《分子间作用力与物质性质》学案第一课时

第4节 分子间作用力与物质性质 （第1课时）【学习目标】1、知道分子间作用力的广泛存在2、说出分子间作用力对物质性质（如熔点、沸点）的影响。3、掌握物质分子立体结构、分子的极性、分子的手性等性质及它们之间的关系。【学习重难点】重点：分子间作用力对物质性质的影响 难点：分子间作用力对物质性质的影响【复习归纳提升】一、 形形色色的分子分子的立体结构与原子数的关系： 单原子分子为球形。如氦气等稀有气体。双原子分子为直线形。如氢气、氯化氢等。三原子分子有直线形和V形两种，如CO2分子呈 形，而H2O分子呈 形，键角为 四原子分子有正四面体形、平面三角形和三角锥形。如P4分子呈 形，键角为 ，CH2O分子呈 形，键角约为 ，NH3分子呈 形，键角为 。五原子分子的可能立体结构更多，最常见的是正四面体形和四面体形。如CH4分子呈 形，键角为 ，CH3Cl呈 形。二、分子的立体结构（1） 价层电子对互斥模型（VSEPR模型）这种模型把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C原子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下： ABn立体结构范例n=2直线型CO2n=3平面三角形CH2On=4正四面体型CH4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对）的分子。如H2O和NH3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。H2O和 NH3的中心原子上分别有2对和1对孤对电子，跟中心原子周围的键（成键电子对）加起来都是4，它们相互排斥，形成四面体，因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。例1、应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。进一步认识多原子分子的立体结构。化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型H2SHCNSO2H3O+NH4+BF3CHCl3SiF4例题1下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是 （ ）A、CO2 B、H2S C、PCl3 D、SiCl4例题2下列分子的立体结构，其中属于直线型分子的是 （ ）A、 H2O B、CO2 C、C2H2 D、P4例题3下列分子或离子的中心原子，带有一对孤对电子的是 （ ）B、 A、XeO4 B、BeCl2 C、CH4 D、PCl3（2）、杂化轨道理论：也是一种价键理论，是美国科学家鲍林为了解释分子的立体结构而提出的。1. 杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。1个s轨道和1个p轨道杂化形成2个sp轨道；1个s轨道和2个p轨道杂化形成3个sp2轨道；1个s轨道和3个p轨道杂化形成4个sp3轨道。2. 杂化轨道数=s轨道数 + p轨道数3. 杂化轨道的形状不同的杂化方式导致杂化轨道的空间角度分布不同，从而决定了分子的几何构型的差异。2个sp杂化轨道呈直线型，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形，5个sp3d杂化轨道呈三棱双锥型，6个sp3d2杂化轨道呈正八面体型。ABn价层电子对数成键电子对数孤电子对数价电子对空间构型中心原子杂化类型分子空间构型分子极性举例2220直线型SP直线型非极性3330平面三角形SP2平面三角形非极性21SP2V型极性444 0正四面体SP3正四面体非极性3 1四面体SP3三角锥型极性2 2SP3V型极性例4、应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。化学式中心原子孤对电子对数杂化轨道数杂化轨道类型成键情况分子结构CH4NH3H2OC2H4BF3CH2OSO2BeCl2CO2HCNC2H2例题5下列说法正确的是（ ）A、CHCl3是三角锥形 B、AB2是V字型，其A可能为sp2杂化C、二氧化硅sp杂化，是非极性分子 D、NH4+是平面四边形结构例题6下列分子中心原子是sp2杂化的是（ ） A PBr3 B CH4 C BF3 D H2O例题7关于原子轨道的说法正确的是（ ） A 凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体 B CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s 轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的 C sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s 轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道 D 凡AB3型的共价化合物，其中中心原子A均采用sp3杂化轨道成键例题8下列对sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是（ ） A sp杂化轨道的夹角最大 B sp2杂化轨道的夹角最大 C sp3杂化轨道的夹角最大 D sp3 、sp2 、sp杂化轨道的夹角相等三.分子的极性.极性分子：正电荷中心和负电荷中心不相重合的分子.非极性分子：正电荷中心和负电荷中心相重合的分子.分子极性的判断：双原子分子的极性：双原子分子的极性取决于成键原子之间的 ，以极性键结合的双原子分子是 分子，以非极性键结合的分子是 分子。多原子分子的极性：组成分子的所有化学键均为非极性键，则分子通常为 分子。以极性键结合而形成的多原子分子，既有极性分子，又有非极性分子，分子的空间构型均匀对称的是 分子；分子的空间构型不对称或中心原子具有孤对电子或配位原子不完全相同的多原子分子为 分子。非极性分子和极性分子的比较非极性分子极性分子形成原因整个分子的电荷分布均匀，对称整个分子的电荷分布不均匀、不对称存在的共价键非极性键或极性键极性键分子内原子排列对称不对称举例说明：分子共价键的极性分子中正负电荷中心结论举例同核双原子分子非极性键重合非极性分子H2、N2、O2异核双原子分子极性键不重合极性分子CO、HF、HCl异核多原子分子分子中各键的向量和为零重合非极性分子CO2、BF3、CH4分子中各键的向量和不为零不重合极性分子H2O、NH3、CH3Cl.相似相溶原理:极性分子易溶于极性分子溶剂中（如HCl易溶于水中），非极性分子易溶于非极性分子溶剂中（如CO2易溶于CS2中）.例题9下列物质是含有极性键的非极性分子的是（ ） AO3 BCH3Cl CCS2 DNa2O2例题10下列物质不溶于水的是（ ）A氨气 B氯化钠 C乙醇 DBF3例题11分析下列分子的极性以及分子中共价键的类型H2、N2、C60、P4 、CO2、BF3、CCl4 、HCl、NH3、H2O、CO、CH3Cl、PCl3、PCl5四、手性1、手性碳原子连有四个不同的原子或基团的碳原子叫手性碳原子2、手性分子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重叠，它们互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。3、手性分子在生命科学等方面的应用五、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，其含氧酸的酸性越强。2、含氧酸的通式（HO）mROn，如果成酸元素R相同，则n越大，R的正电性越高，导致R-O-H中的O原子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就容易电离出氢离子，即酸性越强。讨论：比较下列含氧酸的酸性H2SO3和H2SO4 HNO2和HNO3 HClO、HClO2、 HClO3和HClO4六、等电子原理、等电子体：原子总数相同，价电子总数也相同的微粒。如：和，和、等电子体结构相似，性质相似。七、配合物理论1. 配位键：一种原子提供孤对电子，另一种原子提供空轨道而形成的共价键。是共价键的一种。2. 配合物：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。要求：(1)中心离子或原子，必须有空轨道。主要是一些过渡金属，如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金属元素的离子；或是达到该元素高化合价的非金属元素，如NaBF4 中的B()、K2SiF6中的Si()和NH4PF6中的P()；或是不带电荷的中性原子，如Ni(CO)4、 Fe(CO)5中的Ni、Fe都是中性原子，(2)配位体和配位原子，配位原子必须有孤对电子。Cu(NH3)4SO4中，NH3是配位体，N为配位原子，有一对孤对电子。(3)配位数：与中心离子直接以配位键结合的配位原子个数。如AlF63- 配位数6 、 Cu(NH3)4SO4 配位数4 ， Co(NH3)2(en)2(NO3)3 配位数6 (4)中心离子的电荷高，对配位体的吸引力较强，有利于形成配位数较高的配合物；中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越多，配位数越大。(5)形成配合物时性质的改变a.颜色的改变，如Fe3+ + nSCN- = Fe(SCN)n(n-3)-b.溶解度的改变，如：AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl-Au + HNO3 + 4HCl HAuCl4 + NO + 2H2O 3Pt + 4HNO3 + 18HCl 3H2PtCl6 + 4NO + 8H2O 注意：明矾KAl(SO4)212H2O、铬钾矾KCr(SO4)212H2O的晶体和水溶液都不含复杂离子，是复盐。内界(配离子)中心原子配位原子配位体配位数外界离子Cu ( NH3 )42+ SO4 2-例题12铵根离子中存在的化学键类型按离子键、共价键和配位键分类，应含有（ ）A.离子键和共价键 B.离子键和配位键 C.配位键和共价键例题13下列属于配合物的是（ ）A、NH4Cl B、Na2CO3.10H2O C、CuSO4. 5H2O D、Co（NH3）6Cl3例题14下列不属于配合物的是ACu(NH3)4SO4H2O BAg(NH3)2OH CKAl(SO4)212H2O DNaAl(OH) 4例题15配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是 （ ）A、 以Mg2+为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用。B、 Fe2+的卟啉配合物是输送O2的血红素。C、 Ag（NH3）2+是化学镀银的有效成分。D、 向溶液中逐滴加入氨水，可除去硫酸锌溶液中的Cu2+。 例题16下列微粒：H3O+NH4+CH3COO- NH3CH4中含有配位键的是（ ） A、 B、 C、 D、 例题17向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液.下列对此现象说法正确的是 A反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2+的浓度不变 B沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子Cu(NH3)4 2+ C向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生变化 D在Cu(NH3)4 2+离子中，Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道例题18 Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物.已知两种配合物的分子式分别为Co(NH3)5Br SO4 和Co (SO4) (NH3)5 Br， 若在第一种配合物的溶液中加入BaCl2 溶液时，现象是 ；若在第二种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，现象是 ，若加入 AgNO3溶液时，现象是 . 【分子间作用力导学过程】联想质疑规律、方法总结水在通电条件下的分解与水的三态转变有什么不同？从微粒间的作用力角度分析其原因。什么是分子间作用力？它包括哪几类？1、分子间作用力：2、分子间作用力包括_、_等。比较食盐与HCl固体的熔、沸点，分析维系微粒间的作用力分别是什么？范德华力的特征作用能大小：_实质：_饱和性：_方向性：_ 单质F2、Cl2、 Br2、I2 的熔点、沸点变化规律任何？为什么？1、变化规律：_ _2、原因：_ _范德华力对物质性质的影响表现在哪几个方面？1、2、分析单质F2、Cl2、 Br2、I2 的熔点、沸点变化规律，你能得出范德华力的变化规律吗?范德华力的变化规律：_ _ _ _二、化学键与分子间作用力的比较化学键分子间作用力概念作用范围作用力强弱影响的性质【基础达标】1干冰熔点很低是由于 （ ）ACO2是极性分子 BC=O键的键能小CCO2化学性质不活泼 DCO2分子间的作用力较弱2下列叙述中正确的是 （ ）A同主族金属元素的原子半径越大熔点越高B稀有气体原子序数越大沸点越低C分子间作用力越弱的分子其沸点越低D同周期元素的原子半径越小越易失去电子3干冰气化时，下列所述内容发生变化的是（ ） A分子内共价键 B分子间的作用力增大C分子间的距离 D分子内共价键的键长4下列物质的沸点排列顺序不正确的是（ ）AH2OH2TeH2SeH2S；BCsRbKNaLiCI2Br2Cl2F2 DGeH4SiH4CH4【能力提升】5下列过程中，共价键被破坏的是（ ）A碘升华B溴蒸汽被木炭吸附CHaCI溶于水DHCI气体溶于水6在HCl、 HBr 、HI 、HF中，沸点最低的是 （ ）AHF B.HCl CHBr 7下列每组物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是（ ）A食盐和蔗糖熔化B钠和硫熔化 C碘和干冰升华 D干冰和氧化钠熔化8下列物质性质的变化规律与分子间作用力有关的是（ ） AHF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次B碳化硅、晶体硅的熔、沸点很高 CNaF、NaCI、NaBr、NaI的熔点依次降低DF2、CI2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高学后反思我的收获我还有待提高的