湖北省宜昌市葛洲坝中学高中化学人教版选修三:2.2分子的立体结构(第四课时) 学案 Word版缺答案
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《分子晶体》教学设计【教学目标】1、通过了解干冰等分子晶体的宏观性质,引导学生理解分子晶体的概念和空间结构特点及微粒的堆积方式;2、掌握分子晶体的性质特征;3、了解范德华力对分子晶体性质的影响情况;4、了解氢键对分子晶体性质饿影响情况。
5、运用模型方法和类比方法认识分子晶体与其他晶体的本质差别。
6、使学生主动参与科学研究体验研究过程激发他们的学习兴趣。
唤起学生的空间想象能力提高学生的审美情趣和科学鉴赏能力。
【教学重点】掌握分子晶体的结构与性质特点。
【教学难点】理解不同相互作用构成晶体的的区别和联系。
【教学过程】一、课前准备1.要求每个学生制作一个边长为5厘米的立方体模型2.在课前组织学生阅读教材关于分子晶体的结构特征的内容,组织观看老师自己录制的微课《1分子晶体的结构和性质特征》《2分子晶体熔沸点高低的判断方法》《3分子晶体的结构特征和结构模型》,达到预习的效果。
3.老师列出下列一系列问题,要求学生在预习的基础上得出结论,每个小组在课堂上进行展示一个问题。
自主学习和展示问题(1).分子晶体的概念是什么?分子晶体内的作用力有哪些?这些作用力分别影响分子晶体的那些性质?(2).分子晶体具有哪些物理特性?为什么具有这些特性?C60、淀粉、蛋白质、油脂是否为分子晶体?(3).无氢键存在的分子晶体,如何判断熔沸点的高低?(4).举出实例说明存在氢键的分子晶体的熔沸点比无氢键的分子晶体的熔沸点高。
(5).氨气、水、HF、乙醇等分子间均存在氢键,为何水的熔沸点最高?一个水分子同时与几个其它分子形成氢键?1mol水中存在多少个氢键?NH3和HF呢?一般物质都具有热胀冷缩的特性,为何冰的密度比水小?(6).N2、CO分子量相同,结构相似,都是分子晶体,都不存在分子间氢键,两者的熔沸点相同吗?(7).概括影响分子晶体熔沸点高低的影响因素,并叙述判断分子晶体熔沸点高低判断的详细方法。
(8).为什么F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高?而锂、钠、钾、铷、铯的熔沸点逐渐降低?(9).举例说明什么是分子密堆积结构,什么是分子非密堆积结构?分子晶体的密度取决于哪些因素?二、课堂流程1.老师交代本节课的教学内容,学习目标。
第二节分子的立体结构第一课时教学目标1、认识共价分子的多样性和复杂性;2、初步认识价层电子对互斥模型;3、能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构;4、培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力。
重点难点分子的立体结构;利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构教学过程创设问题情境:1、阅读课本P37-40内容;2、展示CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4分子的球辊模型(或比例模型);3、提出问题:⑴什么是分子的空间结构?⑵同样三原子分子CO2和H2O,四原子分子NH3和CH2O,为什么它们的空间结构不同?[讨论交流]1、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的电子式和结构式;2、讨论H、C、N、O原子分别可以形成几个共价键;3、根据电子式、结构式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的分子结构。
[模型探究]由CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的球辊模型,对照其电子式云哟内分类对比的方法,分析结构不同的原因。
[引导交流]引导学生得出由于中心原子的孤对电子占有一定的空间,对其他成键电子对存在排斥力,影响其分子的空间结构.—-引出价层电子对互斥模型(VSEPR models)[讲解分析] 价层电子对互斥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: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。
因而H2O分子呈V型,NH3分子呈三角锥型。
(如图)课本P40。
[应用反馈]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。
补充练习:1、下列物质中,分子的立体结构与水分子相似的是()A、CO2B、H2SC、PCl3D、SiCl42、下列分子的立体结构,其中属于直线型分子的是()O B、CO2C、C2H2D、P4A、H23、写出你所知道的分子具有以下形状的物质的化学式,并指出它们分子中的键角分别是多少?(1)直线形(2)平面三角形(3)三角锥形(4)正四面体4、下列分子中,各原子均处于同一平面上的是( )A、NH3B、CCl4C、H2OD、CH2O5、下列分子的结构中,原子的最外层电子不都满足8电子稳定结构的是()A、CO2B、PCl3C、CCl4D、NO26、下列分子或离子的中心原子,带有一对孤对电子的是( )A、XeO4B、BeCl2C、CH4D、PCl37、为了解释和预测分子的空间构型,科学家在归纳了许多已知的分子空间构型的基础上,提出了一种十分简单的理论模型——价层电子对互斥模型。
第二节分子的立体结构(第四课时)
【学习目标】
1、认识配位键,知道简单配合物的基本组成和形成条件。
2、记住常见配位化合物,了解配合物的结构与性质之间的关系;认识配合物在生产生活和科
学研究方面的重要应用。
【回顾旧知】1.孤电子对:分子或离子中, 的电子对。
2.共价键:。
【新知预习】共价键里还有一类特殊的叫配位键,与一般共价键的形成过程不同。
四、配合物理论简介
1、配位键:一种特殊的共价键
(1)概念:成键的两个原子一方提供,一方提供而形成的共价键。
以NH4+的形成为例说明配位键的形成:NH3分子的电子式中,N原子上有一对孤电子对,而H+的核外没有电子,1s是空轨道。
因此当NH3分子与H+靠近时,NH3分子中N原子上的进入H+的,与H+共用。
H+与N原子间的共用电子由N原子单方面提供,不同于一般的共价键,是一种特殊的共价键,叫配位键。
(2)形成条件:其中一个原子提供。
另一原子提供空轨道。
可用电子式表示NH4+的形成
过程:
+ H+
为了区别普通共价键与配位键,可用“→”表示配位键,箭头指向接受电子(提
供空轨道)的原子,因此的结构式可表示为:
从形成过程看,尽管一个N-H键与其它的三个不同,但形成NH4+后,这四个共价键
的、、三个参数是完全相同的,表现的化学性质也完全相同,所以NH4+空间结构为,与CH4、CCl4相似。
〖课堂练习〗
1.分析H3O+中的配位键成键情况(用电子式表示H3O+的形成过程)
2.气态氯化铝(Al2Cl6)中具有配位键,分解原子间的共价键关系如图所示,
将图中的配位键标上箭头。
Al2Cl6
2、配合物理论简介
离子(或原子)与某些分子或离子以结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物,又叫络合物。
目前已知配合物的品种超过数百万,是一个庞大的化合物家族。
(1)有关配合物(配位化合物)的几个概念
如:[ Cu (NH3) 4 ] SO4名称:硫酸四氨合铜(Ⅱ)
中心原子配体配体数
内界外界
理解要点:
①配合物中的配体,提供孤电子对,可为中性分子或阴离子。
中心原子提供空轨道,可为阳离
子也可为中性原子。
如Cu(H2O)42+(四水合铜离子)、Fe(H2O)62+(六水合亚铁离子)、Fe(H2O)63+(六水合铁离子)、Ni(CO)4(四羰基镍)、Fe(CO)5(五羰基铁)等。
常见的配体:H2O、NH3、SCN—、CO、PH3、N2、X—(卤素)、OH—、NO2—、CN—等。
②配体中提供孤电子对的原子又叫配位原子,如H2O中的O,NH3中的N等。
③水溶液中无其它配体时,金属离子都以H2O作为配体而存在,不同的络合离子中H2O分子的数
目不同。
中学里通常不考虑水合离子,习惯上仍用简单离子表示。
④配位数:配体的总数,一般为2、4、6、8,最常见的为4或6。
⑤命名时,配体与中心原子间加“合”字,同时写出配体的个数。
配合物内界为阴离子时需加
“酸”结尾。
如:[Cu(NH3)4 ]Cl2氯化四氨合铜 [Cu(NH3)4]SO4 硫酸四氨合铜
K3[Fe(SCN)6 ] 六硫氰合铁酸钾 K[PtCl5(NH3)] 五氯·一氨合铂(Ⅳ)酸钾
Na3[AlF6] 六氟合铝酸钠 K2[SiF6] 六氟合硅(Ⅳ)酸钾
⑥中学里常见的配离子是:Cu(NH3)42+、Ag(NH3)2+、Fe(SCN)n3—n,不同的配离子稳定性不同,一般
的配离子比较稳定,难电离。
许多过渡金属离子对应的配体具有很强的结合力,因而过渡金属的配合物远比主族金属配合物多。
上面三种配离子都比较稳定。
(2)配合物的形成
【实验探究】
【实验2-2】向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成,继续添加氨水,,得到深蓝色透明溶液;若加入极性较小的溶剂(如乙醇),将。
Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓ + 2NH4+
蓝色溶液蓝色沉淀
Cu(OH)2 + 4NH3·H2O = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH- + 4H2O
蓝色沉淀深蓝色溶液
在[Cu(NH3)4]2+里,给出孤电子对,接受电子对,以配位键形成了[Cu(NH3)
4]2+。
上述实验中深蓝色晶体是[Cu(NH
3)4]SO4·H2O,无论是晶体还是溶液中,深蓝色的都是由
于存在[Cu(NH3)4]2+。
【实验2—3】向盛有氯化铁溶液(或任何含Fe3+的溶液)的试管中滴加1滴硫氰化钾(KSCN)溶液,观察实验现象。
实验现象:
现象解释:。
利用该离子的颜色,可鉴定溶液中存在;又由于该离子的颜色极似血液,常被用于。
(3)生物界中配合物:
叶绿素、血红素和维生素B12都是配合物,中心离子分别是、、。
【课内达标】
()1、下列微粒中同时具有离子键和配位键的是
A.NH4Cl B.NaOH C.H3O+ D.MgO
()2、下列分子或离子中,能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是
①H2O ②NH3③F—④CN—⑤CO
A、①②
B、①②③
C、①②④
D、①②③④⑤
()3、配合物K3[Fe(CN)6]中,中心离子的化合价是
A.+3 B.-3 C.+6 D.-6
()4、0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量硝酸银溶液处理,产生0.02 mol AgCl 沉淀。
此氯化铬最可能是
A.[Cr(H2O)6]Cl3 B.[Cr(H2O)5Cl]Cl2
C.[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D.[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
()5、某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是
A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B.该配合物可能是平面正方形结构
C. Cl—和NH3分子均与Pt4+配位
D.配合物中Cl—与Pt4+配位,而NH3分子不配位
6、填写下表。