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示,如X是S,则m=2,n=2,则这个式子就表示。一般而言,该式中m大的是强酸,m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是( )
A. B. C. D.
2.判断含氧酸强弱的一条经验规律是:含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强。如下表所示:
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系
含
氧
酸
次氯酸
Cl—OH
磷酸
硫酸
高氯酸
非羟基氧原子数
0
1
2
3
酸性
弱酸
中强酸
强酸
最强酸
⑴亚磷酸和亚砷酸分子式相似,但它们的酸性差别很大,是中强酸,既有酸性又有碱性。由此可推出它们的结构式分别为:
① ②
⑵和与过量NaOH溶液反应的化学方程式分别是:
①
②
课下练习:
1.若碳原子以单键与四个不同的原子或原子团相结合,则称该碳原子为“手性碳原子”,含有手性碳原子的分子称为“手性分子”,手性分子往往具有一定生物活性。乳酸分子是手性分子,乳酸[]的手性碳原子是________号碳原子。
2.2001年诺贝尔化学奖被美国的诺尔沙普林斯和日本的野依良治获得,以表彰他们发现被称为手性的分子可能用来加速并控制化学反应的创造性工作。在有机分子中,若某碳原子连接的四个各不相同的原子或原子团,则这种碳原子被称为手性碳原子,例如中的C*就是手性碳原子,含手性碳原子的性质通常具有不同的光学特征(称为光学活性)。
⑴据报道最新合成的有机物A为O——具有光学活性,若要使A通过反应失去光学活性,则发生的反应类型不可能是(填代号) 。
A.酯化反应 B.水解反应 C.氧化反应 D.还原反应 E.消去反应 F.加成反应G.银镜反应
⑵某链烃B的分子式为C7H10,在B的各种结构(不考虑结构)中,含有手性碳原子,且与足量的发生加成反应后仍具有光学活性的有机物有五种,已知其中有两种的结构简式为:
①HC≡C—CH=CH—
②—C≡C—CH=
则另三种结构简式为: 、 、 。
3.⑴下列物质中不存在手性异构体的是 。
A.BrCHOHOH
B.
C.CHOHCOOH
D.CO
⑵要使⑴中存在手性异构体分子的手性消失,分别可采取的措施(以不改变碳原子数为前提,且只一步)是(填有机反应类型,多种可能时,只填一种即可。没有手性异构体的不填)
A.
B.
C.
D.
⑶写出使⑴中A~D四种物质中手性消失的任一个反应的化学方程式。
学案 《分子的性质》
认知目标:
1、了解分子间作用力的定义,搞清分子间作用力与化学键的关系。
2、理解极性键、非极性键、极性分子、非极性分子的实质。
3、举例说明范德华力和氢键分别对物理性质的影响
技能目标:
学会判断极性键、非极性键、极性分子和非极性分子的方法。
体验目标:
在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念,能从物质结构决定性质的视角解释分子的某些性质,并预测物质的有关性质,体验科学的魅力,进一步形成科学的价值观。
重点:
1、极性分子和非极性分子
2、分子间作用力,氢键以及其对物质性质的影响。
难点:
1、极性分子和非极性分子
2、分子间作用力,氢键以及其对物质性质的影响。
过程:
一、键的极性和分子的极性
写出HCl、Cl2 的电子式
[讨论归纳]:
一般说来,同种原子形成的共价键中,电子对 是非极性键;
由不同种原子形成的共价键中,电子对发生 是极性键,
练习1:指出双氧水中的极性键和非极性键
[探究1]:分子的极性
1、概念: 极性分子: 正电中心和负电中心 的分子
非极性分子:正电中心和负电中心 的分子
2、判断方法:
看键的极性,也看分子的空间构型
正电中心和负电中心是否重合
化学键的极性的向量和是否等于零
例1: 讨论下列分子的极性。
P47 图 贴
3、小结:分子的极性 (表一)
分子
共价键的极性
分子中正负电荷中心
分子的极性
举例
同核原子分子
非极性键
H2、N2、O2、P4、C60
异核双原子分子
极性键
CO、、HCl
异核多原子分子
分子中各键向量和为零
CO2、、CH4
分子中各键向量和不为零
、H2O、、CH3Cl
二、范德华力及其对物质性质的影响:
[生活现象]①气体降温会变为液态。
②洗手时,水沾在手上。
范德华力:
[探究2]:
(1)范德华力大小 (表二)
分子
HCl
HBr
HI
CO
Ar
范德华力(kJ/mol)
21.14
23.11
26.00
8.75
8.50
共价键键能
(kJ/mol)
431.8
366
298.7
745
结论:
(2) 范德华力与相对分子质量的关系: (表三)
分子
HCl
HBr
HI
Ar
相对分子质量
36.5
81
128
40
范德华力(kJ/mol)
21.14
23.11
26.00
8.50
熔点/℃
-114.8
-98.5
-50.8
沸点/℃
-84.9
-67
-35.4
(表四)
单质
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
F2
38
-219.6
-188.1
Cl2
71
-101.0
-34.6
Br2
160
-7.2
58.8
I2
254
113.5
184.4
结论:
(3)范德华力与分子的极性的关系: (表五)
分子
相对分子质量
分子的极性
熔点/℃
沸点/℃
CO
28
极性
-205.05
-191.49
N2
28
非极性
-210.00
-195.81
结论:
例2:下列叙述正确的是:
A.氧气的沸点底于氮气的沸点
B、稀有气体原子序数越大沸点越高
C、分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低
D、同周期元素的原子半径越小越易失去电子
练习2:
图:课本P57 5
三、氢键及其对物质性质的影响:
[探究3]:为什么水的沸点比H2S、H2Se、 H2Te的沸点都要高
【阅读】课文P50第一自然段
1、氢键的概念:
例3:指出甲醇中的氢键 是( )
A、O—H--- O, B、O---H,—C
C、O—H---C, D、C----H‘—C‘
2、氢键的键能大小: (表六)
氢键
F—H---F
O—H--- O
N—H--- N
氢键键能 (kJ/mol)
28.1
18.8
20.9
共价键键能(kJ/mol)
568
462.8
390.8
结论:
[综上所述]与H2S、H2Se、 H2Te比较,水分子间除了 外,还含有 键。因此水的沸点比H2S、H2Se、 H2Te的沸点都高。
【阅读】课本P50 第4 自然段
3、氢键的分类:
1、
氢键
2、
[思考]为什么冰的密度比液态水的小?(提示:可结合下图进行思考)
课本冰图
练习3:(04广东)下列关于氢键的说法中正确的是:
A、每个水分子内含有两个氢键
B、在水蒸气、水、冰中都含有氢键
C、分子间能形成氢键,使物质的熔沸点升高
D、稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键。
小结:
范德华力
氢键
共价键
定义
分子间普遍存在的作用力
?已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力
原子之间通过共用电子对形成的化学键
作用微粒
分子之间
分子间或分子内氢原子与电负性很强的F、O、N之间
相邻原子之间
强弱
弱
较强
很强
对物质性质的影响
范德华力越大,物质熔沸点越高
是某些物质如水、氨气、的溶解性熔沸点都产生影响
[练习]
1、(04全国、6)下列分子含有的电子数目与相同,且只有两个极性共价
键的是:
A、 CO2 B、N2O C、H2O D、
2、以下哪些说法是不正确的 ( )
A、氢键是化学键 B、甲烷可以与水形成氢键
C、乙醇分子跟水分子之间只存在范德华力
D、碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子间存在氢键。
3、用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流,根据图分析,这两种液体分子的极性正确的是:
A B
A、 A是极性分子,B是非极性分子 B、 A是非极性分子,B是极性分子
C、 A和B 都是极性分子 D、 A和B 都是非极性分子
4、下列各组分子中,都属于极性键的非极性分子的是:
A、 CO2、 B、 、 C、Cl2、 D、、HCl
5、下列关于化合键的叙述正确的是:
A、离子化合物可以含共价键 B、共价化合物可以含离子键
C、 离子化合物只含离子键 D、共价化合物不含离子键
6、(06精粹) 有四种同族物质,他们的沸点(/℃,P=1.01x105Pa)
①He –268.8 Ne -249.5 Ar(X) Kr –151.7
②F2 -187.0 Cl2 -33.6 (a) 58.7 I2 184.0
③ (Y) HCl -84.0 HBr –67.0 HI -35.3
④H2O (Z) -60.2 (b) -42.0 H2Te -1.8
问:⑴除极少情况外,上述四种系列中物质的沸点与相对分子质量之间均存在一定的关系,该关系是( )
⑵上标中, 和 两物质的沸点较同系列其他物质反常,反常的主要原因是( )
7、怎样从分子的立体结构的角度解释水有极性而CO2没有极性?
课件17张PPT。【选修3《物质结构与性质》】第 二 章《分子结构与性质》第二节 分子的立体结构淄博六中化学组 李顺涛★价层电子对互斥模型(VSEPR模型)是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型,总的原则是分子的中心原子上孤对电子对与成键电子对之间的排斥力最小(注意:分子中的双键、叁键等多重键要作为一对电子看待)。 这种理论把分子分为两类:一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键,这种分子中,中心原子周围的原子数决定着分子的立体结构。 如HCN的空间结构为直线形;另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子)的分子,由于中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间,并参与互相排斥。所以H2O的空间结构为V形。结合上述信息完成课本P40的思考与交流除sp3杂化轨道外,还有sp杂化轨道和sp2杂化轨道。sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化而得;sp2杂化轨道由1个s轨道和2个p轨道杂化而得,如图所示。思考题:根据以下事实总结:如何判断一个
化合物的中心原子的杂化类型?已知:杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子中心原子孤对电子对数+中心原子结合的原子数练习:在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上描述化合物中每个化学键是怎样形成的?C原子发生SP杂化生成了两个SP轨道分别与两个O原子的一个P轨道形成两个σ键; C原子剩余的两个P轨道分别与两个O原子剩余的1个P轨道形成两个π键。2 .H2OO原子发生SP3杂化生成了四个SP3杂化轨道,其中的两个分别与两个H原子的S轨道形成两个σ键; O原子剩余的两个SP3杂化轨道分别被两对孤对电子占据。天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色思考:前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关?依据是什么?结论:上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子,可表示为[Cu(H2O) 4]2+。在四水合铜离子中,铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子(铜离子提供空轨道),铜离子接受水分子的孤对电子形成的,这类“电子对给予—接受键”被称为配位键。★配位化合物,简称配合物,通常是由中心离子(或原子) 与配位体(某些分子或阴离子) 以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。例题一:下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( )
A.CO2与SO2 B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4B例题二:下列分子或离子中都存在着配位键的是 ( )
A.NH3、H2O B.NH4 + 、H3O+
C.N2、HClO D. [Cu(NH3) 4]2+ 、PCI3B 由于该离子的颜色极似血液,常被用于电影特技和魔术表演。例题三:对SO2与CO2说法正确的是( )
A.都是直线形结构
B.中心原子都采取sp杂化轨道
C. S原子和C原子上都没有孤对电子
D. SO2为V形结构, CO2为直线形结构
D例题四:下列各种说法中错误的是( )
A、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子。
B、配位键是一种特殊的共价键。
C、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。
D、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子。D例题五:写出下列分子的路易斯结构式(是用短线表示键合电子,小黑点表示未键合的价电子的结构式)并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型,并预测分子的几何构型。 (1)PCI3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O 作业:1、整理学案。
2 、完成课后习题课件36张PPT。第二章分子结构主要内容:本章围绕以共价键结合的分子讨论有关共价键的各种理论模型以及分子的各种性质。
重难点:共价键理论
教学方法:讲授法
19世纪的化学家们创造了用元素符号加划短棍 “—”来表明原子之间按“化合价”相互结合的结构式。
分子中的原子间用“—”相连表示互相用了“1价”,如水的结构式为H—O—H;“=”为“2价”;“≡”为“3价”。
在绝大多数情况下,氢总是呈1价,氧总是呈2价,氮呈3或5价,卤素则在有机物中大多呈1价,在无机物中除呈1价,还呈3、5、7价,等等。
2.1路易斯结构式 英国化学家弗兰克兰在1850年左右提出化合价并无正负之分,同种分子,如H2,其中的氢也呈1价,故氢分子的结构式为H—H。这种经典结构式称为弗兰克兰结构式。 20世纪初,美国化学家路易斯[Lewis,Gilbert Newton(1875-1946)]把弗兰克兰结构式中的“短棍”解释为两个原子各取出一个电子配成对,即:“—”是1对共用电子,“=”是2对共用电子,“≡”是3对共用电子。 路易斯认为,稀有气体最外层电子构型(8e)是一种稳定构型。他把用“共用电子对”维系的化学作用力称为“共价键”。后人就把这种观念称为路易斯共价键理论。
分子有用于形成共价键的键合电子(成键电子)和未用于形成共价键的非键合电子,又称“孤对电子”,用小黑点来表示孤对电子。例如,水、氨、乙酸、氮分子的路易斯结构式可以表示为: 人们把这类(用短棍表示共价键,同时用小黑点表示非键合的“孤对电子”)添加了孤对电子的结构式叫做路易斯结构式,也叫电子结构式。如:SO2Cl2、HNO3、H2SO4、CO32–和SO42–的路易斯结构式: 价电子总数等于分子中所有原子的价电子数之和,但中心原子周围的电子总数(共用电子+孤对电子)并不总等于8,有多电子中心或缺电子中心如: 路易斯结构式中的单键、双键和叁键一直到量子力学建立后才得到合理解释。有一种叫做“价键理论”(VB法)的量子化学模型认为,共价键是由不同原子的电子云重叠形成的。如果只讨论s电子和p电子,可以有两种基本的成键方式:
第一种重叠方式,电子云顺着原子核的连线重叠,得到轴对称的电子云图象,这种共价键叫做s键。2.2单键、双键和叁键──б键和л键──价键理论(一) 第二种的重叠方式,电子云重叠后得到的电子云图象呈镜像对称,这种共价键叫p键。2.3价层电子互斥模型(VSEPR) 分子的立体结构决定了分子许多重要性质,例如分子中化学键的类型、分子的极性、分子之间的作用力大小、分子在晶体里的排列方式等等,而路易斯结构式未能描述分子的立体结构。
无机分子的立体结构通常是指其s-键的分子骨架在空间的排布。这种分子骨架可以用现代实验手段测定。
实验证实,属于同一通式的分子或离子,其结构可能相似,也可能完全不同。
1、VSEPR模型的要点是:
(1)用通式AXnEm来表示所有只含一个中心原子的分子或离子的组成,式中A表示中心原子,X表示配位原子(也叫端位原子),下标n表示配位原子的个数,E表示中心原子上的孤对电子对,下标m是电子对数。已知分子或离子的组成和原子的排列顺序时,m值可用下式确定:
m=(A的族价-X的化合价·X的个数-离子的电荷数)/2 (2)通式AXnEm里的(n+m)的数目称为价层电子对数,令n+m=z,则可将通式AXnEm改写成另一种通式AYz;VSEPR模型认为,分子中的价层电子对总是尽可能地互斥,均匀地分布在分子中,因此,z的数目决定了一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布(与分子立体构型不同),由此可以画出VSEPR理想模型:
z 2 3 4 5 6
模型 直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥体 正八面体 (3)“分子立体构型”是指不包括孤对电子对的AXn中的A和n个X(配位原子)在空间的排布,只有当AXnEm中的m=0时,即AYZ=AXn时,VSEPR模型才是分子立体构型,否则,得到VSEPR模型后要略去孤对电子对,才得到它们的分子立体构型,如:H2O,NH3,CH4都是AY4,它们的分子立体构型为:
分子 H2O NH3 CH4
构型 角形 三角锥体 正四面体 例:NH3和PH3都是AX3E=AY4,故分子(AX3)均为三角锥型。实测:氨分子中∠H-N-H为106.7?,膦分子中∠H-P-H为93.5?,为什么这两种分子的角度有这种差别?
解:这种差别可以用顺序(iv)(iv.中心原子的电负性增大时,键角将增大。)来解释。 2.4.1杂化轨道理论要点
为了解释分子或离子的立体结构,泡林以量子力学为基础提出了杂化轨道理论。
甲烷分子实测的和VSEPR模型预测的立体结构都是正四面体。若认为CH4分子里的中心原子碳的4个价电子层原子轨道––2s和2px,2py,2pz分别跟4个氢原子的1s原子轨道重叠形成σ键,无法解释甲烷的4个C-H键是等同的,因为碳原子的3个2p轨道是相互正交的(90?夹角),而2s轨道是球形的。
泡林假设,甲烷的中心原子—碳原子—在形成化学键时,4个价电子层原子轨道并不维持原来的形状,而是发生所谓“杂化”,得到4个等同的轨道,总称sp3杂化轨道。2.4杂化轨道理论──价键理论(二) 2.4.2 sp3杂化
凡属于VSEPR模型的AY4的分子的中心原子A都采取sp3杂化类型。例如,CH4、CCl4、NH4+、CH3Cl、NH3、H2O等等。
与中心原子键合的是同一种原子,分子呈高度对称的正四面体构型,其中的4个sp3杂化轨道自然没有差别,这种杂化类型叫做等性杂化。
中心原子的4个sp3杂化轨道用于构建不同的s轨道,如CH3Cl中C-H键和C-Cl键的键长、键能都不相同,显然有差别,4个s键的键角也有差别,又如NH3和H2O的中心原子的4个杂化轨道分别用于s键和孤对电子对,这样的4个杂化轨道显然有差别,叫做不等性杂化。 2.4.3 sp2杂化
凡符合VSEPR模型的AY3通式的分子或离子中心原子大多数采取sp2杂化轨道。例如,BCl3、CO32–、NO3–、H2C=O、SO3等等。烯烃>C=C<结构中跟3个原子键合的碳原子也是以sp2杂化轨道为其s-骨架的。
以sp2杂化轨道构建s-轨道的中心原子必有一个垂直于sp2s-骨架的未参与杂化的p轨道,如果这个轨道跟邻近原子上的平行p轨道重叠,并填入电子,就会形成p键。如,乙烯H2C=CH2、甲醛H2C=O的结构图:2.4.4 sp杂化
具有VSEPR模型的AY2通式的分子中的中心原子采取sp杂化轨道构建分子的s骨架,例如CO2中的碳原子、H-C≡N:中的碳原子、BeCl2分子中的铍原子等等。炔烃中的—C≡C—的s-骨架也是由sp杂化轨道构建的。
当中心原子取sp杂化轨道形成直线形的s骨架时,中心原子上有一对垂直于分子的s骨架的未参与杂化的p轨道。例如乙炔分子:形成二个p键。2.5共轭大л键 苯分子中6个碳原子连接成环,每个碳原子上再拉一个氢原子,所有原子处在同一个平面上。 苯的结构式里的碳-碳键有单键和双键之分,这种结构满足了碳的四价,可是事实上苯分子的单键和双键的键长和键能并没有区别,苯的结构式并不能反映这个事实。苯形成p-p大?键。丁二烯分子式H2C=CH-CH=CH2,p-p大?键 CO2的碳原子取sp杂化轨道,它的两个未参加杂化的p轨道在空间的取向是跟sp杂化轨道的轴相互垂直。CO2分子里有两套3原子4电子符号为?34的p-p大?键。CO32–离子中的大?键 具有相同的通式——AXm,而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征,这个原理称为“等电子体原理”。这里的“结构特征”的概念既包括分子的立体结构,又包括化学键的类型,但键角并不一定相等,除非键角为180?或90?等特定的角度。
(1)CO2、CNS–、NO2+、N3–具有相同的通式—AX2,价电子总数16,具有相同的结构—直线型分子,中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道,形成直线形s-骨架,键角为180?,分子里有两套?34p-p大?键。2.6等电子体原理 (2)CO32–、NO3–、SO3等离子或分子具有相同的通式—AX3,总价电子数24,有相同的结构—平面三角形分子,中心原子上没有孤对电子而取sp2杂化轨道形成分子的s-骨架,有一套?46p-p大?键。
(3)SO2、O3、NO2–等离子或分子,AX2,18e,中心原子取sp2杂化形式,VSEPR理想模型为平面三角形,中心原子上有1对孤对电子(处于分子平面上),分子立体结构为V型(或角型、折线型),有一套符号为?34的p-p大?键。 (4)SO42–、PO43–等离子具有AX4的通式,总价电子数32,中心原子有4个s-键,故取sp3杂化形式,呈正四面体立体结构; (5)PO33–、SO32–、ClO3–等离子具有AX3的通式,总价电子数26,中心原子有4个s-轨道(3个s-键和1对占据s-轨道的孤对电子),VSEPR理想模型为四面体,(不计孤对电子的)分子立体结构为三角锥体,中心原子取sp3杂化形式,没有p-pp键或p-p大?键,它们的路易斯结构式里的重键是d-p大?键。2.7分子轨道理论 由洪特和马利肯奠基的分子轨道法(MO),发展成量子化学的主流。分子轨道法的基本要点是:
(1)分子中的电子围绕整个分子运动,其波函数称为分子轨道。分子轨道由原子轨道组合而成。组合前后轨道总数不变。
(2)若组合得到的分子轨道的能量比组合前的原子轨道能量之和低,所得分子轨道叫做“成键轨道”;若组合得到的分子轨道的能量比组合前的原子轨道能量之和高,所得分子轨道叫做“反键轨道”;若组合得到的分子轨道的能量跟组合前的原子轨道能量没有明显差别,所得分子轨道就叫做“非键轨道”。 (3)能量相近的原子轨道才组合成分子轨道。这叫能量相近原理。例如,上例中氢的1s轨道和氟的2p轨道能量相近,才发生组合。
原子轨道组合成分子轨道力求原子轨道的波函数图象最大限度地重叠,这叫最大重叠原理。如上例中氟的2pz轨道顺着分子中原子核的连线向氢的1s轨道“头碰头”地靠拢而达到最大重叠。
原子轨道必须具有相同的对称性才能组合成分子轨道,这叫做“对称匹配原理”。如上例HF分子中氢的1s轨道跟氟的2pz轨道是对称匹配的而跟氟的2px、2py是对称不匹配的。此问题到结构化学中再讨论。 (4)电子在分子轨道中填充跟在原子轨道里填充一样,要符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则。如上例HF分子共有10个电子,不计氟的内层(1s的2个电子)时,叫“价电子”,共计8个,先后填入图的分子轨道,共占据4个分子轨道,最低未占有轨道是图中能量最高的反键轨道,读者可按上述三原理(或规则)自己将电子填入右图的各分子轨道。
(5)分子中成键轨道电子总数减去反键轨道电子总数再除以2得到的纯数叫做键级。键级越大,分子越稳定。如上例HF的键级等于1,正好跟古老的氟呈1价的概念相合。不过键级不一定总是整数,有时也可以是分数,只要键级大于零,就可以得到不同稳定程度的分子。
(6)分子轨道的能级顺序可由分子轨道能级顺序图表示。能级图中的分子轨道有排列顺序和能量间隔大小两个定性的要素,本课程只要求了解前一要素。
分子轨道按电子云图象的形状也像价键理论一样分为s轨道和p轨道。反键轨道的符号上常添加“*”标记,以与成键轨道区别。HF分子的成键轨道和反键轨道都是s轨道。非键轨道常用n表示,大致相当于分子中的原子原有的孤对电子轨道。 2.8.1键长
分子内的核间距称为键长。事实上,分子内的原子在不断振动之中,所谓键长,是指处于平衡点的核间距。
键长可用实验方法测定,也可进行量子化学理论计算,但复杂分子中键长的计算很困难,主要由实验测定。同一种键长,例如羰基C=O的键长,随分子不同而异,通常的数据是一种统计平均值。键长的大小与原子的大小、原子核电荷以及化学键的性质(单键、双键、三键、键级、共轭)等因素有关。
例如,d(C—C)>d(C=C)>d(C≡C);d(H—F) 共价键的键长可以分解成键合原子的共价半径之和。用同核共价键之半可以求出许多元素的共价半径,已知rA求rB还可以借差减法由d(A—B)的测定值估算。
共价半径的通用数据总是经过经验或理论校正的平均值,不同方法得到的数据并不一定相等。
为比较不同原子的共价半径,共价键的性质必须相同,为此建立了单键共价半径的概念。
经常呈重键而不呈单键的元素的单键共价半径需经理论计算获得。主族元素共价半径显示很好的周期性—从上到下半径增大,从左到右半径减小。图表中He、Ne、Ar无数据,因尚未合成其共价化合物。2.8.3 键能
键能的概念是为对比键的强度提出来的。键能:在常温(298K)下基态化学键分解成气态基态原子所需要的能量。对于双原子分子,键能就是键解离能。
对于多原子分子,断开其中一个键并不得到气态自由原子,如H2O,断开第一个键得到的是H和OH,它断开第一个H—O键和断开第二个H—O键,能量不会相等。同是C—C单键,在不同的化学环境下,如在C—C—C、C—C=C和C—C≡C中,邻键不同,键能也不相同。所以,对于多原子分子,所谓键能,只是一种统计平均值。
2.8.4键角
键角是指多原子分子中原子核的连线的夹角。
它也是描述共价键的重要参数。然而,键角不像键长和键能,一个分子一个样儿,不可能形成通用数据。
利用分子的振动光谱可以获得键角的实验值。键角的大小严重影响分子的许多性质,例如分子的极性,从而影响其溶解性、熔沸点等。2.8.5 键的极性与分子的极性
共价键有非极性键与极性键之分。由共价键构建的分子有非极性分子与极性分子之分。
“极性”是一个电学概念。度量极性的物理量叫做偶极矩(m)。偶极矩是偶极子两极(带相同电量的正电端和负电端)的电量,即电偶极子的电量q,和偶极子两极的距离—偶极长l—的乘积(m=qXl)。2.9分子间力 除化学键(共价键、离子键、金属键)外,分子与分子之间,某些较大分子的基团之间,或小分子与大分子内的基团之间,还存在着各种各样的作用力,总称分子间力。相对于化学键,分子间力是一类弱作用力。
化学键的键能数量级达102,甚至103kJ/mol,而分子间力的能量只达n~n·10kJ/mol的数量级,比化学键弱得多。相对于化学键,大多数分子间力又是短程作用力,只有当分子或基团(为简捷起见下面统称“分子”)距离很近时才显现出来。范德华力和氢键是两类最常见的分子间力。 2.9.1范德华力
范德华力最早是由范德华研究实际气体对理想气体状态方程的偏差提出来的,大家知道,理想气体是假设分子没有体积也没有任何作用力为基础确立的概念,当气体密度很小(体积很大、压力很小)、温度不低时,实际气体的行为相当于理想气体。事实上,实际气体分子有相互作用力。
范德华力普遍地存在于固、液、气态任何微粒之间。微粒相离稍远,就可忽略;范德华力没有方向性和饱和性,不受微粒之间的方向与个数的限制。后来又有三人将范德华力分解为三种不同来源的作用力——色散力、诱导力和取向力。 1、色散力
所有单一原子或多个原子键合而成的分子、离子或者分子中的基团(统称分子)。相对于电子,分子中原子的位置相对固定,而分子中的电子却围绕整个分子快速运动着。 于是,分子的正电荷重心与负电荷重心时时刻刻不重合,产生瞬时偶极。分子相互靠拢时,它们的瞬时偶极矩之间会产生电性引力,这就是色散力。色散力不仅是所有分子都有的最普遍存在的范德华力,而且经常是范德华力的主要构成。 色散力没有方向,分子的瞬时偶极矩的矢量方向时刻在变动之中,瞬时偶极矩的大小也始终在变动之中,然而,可以想见,分子越大、分子内电子越多,分子刚性越差,分子里的电子云越松散,越容易变形,色散力就越大。 取向力只有极性分子与极性分子之间才存在。分子偶极矩越大,取向力越大。
? 2、取向力
取向力,又叫定向力,是极性分子与极性分子之间的固有偶极与固有偶极之间的静电引力。 3、诱导力
在极性分子的固有偶极诱导下,临近它的分子会产生诱导偶极,分子间的诱导偶极与固有偶极之间的电性引力称为诱导力。 诱导偶极矩的大小由—固有偶极的偶极矩(m)大小和分子变形性的大小决定。极化率越大,分子越容易变形,在同一固有偶极作用下产生的诱导偶极矩就越大。 4、范德华力构成对比
某些分子的范德华力构成对比 2.9.2氢键
氢键是已经以共价键与其他原子键合的氢原子与另一个原子之间产生的分子间作用力,是除范德华力外的另一种常见分子间作用力。通常,发生氢键作用的氢原子两边的原子必须是强电负性原子,换句话说,传统意义的氢键只有9种可能。 1、氢键解释了水的特殊物理性质 2、氢键对氟化氢是弱酸的解释 3、氢键对某些物质的熔沸点差异的解释4、氢键对生物高分子的高级结构的影响 2.9.4范德华半径
范德华半径是指以范德华力作用而相邻的原子半径。例如,碘分子之间因范德华力相互作用(I—I…I—I,其中的虚线表示范德华力)。 范德华半径是考察分子结构的一种重要参考数据。例如,当发现两原子的核间距明显小于范德华半径之和时,可以预言,这两个原子之间一定存在某种比范德华力更强的作用力,如存在氢键或其他分子间力,或者存在共价键或其他化学键。
利用范德华半径和共价半径的数据可以通过几何学计算分子的大小。2.9.3分子间作用力的其他类型 (自学)作 业P119-121:3、5、8、9、11、13、18、23。
第 二 章《分子结构与性质》
第二节 分子的立体结构 学案
1.阅读课本P37-38,思考并填写下列表格:
代表物
电子式
结构式
中心原子结合的原子数
中心原子孤对电子对数
空间构型
CO2
CH2O
CH4
H2O
NH3
2.价层电子对互斥模型是一种可以用来预测分子立体结构的理论模型,总的原则是 。3. 根据价层电子对互斥模型完成课本P-40的思考与交流:(见课本)4.思考题:根据课本P-42的图2-18总结:如何判断一个化合物的中心原子的杂化类型?
5.结合价层电子对互斥模型及杂化轨道理论完成下表:
★已知:杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳孤对电子
中心原子孤对电子对数
代表物
杂化轨道数
杂化轨道类型
分子结构
CO2
CH2O
CH4
SO2
NH3
H2O
6.在学习价层电子对互斥模型和杂化轨道理论的基础上描述化合物中每个化学键是怎样形成的?
(1).CO2
(2).H2O
(3).CH2O
(4).NH3
(5).HCN
6.(1).实验2-1:
思考:前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关?根据是什么?
四水合铜离子的结构简式:
(2).实验2-2:试写出实验中发生的两个反应的离子方程式?
(3).实验2-3中发生的反应的离子方程式?及其用途?
例题一:下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( )
A.CO2与SO2 B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4
例题二:下列分子或离子中都存在着配位键的是( )
A.NH3、H2O B.NH4 + 、H3O+
C.N2、HClO D.[Cu(NH3) 4]2+ 、PCI3例题三: CO2、BF3、CH4都是非极性分子,NH3、H2S都是极性分子,由此可判断ABn形分子是否非极性分子的经验规律,下列叙述中正确的是( )
A.所有原子在同一平面内 B.分子中不含有氢原子
C.A的化合价等于主族序数(n>1)D.A的相对原子质量小于B例题四: 对SO2与CO2说法正确的是( )
A.都是直线形结构
B.中心原子都采取sp杂化轨道
C. S原子和C原子上都没有孤对电子
D. SO2为V形结构, CO2为直线形结构
例题五:指出下列分子中,中心原子可能采用的杂化轨道类型,并预测分子的几何构型。
PCI3 ⑵BCl3 ⑶CS2 ⑷C12O
课件36张PPT。六出飞花入户时,
坐看青竹变琼枝。
———唐●高骈《对雪诗》2晶体的类型与性质焦方亮
1、化学键类型和晶体类型的判断
2、各类晶体物理性质的比较
3、根据粒子排列空间推断化学式
4、晶体的空间结构及信息迁移式试题
5、晶胞中粒子间距离等相关计算命题趋势例1、从下列各物质中,选出符合题目要求的填空:
⑴CH4 ⑵SiO2 ⑶CaCl2 ⑷H2O ⑸ NH4Cl
⑹KCl ⑺Na ⑻NaCl⑼KOH ⑽ Al ⑾SiC
⑿Ar ⒀NH3 ⒁CH3COOH ⒂H2O2
⒃Na2O2⒄Hg ⒅Br2 ⒆晶体硅 ⒇金刚石(21)I2(22)H2S(23)CBr4 (24)CF4晶体类型的判断1:3、6、8 1、2、4、11、13、14、15、18、
19、20、21、22、23、24 5、9、16
7、10、17 12
2:3、5、6、8、9、16
1、2、4、11、13、14、15、22、23、24
3:离子晶体:3、5、6、8、9、16
分子晶体:1、2、4、12、13、14、15、18、
21、22、23、24
原子晶体:11、19、20
金属晶体:7、10、17
构成晶体的微粒离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体阴、阳离子原子分子金属阳离子、
电子微粒间的作用力离子键共价键分子间作用力金属键物质性质熔、沸点硬 度导电性传热性延展性溶解性较高很高低多数高硬而脆大小多数硬固态时
不导电非导体非导体良导体不良不良不良良好不良不良不良良好大多数易溶
于极性溶剂不溶于任何
溶剂相似相溶不溶存在的化学键离子键共价键共价键金属键物质的类别离子化合物部分属共价化合物、单质金属及合金例2、将下列各组物质按要求按由高到低的,顺序排列:
1、⑶CaCl2 ⑷H2O ⑹KCl ⒆晶体硅
2、⑾SiC ⒆晶体硅 ⒇金刚石
3、⑴CH4 ⑵CCl4 (23)CBr4(24)CF4
4、⑶CaCl2 ⑸ NH4Cl ⑹KCl ⑻NaCl
5、⑺Na ⑽ Fe ⑿Ar ⒄Hg
6、⒀NH3 ⒄Hg ⒅Br2 ⒇金刚石
7、 ⑷H2O (21)I2 (22)H2S晶体熔沸点的比较1、 ⒆晶体硅> ⑶CaCl2 >⑹KCl >⑷H2O2、 ⒇金刚石 > ⑾SiC> ⒆晶体硅 3、 (23)CBr4 > ⑵CCl4 >(24)CF4 > ⑴CH4 4、 ⑻NaCl > ⑶CaCl2 > ⑹KCl >⑸ NH4Cl 5、 ⑽ Al> ⑺Na > ⒄Hg > ⑿Ar 6、 ⒇金刚石> ⒄Hg > ⒅ Br2 > ⒀NH3 7、 (21)I2 > ⑷H2O > (22)H2S 物质的熔沸点与晶体类型的关系1、若晶体类型不同,一般情况下:
原子晶体>离子晶体>分子晶体归纳总结2、若晶体类型相同,则有:
⑴离子晶体中,结构相似时,离子半径越小,
离子电荷越高,离子键就越强,熔沸点就越高。
⑵原子晶体中,结构相似时,原子半径越小,
熔沸点越高。
归纳总结⑶分子晶体中(不含氢键),分子组成和结构
相似时,相对分子质量越大,分子间作用力就
越强,熔沸点就越高。⑷金属晶体中,离子半径越小,离子电荷越高,
金属键就越强,熔沸点就越高。合金的熔沸点
比它的各成分金属的熔点低。三键一力要分析氢键状态有能力你能具体的描述出NaCl晶体的微观结构吗?晶 体 空 间 结 构CsCl晶 体 空 间 结 构CO2晶 体 空 间 结 构例2、在氯化钠晶体中,假若钠离子与周围最近
的氯离子的距离为a,那么每个钠离子周围最近
且等距离的氯离子有__个,钠离子有___个,钠
离子之间的距离为____ 。6123546典例分析例2、在氯化钠晶体中,假若钠离子与周围最近
的氯离子的距离为a,那么每个钠离子周围最近
且等距离的氯离子有__个,钠离子有___个,钠
离子之间的距离为____ 。 612b典例分析⑵在干冰晶体中每个CO2分子周围最近且等距
离的CO2有__个。 典例分析晶 体 空 间 结 构1 23 45 6 78 1 晶胞抽取的计算原则①顶点:由8个小立方体共有,所以为1/8②棱上:由4个小立方体共有,所以为1/4③面心:由2个小立方体共有,所以为1/2④体内:由1个晶胞拥有,所以为1归纳小结例3:现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞如图所示:
可推知:
甲晶体中 A与B的个数比是_____________,
乙晶体的化学式是______,丙晶体的化学式是____
丁晶体的化学式是_________乙丙EFXYZ1∶8×1/8=1∶1C2DEFXY3Z典例分析丁例4、1987年2月,朱经武(PaulChu)教授等发
现钇钡铜氧化合物在90K温度下即具有超导性,
若该化合物的结构如下图所示,
则该化合物的化学式可能是( )
A、YBa2CuO7—x
B、YBa2Cu2O7—x
C、YBa2Cu3O7—x
D、YBa2Cu4O7—xC典例分析例5:2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了
金属化合物超导温度的最高记录。如图所示的是
该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱
柱,且棱柱的上下底面还各有1个镁原子,6个硼
原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为A、MgB B、 MgB2 C、Mg2B D、Mg3B2
典例分析Mg原子的数目:
12×1/6+2×1/2=3
B原子的数目:6
故化学式可表示为
Mg2B
典例分析晶体结构图形解题思路找出晶体中结构单元(晶胞)分析一个原子被几个结构单元共用图中结构单元中原子数目×1/A A表示几个结构单元共用得出结论:一个结构单元平均占有几个原子归纳小结例6、中学教材上图示的NaCl晶体结构,它向三维空间沿伸得到完美晶体。假若钠离子与周围最近的氯离子的距离为a cm (阿伏加德罗常数为NA,NaCl的摩尔质量为M) ,求NaCl晶体的密度是_____。典例分析4M/(NAa3) 例7:某种NiO晶体中存在如图所示缺陷,一个Ni2+空
缺,另两个Ni2+被两个Ni3+所取代,其结果晶体仍呈
电中性,但化合物中Ni和O比值却发生了变化,某氧
化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+
的离子数之比。
例8:某核素R具有微弱放射性,其原子核内中子数比质子数多43,由它组成的固体单质A,在一定条件下密度为6.88g/cm3,用x射线研究其固体表明,在边长为1.00?10—7cm的立方体中含有20个原子。R在化学反应中常表现为+2价、+4价。在溶液中R2+稳定,而R4+有强氧化性,可将NO氧化为HNO3。氧化物R3O4,其性质与Fe3O4有些类似。R的另一种质量数比R少2的同位素较为稳定,与铁可形成合金,在潮湿环境中易形成铁锈,R的单质及化合物在工农业生产、医疗卫生、科学技术等各个领域都有很多用途。请回答:(1)R原子的摩尔质量为 。
(2)R元素处于周期表中第 周期 族。
(3)假若能使少量R4+加到FeCl2溶液中,是否会发生反应?若“否”,其原因为 。若“是”,其离子反应方程式为 。
(4)R3O4因具有氧化性,被大量用于油漆涂料,涂在钢铁表面,有利于形成耐腐蚀的钝化层。R3O4与足量的HNO3反应,生成R的氧化物、R的硝酸盐和水三种物质,此反应的方程式为 。
?
达标潜能练习1、下列不存在化学键的晶体是:
A.硝酸钾 B.干冰 C.石墨 D.固体氩
2、常温常压下的分子晶体是:
A.碘 B.水 C. 硫酸铵 D.干冰
3、同组物质中化学键类型相同、晶体类型也相
同的是:
A、I2 Ar N2 Si B、金刚石 O2 F2
C、Ba(OH)2 K2O CaCl2 D、HCHO CO2 C2H5OH4、下列有关共价化合物的说:①具有较低的熔沸点
②不是电解质③固态时是分子晶体④都由分子构成
⑤液态时不导电,其中一定正确的说法是:
A.①③④ B.②⑤ C.⑤ D.全部正确
5、关于晶体的下列说法正确的是:
A、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子
B、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
C、 原子晶体的熔点一定比金属晶体的高
D、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低达标潜能练习6、晶体中的一个微粒周围有6个微粒,这种晶体是:
A.金刚石 B.石墨 C.干冰 D.氯化钠
7、若使NaCl晶体内离子间距扩大2倍,晶体密度变为原来的
A. 1/16倍 B.1/8倍 C.1/4倍 D.1/2倍
8、测知NaCl晶体中Na+与Cl-平均距离为a cm该晶体密度为,则阿伏加德罗常数可表示为
A. B. C. D.117a3
达标潜能练习9、许多事实都证明氯化铝是分子晶体.请你设
计一个实验证实这一结论.实验方案为:
______________________________________
10、最近发现一种有钛原子和碳原子构成的气
态团簇分子,结构如图所示,顶角和面心的原
子是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,
它的化学式为______
达标潜能练习达标潜能练习11、图示为高温超导领域的一种化合物——钙钛矿晶体结构,该结构是具有代表性的最小重复单元。1)在该物质的晶体中,每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子共有___个。 2)该晶体结构单元中,氧、钛、钙离子的个数比是 。 63∶1∶1解:O:12×1/4=3
Ti: 8 ×1/8=1
Ca:1 12、如图所示,晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组
成的正二十面体的原子晶体,其中含有20个等边三角形
和一定数目的顶角,每个顶角上各有一个原子,观察
图形回答:这个基本单元由 个硼原子
组成,键角是 ,共含有 个B—B键。1260o30达标潜能练习13、在一定温度下, 用X—射线衍射法测得干冰晶胞边
长为a cm,则该温度下干冰的密度为 g/cm3.
14、设氯化钠的摩尔质量为Mg/mol,密度为ρg/cm3 ,
阿伏加德罗常数为NA,则晶体中两个距离最近的Na+中心
的距离为 .
15、中学教材上图示了NaCl晶体结构,它向三维空间延
伸得到完美晶体。NiO晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最
邻近O2-的核间距离为a×10-8cm,计算NiO晶体的密度
(已知NiO的摩尔质量为74.4g/mol-1)
达标潜能练习1、⑴中学教材上图示了NaCl晶体结构,它向三维空间延伸得到完美晶体。NiO晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a×10-8cm,计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.4g/mol-1)附加练习NaCl晶体结构如图所示。已知FexO晶体晶胞为
NaCl型,由于晶胞缺陷,x值小于1。测知FexO晶体
密度ρ为5.71g/cm3,晶胞边长为4.28×10-10m(铁
的相对原子质量为55.9,氧相对原子质量为16)求
⑴ FexO中x的值.
⑵晶体中的铁分别为Fe2+、Fe3+,在Fe2+和Fe3+的总数
中, Fe2+所占的质量分数。
⑶确定出此晶体的化学式(化学式中表示
出Fe2+和Fe3+的个数)
⑷在该晶体中,铁元素的离子间的最短距
离为多少米?
附加练习再见课件23张PPT。第三节 分子的性质
(第2课时)
桓台二中 王立明 思考:A与C互不相溶
B在A中的溶解度大于在C中的溶解度
A与B不发生化学反应A四、溶解性
1.影响物质溶解性的因素
⑴影响固体溶解度的主要因素是___________。
⑵影响气体溶解度的主要因素是_________和_________。
2.相似相溶规律:______________________________
_______________________________。
⑴如果存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越_______。相反,无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较_______。
⑵“相似相溶”还适用于分子结构的_________。
⑶如果溶质与水发生化学反应可_________其溶解度。 练习
1.比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同?
2.为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水?
3.怎样理解汽油在水中的溶解度很小?
4.怎样理解低碳醇与水互溶,而高碳醇在水中的溶解度却很小?练习
5.根据物质的溶解性“相似相溶”的一般规律,说明溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大,下列说法正确的是( )
A.溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素
B.溴、碘是单质,四氯化碳是化合物
C.Br2、I2是非极性分子,CCl4也是非极性分子,而水是极性分子
D.以上说法都不对 C左手和右手不能重叠 左右手互为镜像五、手性
1.具有完全相同的 和 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重叠,互称手性异构体(又称对映异构体、光学异构体)。含有手性异构体的分子叫做手性分子。
2.判断一种有机物是否具有手性异构体,可以看其含有的碳原子是否连有 个不同的原子或原子团,符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。 1.下列化合物中含有手性碳原子的是( )
A.CCl2F2 B.CH3—CH—COOH
C.CH3CH2OH D.CH—OH
练习:1.下列化合物中含有手性碳原子的是( )
A.CCl2F2 B.CH3—CH—COOH
C.CH3CH2OH D.CH—OH
练习:4.分子式为C4H10O的有机物中含“手性”碳原子的结构简式为_____________,葡萄糖分子中含有____个“手性”碳原子,其加氢后“手性”碳原子数为______个。 六、无机含氧酸分子的酸性
1.对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越 。原因:无机含氧酸可以写成(HO)mROn,如果成酸元素R相同,则n值越大,R的正电性 ,导致R—O—H中的O的电子向R偏移,因而在水分子的作用下,也就越 电离出H+,即酸性越 。
2.含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大,即(HO)mROn中,n值越大,酸性越 。六、无机含氧酸分子的酸性
3.同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性比较,根据非金属性强弱去比较。
⑴同一主族,自上而下,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐 ;
⑵同一周期,从左向右,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐 。 练习:
1.已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示,如X是S,则m?2,n?2,则这个式子就表示H2SO4。一般而言,该式中m大的是强酸,m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是( )
A.HClO4 B.H2SeO3
C.H3BO3 D.H3PO4 练习:谢谢大家,再见!