江西省鹰潭市第一中学人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第二章 第二节 分子的立体构型(第1课时)
高中化学《《选修3物质结构与性质》》教材
高中化学 <<选修3物质结构与性质>>教材分析物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也是医学、生命科学，材料科学、环境科学、能源科学、信息科学的重要基础。
它揭示了物质构成的奥秘。
物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据
在本课程模块中，我们将从原子、分子水平上认识物质构成的规律，以微粒之间不同的作用力为线索，侧重研究不同类型物质的有关性质，帮助高中学生进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力。
一、模块的功能
高中化学选修3是在在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。
我省理工方向的学生必须选修本模块，它是学业水平考试和高考的内容。
本模块选修课程旨在让学生了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力。
二、模块的课程目标
通过本课程模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展：
1．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣；
2．进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系；
3．能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质；
4．在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。
三、模块的内容标准及学习要求
学习要求分为基本要求和发展要求：
基本要求：全体学生应在本节学习时掌握。
发展要求：有条件的学生可在选修3结束时掌握。
第一章原子结构与性质。
江西省鹰潭市第一中学人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第三章 第二节 分子晶体与原子晶体(第2课时)
2019/9/21
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
6
原子晶体
某些原子晶体的熔点和硬度
原子晶体 熔点/0C 硬度
金刚石 氮化硼
＞3550 3000
10
9.5
碳化硅 2700 9.5
石英 1710
7
硅
锗
1410 1211
6.5
6.0
2、原子晶体的性质
晶体类型 熔、沸点（高低）
硬度 溶解性 导电性
原子晶体
很高 很大 不溶 一般不导电（硅是半导体）
2019/9/21
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣7原子晶体3、典型的原子晶体
（1）金刚石
键能：
109º28´ 347.7kj/mol 熔点：
大于35500C
154pm
硬度：很大
在金刚石晶体中每个碳原子被周围4个碳原子包围,处于中心的 该碳原子以共价键与周围4个碳原子结合,成为正四面体型结构,碳以SP3 杂化轨道形成共价键。这些结构向空间发展,构成彼此联结的立体网状 结构,其中形成的最小环中含6个碳原子。每个碳原子被12个环共用。
2019/9/21
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
10
原子晶体
资料 莫氏硬度
莫氏硬度是表示矿物硬度的一种标准，1824年由德 国矿物学家莫斯（Frederich Mohs）首先提出。确定这 一标准的方法是，用棱锥形金刚石钻针刻划所试矿物的表 面而产生划痕，用测得的划痕的深度来表示硬度。
2019/9/21
小结1：金刚石、石墨的比较
项目 晶体形状
金刚石
石墨
正四面体空间网状 六边形平面层状
晶体中的键或作用力
江西省鹰潭市第一中学人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第一章 第二节 原子结构与元素的性质(第2课时)
2019/12/18
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
28
5.对角线规则 在元素周期表中，某些主族元
素与右下方的主族元素的性质有些相似，被称 为“对角线规则”。
2019/12/18
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
33
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2019/12/18
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
34
如查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧 化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规 则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。
解答：Li、Mg在空气中燃烧的产物为Li2O、MgO， Be(OH)2、Al(OH)3都是两性氢氧化物，H3BO3、H2SiO3都是弱酸。 这些都说明“对角线规则”的正确性。
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
19
元素周期律
鲍林L.Pauling 1901-1994
鲍林研究电负性的手稿
2019/12/18
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
20
元素周期律
2019/12/18
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21
元素周期律
2、电负性的标准和数值：以氟的电负
性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准， 得出了各元素的电负性。
看逐级电离能的突变。
2019/12/18
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15
元素周期律
2019/12/18
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16
元素周期律
江西省鹰潭市第一中学人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第二章 第二节 分子的立体构型(第2课时)
109°28′
2019/9/13
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
19
杂化轨道理论简介
三、杂化理论简介
3.杂化轨道分类：
H2O原子 轨道杂化
不等O性原杂子化：2：s2参2p4与杂有化2的个 各原子轨道进行成分上的
单电子，可形成不2个均共匀价混键合，。某个杂化轨道有孤电子对
键角应当是90°，Why?
2 对孤对电子
2019/9/13
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
12
杂化轨道理论简介
例如： Sp 杂化 —— BeCl2分子的形成
Be
Cl
180°sp
px
px
Be原子：Cl 1s22s2 没有单个电子，Cl
2p 激发
2p
2s
2s
sp
sp杂化
2019/9/13
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
13
杂化轨道理论简介
sp2杂化轨道的形成过程
A的价电子对数
2
3
4
A的杂化轨道数 杂化类型
A的价电子空间构型
2
3
sp
sp2
直线形 平面三角形
4 sp3 正四面体
A的杂化轨道空间构型 ABm型分子或离子空间构型
直线形 直线形
平面三角形
平面三角 形或V形
正四面体
正四面体三角 锥形或V形
2019/9/13
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
23
杂化轨道理论简介
120°
z
z
z
z
y
y
y
y
x
x
x
x
sp2杂化：1个s 轨道与2个p 轨道进行的杂化,
人教版高中化学选修3物质结构与性质
第一章原子结构与性质本章说明一、教学目标1. 了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。
2. 了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
3. 了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。
4. 认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。
5. 能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
6. 从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。
二、内容分析1. 地位与功能本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。
总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。
尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。
2. 内容的选择与呈现根据课程标准对“物质结构与性质”模块的要求，本章依据本模块的“主题1 原子结构与元素的性质”的要求进行内容的选取，充分考虑了初中化学和化学2中的原子结构知识的基础，注意知识的衔接与深化。
在第一节“原子结构”中，在学生已有知识的基础上，教科书不再重复建立原子结构的概念，而是直接建立核外电子的能层（即“电子层”）和能级（即“电子亚层”）的概念，给出每一能层有几个能级，每个能级最多可以容纳几个电子，教科书没有介绍原子核的组成；有了能层和能级的概念，直接给出构造原理，并根据构造原理进行核外电子排布；有了构造原理，又由构造原理引出了能量最低原理，并同时引出了基态和激发态的概念，以及原子光谱；由于在第二章介绍共价键时需要涉及电子云和原子轨道等概念，该节在描述原子核外电子的运动状态时介绍了这两个概念，有了原子轨道的概念，结合原子核外电子的轨道排布式，简单介绍了泡利原理和洪特规则。
(新人教版)高中化学选修3《物质结构与性质》全册教学案
而中化学选修3 6物质结构与性质》全册教学案高中化学选修3《物质结构与性质》全册教学案第一章原子结构与性质教材分析：一、本章教学目标1. 了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1〜36号）原子核外电子的排布。
2. 了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
3. 了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。
4.认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。
5.能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
6.从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。
本章知识分析：本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道：在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。
总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。
尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。
注意本章不能挖得很深，属于略微展开。
相关知识回顾（必修2）1.原子序数：含义：_______________________________________________________________________（1）原子序数与构成原子的粒子间的关系：原子序数====c（3）原子组成的表示方法a.原子符号：A zX A zb.原子结构示意图：c.电子式：________d.符号的意义：A B C D E ⑷特殊结构微粒汇总：无电子微粒无中子微粒2e-微粒8e-微粒10e-微粒______________________________________________________________________________18e-微粒________________________________________________________________________2.元素周期表：（1）编排原则：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行叫周期;再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序有上到下排成纵行,叫族。
江西省鹰潭市第一中学人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第二章 第一节 共价键(第1课时)
课件库的建设与应用研究》 （课题编号：GDK-2012-G-72883）
主持人：桂耀荣
2019/8/28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
1
新课标人教版高中化学课件系列
选修3 物质结构与性质 第二章 分子结构与性质
第一节 共价键 第1课时
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
25
2019/8/28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
2
共价键
【教学目标】
1.理解σ键和π键的特征和性质 2.认识σ键和π键的形成过程 3.学会区分σ键和π键
2019/8/28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
3
共价键
【学与问】
请用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程。
H·+ ·C····l ·· H ··C····l ··
⑺ C2H4 ⑻ C2H2 ⑼ F2
⑽ CH3CH3 ⑾ H2O2
只含σ键的是：1 2 3 4 9 10 11
既含σ键又含π键的是：5 6 7 8
2019/8/28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
21
共价键
2、下列说法中正确的是（ C）
A. p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成σ键 B. p轨道之间以“头碰头”重叠可形成π键 C. s和p轨道以“头碰头”重叠可形成σ键 D. 共价键是两个原子轨道以“头碰头”重叠
规律：共价单键是 σ键 ； 双键中一个σ键 ，另一个是π键； 三键中一个是σ键 ，另两个是π键
【科学探究1】 P29
N2（N N）用电子云画出形成过程
2019/8/28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
人教版化学选修三物质结构化学讲义【精选文档】
第一章 原子结构与性质一。
原子结构 1.能级与能层注意: 每个能层的能级种数为n; 轨道总数为n 2 ； 每个轨道最多容纳电子数为2每个能层最多容纳电子数为2n 22.原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按能量由低到高的顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理.1s / 2s 2p / 3s 3p / 4s 3d 4p / 5s 4d 5p / 6s 4f 5d 6p / 7s 5f 6d 7p 能级交错:原子轨道的能量关系是：n s ＜(n -2)f ＜(n -1)d ＜n p【能级组:n s （n —2）f （n —1)d n p ;一个能级组中的各能级能量相近但不同】 （2）能量最低原理现代物质结构理论证实,原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状 态,简称能量最低原理。
基态原子：处于最低能量状态的原子 激发态原子：处于能量较高状态的原子 基态原子可以吸收能量使核外电子跃迁到较高能级变成激发态,形成吸收光谱激发态原子也可释放能量使核外电子跃迁到较低能级变成低能激发态或基态，形成发射光谱现代化学中常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析（焰火、激光、灯光、霓虹灯光、焰色反应等许多可见光都与核外电子跃迁释放能量有关）（3）泡利(不相容）原理：基态多电子原子中,不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子,且电旋方向相反（用“↑↓"表示），这个原理称为泡利原理.（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道(能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。
比如，p 3的轨道式为 或 ,而不是洪特规则特例：当p 、d 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定↑↓↑↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑的状态.即p0、d0、p3、d5、p6、d10时,是较稳定状态。
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中心原子 孤对电子数
中心原子结合的原 子数
空间构型
BF3 H3O+ SiCl4 CHCl3 NH4
+
0 1 2 0
1 0 0 0
2 2 2 3 3
4 4 4
直线形 V形 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体 四面体 正四面体
27
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
价层电子对互斥理论
1、下列物质中分子立体结构与水分子相似的是 A．CO2 B．H2S B C．PCl3 D．SiCl4 2、下列分子立体结构其中属于直线型分子的是 A．H2O B．CO2 BC C．C2H2 D．P4 3、下列分子立体结构其中属正八面体型分子的 A．H3O + B．CO32— D C．PCl5 D．SF6
肉眼不能看到分子，那么，科学家是怎样知道分子的 形状的呢?早年的科学家主要靠对物质的宏观性质进行系 统总结得出规律后进行推测，如今，科学家已经创造了许 许多多测定分子结构的现代仪器，红外光谱就是其中的一 种。 分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的 。所谓分子立体结构其实只是分子中的原子处于平衡位置 时的模型。当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的 某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈 现吸收峰。通过计算机模拟，可以得知各吸收峰是由哪一 个化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析 出分子的立体结构。
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
16
价层电子对互斥理论
二、价层电子对互斥（VSEPR）理论 （ Valence Shell Electron Pair Repulsion ）
1、理论要点 共价分子中，中心原子周围电子对排布的几 何构型主要取决于中心原子的价层电子对的 数目。价层电子对各自占据的位置倾向于彼 此分离得尽可能的远，此时电子对之间的斥 力最小，整个分子最稳定。 价层电子对包括成键的σ电子对和孤电子对 不包括成键的π电子对 ！
2013-9-28 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 17
价层电子对互斥理论
2、价层电子对数计算
①确定中心原子价层电子对数目 价层电 ＝(中心原子价电子数＋结合原子数)/2 子对数 ＝配位原子数＋孤电子对数 ＝σ键电子对数＋孤电子对数 孤电子对数＝价层电子对数 — 结合原子数 O、S为结合原子时，按“0 ”计算 N为结合原子时，按“- 1 ”计算 离子计算价电子对数目时，阴离子加上所带 电荷数，阳离子减去所带电荷数 价电子数出现奇数时，单电子当作电子对看待
2013-9-28 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 14
形形色色的分子
Hale Waihona Puke 科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？
测分子体结构：红外光谱仪→吸收峰→分析。
2013-9-28 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 15
形形色色的分子
同为三原子分子，CO2 和 H2O 分子的空间结构却不 同，什么原因？
同为四原子分子，CH2O与 NH3 分子的的空 间结构也不同，什么原因？
2013-9-28 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 28
Thanks 谢谢您的观看！
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
29
20
2 4 6 5 3 4
价层电子对互斥理论
②确定价层电子对构型
价层电子对 数目 2 3 4 5 6
价层电子对 直线 构型
平面 三角型
正四面 体
三角 双锥
正八 面体
注意：孤对电子的存在会改变键合电子对 的分布方向，从而改变化合物的键角 电子间斥力大小： 孤对间＞孤对与键合间＞键合间
2013-9-28 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 21
C70
9
形形色色的分子
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
10
形形色色的分子
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
11
形形色色的分子
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
12
形形色色的分子
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
13
形形色色的分子
科学视野—分子的立体结构是怎样测定的？
正四面体
CH4
2013-9-28 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 7
形形色色的分子
5、其它：
CH3CH2OH
CH3COOH
C6H6
2013-9-28
C8H8
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
CH3OH
8
形形色色的分子
资料卡片：
形形色色的分子
C60
C20
2013-9-28
C40
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
江西省教育信息技术研究“十二五”规 划2012年度课题《基于网络的高中化学 课件库的建设与应用研究》 （课题编号：GDK-2012-G-72883）
主持人：桂耀荣
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
1
新课标人教版高中化学课件系列
选修3 物质结构与性质 第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体构型 第1课时
2
直线
2
0
直 线形
BeCl2 CO2
3 3 三角型 2
0
三角形
BF3 SO3
1
V形
SnBr2 PbCl2
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
23
价层电子对互斥理论
电子对数 目 电子对的空 间构型 成键电子 对数 孤电子 对数 电子对的 排列方式 分子的 空间构型 实 例
4
0
四面体
CH4 CCl4 NH4＋ SO42— NH3 PCl3 SO32－ H3 O+
在O2、HCl这样的双原子分子中不存在分子的 立体结构问题。
O2
2013-9-28
HCl
4
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
形形色色的分子
一、形形色色的分子
1、双原子分子（直线型）
O2 HCl 2、三原子分子立体结构（有直线形和V形）
V形
直线形
H2O
2013-9-28
105°
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
价层电子对互斥理论
3、确定分子构型
在价层电子对构型的基础上，去掉孤电子对 由真实原子形成的构型
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
22
价层电子对互斥理论
ABn 型分子的VSEPR模型和立体结构
电子对数 目 电子对的空 间构型 成键电子 对数 孤电子 对数 电子对的 排列方式 分子的 空间构型 实 例
CO2
180°
5
形形色色的分子
３、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、 三角锥形、正四面体）
C2H2
直线形 180°
CH2O 平面三角形
120°
COCl2
NH3
2013-9-28
三角锥形 107°
P4
正四面 60°
6
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形形色色的分子
４、五原子分子立体结构 最常见的是正四面体
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
2
0 1 0 0 0 0
19
价层电子对互斥理论
化学式 H2O SO3 NH3 CO2 SF4 SF6 PCl5 PCl3 CH4
2013-9-28
价层电子对数
结合的原子数
孤对电子对数
4 3 4 2 5 6 5 4 4
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2 3 3
2 0 1 0 1 0 0 1 0
4
四面体
3
1
三角锥
2
2
V—型
H2 O
2013-9-28
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24
价层电子对互斥理论
电子对数 目 电子对的空 间构型 成键电子 对数 孤电子 对数 电子对的 排列方式 分子的 空间构型 实 例
5
0
三角双锥
PCl5
4 5 三角 双锥
1
变形 四面体
SF4
3
2
T—型
BrF3
2
3
直线型
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
2013-9-28
2
形形色色的分子
复习回顾
σ键 共价键
成键方式 “头碰头”，呈轴对称
π键
键能 键参数
成键方式 “肩并肩”，呈镜像对称
键长 键角
衡量化学键稳定性 描述分子的立体 结构的重要因素
3
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
形形色色的分子
所谓“分子的立体结构”指多原子构成 的共价分子中的原子的空间关系问题。
2013-9-28 江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣 18
价层电子对互斥理论
化学式 HCN SO2 NH2－ BF3 H 3O + SiCl4 CHCl3 NH4+ SO42－
2013-9-28
价层电子对数 结合的原子数 孤对电子对数
2 3 4 3 4 4 4 4 4
2 2
0 1
2 3 3 4 4 4 4
XeF2
2013-9-28
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
25
价层电子对互斥理论
微粒 结构式 VESPR模型 分子或离子构型
HCN NH4＋
H
H
C
H N H H
N
＋
H
＋
H
H3 O
＋
O H
SO2 BF3
2013-9-28
O
S
F B F F
O