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《分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)》學(xué)案時(shí)

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1、第4節(jié) 分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì) (第1課時(shí)) 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、 知道分子間作用力的廣泛存在 2、 說(shuō)出分子間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)(如熔點(diǎn)、沸點(diǎn))的影響。 3、 掌握物質(zhì)分子立體結(jié)構(gòu)、分子的極性、分子的手性等性質(zhì)及它們之間的關(guān)系。 【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】 重點(diǎn):分子間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響 難點(diǎn):分子間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響 【復(fù)習(xí)歸納提升】 一、 形形色色的分子 分子的立體結(jié)構(gòu)與原子數(shù)的關(guān)系: 單原子分子為球形。如氦氣等稀有氣體。 雙原子分子為直線(xiàn)形。如氫氣、氯化氫等。 三原子分子有直線(xiàn)形和 V形兩種,如CQ分子呈 形,而HO分子呈 形,鍵角為 四原子分子有正四面體形、平面

2、三角形和三角錐形。如 P4分子呈 形,鍵角為 , CHO分子呈 形,鍵角約為 ,NH3分子呈 形,鍵角為 。 五原子分子的可能立體結(jié)構(gòu)更多,最常見(jiàn)的是正四面體形和四面體形。如 CH分子呈 形,鍵角為 ,CHCI呈 形。 二、 分子的立體結(jié)構(gòu) (1) 價(jià)層電子對(duì)互斥模型(VSEPR莫型) 這種模型把分子分成兩大類(lèi): 一類(lèi)是中心原子上的價(jià)電子都用于形成共價(jià)鍵。如 CO、CHO CH等分子中的C原子。它們的立體結(jié) 構(gòu)可用中心原子周?chē)脑訑?shù)來(lái)預(yù)測(cè),概括如下: ABn 立體結(jié)構(gòu) 范例 n=2 直線(xiàn)型 CO n=3 平面三角形 CHO n=4 正四面體型

3、 CH 另一類(lèi)是中心原子上有孤對(duì)電子(未用于形成共價(jià)鍵的電子對(duì))的分子。如 HO和NH中心原子上的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子周?chē)目臻g,并參與互相排斥。 H2O和NH3的中心 原子上分別有2對(duì)和1對(duì)孤對(duì)電子,跟中心原子周?chē)腷鍵(成鍵電子對(duì))加起來(lái)都是 4,它們相互 排斥,形成四面體,因而 H2O分子呈V型,NH分子呈三角錐型。 例1、應(yīng)用VSEPR理論判斷下表中分子或離子的構(gòu)型。進(jìn)一步認(rèn)識(shí)多原子分子的立體結(jié)構(gòu)。 化學(xué)式 中心原子含有孤對(duì) 電子對(duì)數(shù) 中心原子結(jié)合的原 子數(shù) 空間構(gòu)型 H2S HCN SQ HO NH

4、+ BF3 CHC3 SiF4 例題1下列物質(zhì)中,分子的立體結(jié)構(gòu)與水分子相似的是 () A、CO2 B、H2S C、PC3 D SiC4 例題2下列分子的立體結(jié)構(gòu),其中屬于直線(xiàn)型分子的是 () A、 H2O B、CQ C C2H2 D、P4 例題3下列分子或離子的中心原子,帶有一對(duì)孤對(duì)電子的是 () B、 A、XeO4 B、BeC2 C、CH D、PC3 (2)、雜化軌道理論:也是一種價(jià)鍵理論,是美國(guó)科學(xué)家鮑林為了解釋分子的立體結(jié)構(gòu)而提出的。 1. 雜化的概念:在形成多原子分子的過(guò)程中,中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組

5、合,形成 一組新的軌道,這個(gè)過(guò)程叫做軌道的雜化,產(chǎn)生的新軌道叫雜化軌道。 1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道雜化形成2個(gè)sp軌道;1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道雜化形成3個(gè)sp2軌道;1 個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化形成4個(gè)sp3軌道。 2. 雜化軌道數(shù)=s軌道數(shù)+ p軌道數(shù) 3. 雜化軌道的形狀 不同的雜化方式導(dǎo)致雜化軌道的空間角度分布不同,從而決定了分子的幾何構(gòu)型的差異。 2個(gè)sp雜化軌道呈直線(xiàn)型,3個(gè)sp2雜化軌道呈平面三角形, 4個(gè)sp3雜化軌道呈正四面體形, 5個(gè) sp3d雜化軌道呈三棱雙錐型, 6個(gè)sp3d2雜化軌道呈正八面體型。 ABn 價(jià)層 電子對(duì)數(shù) 成鍵 電子對(duì)數(shù) 孤電子

6、對(duì)數(shù) 價(jià)電子對(duì) 空間構(gòu)型 中心原子 雜化類(lèi)型 分子空 間構(gòu)型 分子 極性 舉例 2 2 2 0 直線(xiàn)型 SP 1 直線(xiàn)型 非極性 3 3 3 0 平面三角 形 SF2 平面二角 形 非極性 2 1 SF2 V型 極性 4 4 4 r 0 正四面體 r sp 正四面體 非極性 3 1 四面體 sP5 三角錐型 極性 2 2 「SF3 V型 極性 例4、應(yīng)用軌道雜化理論,探究分子的立體結(jié)構(gòu)。 化學(xué)式 中心原子孤對(duì) 電子對(duì)數(shù) 雜化軌道數(shù) 雜化軌道類(lèi)型 成鍵情況 分

7、子結(jié)構(gòu) CH NH H2O BFb CHO SO BeCb CO HCN CaHa 例題5下列說(shuō)法正確的是( ) A、CHC3是三角錐形 B、AB2是V字型,其A可能為sp2雜化 C、二氧化硅sp雜化,是非極性分子 D、NW+是平面四邊形結(jié)構(gòu) 例題6下列分子中心原子是 sp2雜化的是( ) A PBr3 B CH4 C BF3 D H2

8、O 例題7關(guān)于原子軌道的說(shuō)法正確的是( ) A凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構(gòu)型都是正四面體 B CHi分子中的sp3雜化軌道是由4個(gè)H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來(lái)而形成的 C sp3雜化軌道是由同一個(gè)原子中能量相近的 s軌道和p軌道混合起來(lái)形成的一組能量相近的新軌 道 D凡AB3型的共價(jià)化合物,其中中心原子 A均采用sp3雜化軌道成鍵 例題8下列對(duì)sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角的比較,得出結(jié)論正確的是( ) A sp雜化軌道的夾角最大 B sp2雜化軌道的夾角最大 C sp3雜化軌道的夾角最大 D sp3、sp2、sp雜化軌道的夾角相等

9、 三?分子的極性 ① ?極性分子:正電荷中心和負(fù)電荷中心不相重合的分子 非極性分子:正電荷中心和負(fù)電荷中心相重合的分子 ② .分子極性的判斷: ① 雙原子分子的極性:雙原子分子的極性取決于成鍵原子之間的 ,以極性鍵結(jié)合 的雙原子分子是 分子,以非極性鍵結(jié)合的分子是 分子。 ② 多原子分子的極性:組成分子的所有化學(xué)鍵均為非極性鍵,則分子通常為 分子。以極性 鍵結(jié)合而形成的多原子分子, 既有極性分子,又有非極性分子,分子的空間構(gòu)型均勻?qū)ΨQ(chēng)的是 分 子;分子的空間構(gòu)型不對(duì)稱(chēng)或中心原子具有孤對(duì)電子或配位原子不完全相同的多原子分子為 分 子。 非極性分子和極性分子的比較

10、 非極性分子 極性分子 形成原因 整個(gè)分子的電荷分布均勻, 對(duì)稱(chēng) 整個(gè)分子的電荷分布不均勻、不對(duì)稱(chēng) 存在的共價(jià)鍵 非極性鍵或極性鍵 極性鍵 分子內(nèi)原子排列 對(duì)稱(chēng) 不對(duì)稱(chēng) 舉例說(shuō)明: 分子 共價(jià)鍵的極性 分子中正負(fù) 電荷中心 結(jié)論 舉例 同核雙原子分 子 非極性鍵 重合 非極性分子 出、N2、02 異核雙原子分 子 極性鍵 不重合 極性分子 CO HF、HCI 異核多原子分 子 分子中各鍵的向量和為零 重合 非極性分子 CO2、BF3、CH4 分子中各鍵的向量和不為 零 不重合 極性分子 H2O、NH3、 CH3CI

11、 ③.相似相溶原理:極性分子易溶于極性分子溶劑中(如 HCI易溶于水中),非極性分子易溶于非極性 分子溶劑中(如 CO易溶于CS2中). 例題9下列物質(zhì)是含有極性鍵的非極性分子的是( ) A. 03 B. CH3CI C. CS2 D. Na2Q 例題10下列物質(zhì)不溶于水的是( ) A .氨氣 B.氯化鈉 C.乙醇 D. BF3 例題11分析下列分子的極性以及分子中共價(jià)鍵的類(lèi)型 H2、N2、C6o、F4、CO、BFb、CCb、HCI、NH、H2O CO CHCI、PCd PCI5 四、 手性 1、 手性碳原子 連有四個(gè)不同的原子或基團(tuán)的碳原子叫手性碳原子 2、 手性分

12、子 具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子, 如同左手與右手一樣互為鏡像, 卻在三維空間里不能重 疊,它們互稱(chēng)手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。 3、 手性分子在生命科學(xué)等方面的應(yīng)用 五、 無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性 1、 對(duì)于同一種元素的含氧酸來(lái)說(shuō),該元素的化合價(jià)越高,其含氧酸的酸性越強(qiáng)。 2、 含氧酸的通式 (HO nRO,如果成酸元素 R相同,則n越大,R的正電性越高,導(dǎo)致 R-O-H中 的O原子向R偏移,因而在水分子的作用下,也就容易電離出氫離子,即酸性越強(qiáng)。 討論:比較下列含氧酸的酸性 H2SO和 H2SO4 HNO 2和 HNO HCIO 、HCIO2、 HCI

13、O 3和 HCIO4 六、 等電子原理 1、 等電子體:原子總數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)也相同的微粒。如:CO和N 2,CH 4和NH 4 + 2、 等電子體結(jié)構(gòu)相似,性質(zhì)相似。 七、 配合物理論 1. 配位鍵:一種原子提供孤對(duì)電子,另一種原子提供空軌道而形成的共價(jià)鍵。是共價(jià)鍵的一種。 2. 配合物:配位化合物,簡(jiǎn)稱(chēng)配合物,通常是由中心離子(或原子) 與配位體(某些分子或陰離子) 以配位鍵的形式結(jié)合而成的復(fù)雜離子或分子。 要求: (1)中心離子或原子,必須有空軌道。 主要是一些過(guò)渡金屬,如鐵、鉆、鎳、銅、銀、金、鉑等金屬元素的離子;或是達(dá)到該元素高化 合價(jià)的非金屬元素,如 Na[B

14、F4]中的B(川)、K?[SiF 6]中的Si( IV)和NH[PF6]中的P( V );或是不帶電 荷的中性原子,如[Ni(CO) 4]、[Fe(CO) 5]中的Ni、Fe都是中性原子, (2) 配位體和配位原子,配位原子必須有孤對(duì)電子。 :Cu(NH3) 4] SQ中,NH是配位體,N為配位原子,有一對(duì)孤對(duì)電子。 (3) 配位數(shù):與中心離子直接以配位鍵結(jié)合的配位原子個(gè)數(shù)。 如[AIF 6]3-配位數(shù) 6、[Cu(NH 3)4]SQ4 配位數(shù) 4 , [Co(NH 3) 2(en) 2】(NQ3)3 配位數(shù) 6 ⑷ 中心離子的電荷高,對(duì)配位體的吸引力較強(qiáng),有利于形成配位數(shù)較高的配合物

15、;中心離子半徑越 大,其周?chē)扇菁{配體就越多,配位數(shù)越大。 (5)形成配合物時(shí)性質(zhì)的改變 a. 顏色的改變,如 Fe3+ + nSCN- = [Fe(SCN)n] (n-3)- b. 溶解度的改變,如: AgCI + 2NH 3 = [Ag(NH 3) 2]+ + Cl - Au + HNQ3 + 4HCI = H[AuCI 4] + NO f + 2H 2。 3Pt + 4HNQ 3 + 18HCI = 3H 2[PtCI 6] + 4NQ f + 8H 2。 注意:明磯KAI(SQ)2 42H2Q、鉻鉀磯KCr(SQ)2 42H2Q的晶體和水溶液都不含復(fù)雜離子,是復(fù)鹽。 3.

16、 配合物的結(jié)構(gòu) 內(nèi)界(配離子) [Cu ( NH )4]2+ SO 2- 中心原子 配位體 配位原 配位數(shù) 外界離子 例題12銨根離子中存在的化學(xué)鍵類(lèi)型按離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵分類(lèi),應(yīng)含有( ) A.離子鍵和共價(jià)鍵 B.離子鍵和配位鍵 C.配位鍵和共價(jià)鍵 D離子鍵 例題13下列屬于配合物的是( ) A、NH4CI B Na2CQ3.10H2O C、CuSC4. 5H2Q D、Co (NH3)6CI3 例題14下列不屬于配合物的是 A. [Cu(NH3)4]SQ4 H2Q B. [Ag(NH3)2]QH C. KAI(SO)2 12H2Q D. Na[AI(QH)

17、 4] 例題15配合物在許多方面有著廣泛的應(yīng)用。下列敘述不正確的是 ( ) A、 以Mg2+為中心的大環(huán)配合物葉綠素能催化光合作用。 B、 Fe2+的卟啉配合物是輸送 O2的血紅素。 C [Ag ( NH3)2]+是化學(xué)鍍銀的有效成分。 D、向溶液中逐滴加入氨水,可除去硫酸鋅溶液中的 Cu2+° 例題16下列微粒:①HsO②NH+③CHCQO④NH3⑤CH4中含有配位鍵的是( ) A、①② B、①③ C、④⑤ D、②④ 例題17向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水,首先形成難溶物,繼續(xù)添加氨水,難溶物溶 解得到深藍(lán)色的透明溶液 ?下列對(duì)此現(xiàn)象說(shuō)法正確的是 2+ A. 反應(yīng)后溶

18、液中不存在任何沉淀,所以反應(yīng)前后 Cu的濃度不變 B. 沉淀溶解后,將生成深藍(lán)色的配合離子 [Cu(NH3)4] 2+ C. 向反應(yīng)后的溶液加入乙醇,溶液沒(méi)有發(fā)生變化 D. 在[Cu(NH3)4] 2+離子中,Cu2+給出孤對(duì)電子, NH3提供空軌道 例題18 Co(NH 3)5BrSQ 4可形成兩種鈷的配合物.已知兩種配合物的分子式分別為[Co(NH3)5Br] SO4和[Co (SO4) (NH3)5] Br, 若在第一種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時(shí),現(xiàn)象 是 ;若在第二種配合物的溶液中加入 BaCI2溶液時(shí),現(xiàn) 象是 , 若加入AgN0 3溶液時(shí),現(xiàn)象是 【分子

19、間作用力導(dǎo)學(xué)過(guò)程】 聯(lián)想?質(zhì)疑 規(guī)律、方法總結(jié) 水在通電條件下的分解與水的三態(tài)轉(zhuǎn) 變有什么不同?從微粒間的作用力角度分 析其原因。 什么是分子間作用力?它包括哪幾 類(lèi)? 1分子間作用力: 2、分子間作用力包括 、 等。 比較食鹽與 HCI固體的熔、沸點(diǎn),分 析維系微粒間的作用力分別是什么? 范德華力的特征 作用能大?。?實(shí)質(zhì): 飽和性: 方向性: 單質(zhì)F2、Cl2、 Br2、12 的熔點(diǎn)、沸點(diǎn) 1、變化規(guī)律: 變化規(guī)律任何?為什么? 2、原因: 范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響表現(xiàn)在哪 1、 幾個(gè)方面? 2、 分析單質(zhì)F2、Cl2、 Br2

20、、I2 的熔點(diǎn)、 范德華力的變化規(guī)律: 沸點(diǎn)變化規(guī)律,你能得出范德華力的變化 規(guī)律嗎? 、化學(xué)鍵與分子間作用力的比較 化學(xué)鍵 分子間作用力 概念 作用范圍 作用力強(qiáng)弱 影響的性質(zhì) 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】 1干冰熔點(diǎn)很低是由于 ( ) A . CO2是極性分子 B . C=O鍵的鍵能小 C. CO化學(xué)性質(zhì)不活潑 D . CO分子間的作用力較弱 2.下列敘述中正確的是 A .同主族金屬元素的原子半徑越大熔點(diǎn)越高 B .稀有氣體原子序數(shù)越大沸點(diǎn)越低 C ?分子間作用力越弱的分子其沸點(diǎn)越低 ) 分子間的作用力增大 分子

21、內(nèi)共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng) Cs>Rb>K>Na>Li GehkSiHQCH D ?同周期元素的原子半徑越小越易失去電子 3?干冰氣化時(shí),下列所述內(nèi)容發(fā)生變化的是( A ?分子內(nèi)共價(jià)鍵 B . C.分子間的距離 D. 4. 下列物質(zhì)的沸點(diǎn)排列順序不正確的是( ) A . H2O>H2Te>H2Se>H2S; B . C. 12>Br2>Cl 2>F2 D. 【能力提升】 5. 下列過(guò)程中,共價(jià)鍵被破壞的是 ' ( ) A. 碘升華 B.溴蒸汽被木炭吸附 C. HaCI溶于水 D. HCI氣體溶于水 6. 在HC、 HBr、HI、HF中,沸點(diǎn)最低的是 ( ) A. HF B.HCl C. HBr D.HI 7?下列每組物質(zhì)發(fā)生狀態(tài)變化所克服的粒子間的相互作用屬于同種類(lèi)型的是 ( ) A.食鹽和蔗糖熔化 B.鈉和硫熔化 C.碘和干冰升華 D.干冰和氧化鈉熔化 &下列物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律與分子間作用力有關(guān)的是 ( ) A. HF HCI、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次 B. 碳化硅、晶體硅的熔、沸點(diǎn)很高 C. NaF NaCI、NaBr、NaI的熔點(diǎn)依次降低 D. F2、CI2、Br2、12的熔、沸點(diǎn)逐漸升高 學(xué)后反思 我的收獲 我還有待提咼的

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