[成套]高中化学竞赛辅导教案.第10讲.化学物质的空间结构
高中化学结构与性质教案
高中化学结构与性质教案
教学内容：结构与性质
目标：了解化合物的结构对其性质的影响。
一、引入
1. 通过实验让学生观察和比较不同物质的性质，引发学生对结构与性质关系的思考。
二、知识讲解
1. 讲解化合物的结构：离子化合物、共价化合物、金属化合物的结构特点。
2. 探讨化合物的性质：离子化合物的导电性、熔点，共价化合物的溶解性、熔点，金属化合物的导电性、延展性。
三、案例分析
1. 举例说明结构与性质之间的关系：如氧气和二氧化碳的分子结构对其化学性质的影响。
2. 引导学生分析其他化合物的结构与性质之间的联系。
四、实验操作
1. 设计实验，让学生验证结构与性质的关系。
2. 学生进行实验，并观察实验现象，总结实验结果。
五、讨论与交流
1. 学生就实验结果展开讨论，分享彼此的观点。
2. 指导学生归纳结构与性质之间的规律，拓展思维。
六、作业布置
1. 布置学生对结构与性质之间的关系进行总结。
2. 提议学生自主搜索相关资料，了解更多案例。
七、反馈与评价
1. 老师对学生的表现进行评价，梳理学生的反馈意见。
2. 学生反馈教学内容，提出建议和意见。
注：本教案仅为参考范本，具体内容和操作须根据实际教学情况进行调整。
[成套]高中化学化学竞赛辅导有机化学教案01.绪论
![[成套]高中化学化学竞赛辅导有机化学教案01.绪论](https://img.taocdn.com/s3/m/384c18c5cfc789eb162dc839.png)
1-- 绪论第一节有机化学的研究对象一、有机化合物和有机化学有机化学〔organic chemistry 〕是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科学，是化学学科的一个分支，它的研究对象是有机化合物。
什么是有机化合物呢？早期化学家将所有物质按其来源分为两类，人们把从生物体〔植物或动物〕中获得的物质定义为有机化合物，无机化合物那么被认为是从非生物或矿物中得到的。
现在绝大多数有机物已不是从天然的有机体内取得，但是由于历史和习惯的关系，仍保存着“有机〞这个名词。
象人类认识其它事物一样，人们对有机化合物和有机化学的认识也是逐步深化的。
自从拉瓦锡〔 Lavoisier.A.L) 和李比希〔 Von Liebig.J.F) 创造有机化合物的分析方法之后，发现有机化合物均含有碳元素，绝大多数的含氢元素，此外，很多的有机化合物还含氧、硫、氮等元素。
于是，葛美林〔 Gmelin.L) 凯库勒 (KeKule .A) 认为碳是有机化合物的根本元素，把“碳化合物称为有机化合物〞，“有机化学定义为碳化合物的化学〞。
后来，肖莱马〔 Schorlemmer,c.) 在此根底上开展了这个观点，认为碳的四个价键除自己相连之外，其余与氢结合，于是就形成了各种各样的碳氢化合物——烃，其他有机化合物都是由别的元素取代烃中的氢衍生出来的，因此，把有机化学定义为研究烃及其衍生物的化学。
二、有机化合物的特性（1〕分子组成复杂有机化合物虽然由为数不多的元素组成，但数目庞大，结构复杂而且精巧，像维生素 B12的组成是 C63H90N14PCo，结构就相当复杂，现在的有机化合物有七百万种以上，而且还在不断增加。
同分异构现象是有机化学中极为普遍的现象，而在无机化学中较为罕见，所以在有机化合物不能只用分子式表示，而且要用结构式或构造式。
例如，我们熟知的乙醇，其分子式是C2 H6O，同时又是甲醚的分子式。
但它们的化学结构不同：H H H HH C C O H H C O C HH H H H乙醇甲醚沸点 /O与金属钠剧烈反响，放出氢气不与金属钠反响从上面可以看出，乙醇和甲醚虽然结构是相同但化学性质截然不同，属于两类化合物。
高中化学 有机化学竞赛辅导 第十章 对映异构
第十章对映异构按结构不同,同分异构现象分为两大类。
一类是由于分子中原子或原子团的连接次序不同而产生的异构,称为构造异构。
构造异构包括碳链异构、官能团异构、位置异构及互变异构等。
另一类是由于分子中原子或原子团在空间的排列位置不同而引起的异构,称为立体异构。
立体异构包括顺反异构、对映异构和构象异构。
一、偏振光和物质的旋光性1、偏振光和物质的旋光性光是一种电磁波,光在振动的方向与其前进的方向垂直。
普通光的光波是在与前进方向垂直的平面内,以任何方向振动。
如果使普通光通过一个尼科尔棱镜,那么只有和棱镜的晶轴平行振动的光才能通过。
如果这个棱镜的晶轴是直立的,那么只有在这个垂直平面上振动的光才能通过,这种只在一人方向上振动的光称为平面偏振光,简称偏振光。
实验证明,当偏振光通过葡萄糖或乳酸等物质时,偏振光的振动方向会发生旋转。
物质使偏振光的振动方向发生旋转的性质称为旋光性。
具有旋光性的物质称为旋光性物质,或光活性物质。
旋光性物质使偏振光的振动方向旋转的角度,称为旋光度,用α表示。
如果从面对光线入射方向观察,使偏振光的振动方向顺时针旋转的物质称右旋体,用“+”表示,而使偏振光的振动方向逆时针旋转的物质,称左旋体,用“—”表示。
2、旋光度和比旋光度旋光性物质的旋光度和旋光方向可用旋光仪来测定。
旋光度的大小和方向,不仅取决于旋光性物质的结构和性质,而且与测定时溶液的浓度（或纯液体的密度）、盛液管的长度、溶剂的性质、温度和光波的波长等有关。
一定温度、一定波长的入射光,通过一个1分米长盛满浓度为1g•ml-1旋光性物质的盛液管时所测得的旋光度,称比旋光度,用[α]tλ表示。
所以比旋光度可用下式求得：式中C是旋光性物质溶液的浓度,即1毫升溶液里所含物质的克数；L为盛液管的长度,分米。
在一定的条件下,旋光性物质的比旋光度是一个物理常数。
测定旋光度,可计算出比旋光度,从而可鉴定末知的旋光性物质。
例如。
某物质的水溶液浓度为5g/100ml,在1分米长的盛液管内,温度为20℃,光源为钠光,用旋光仪测出旋光度为-4.64º。
高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学
高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学近年来，无论是高考，还是全国竞赛，涉及空间结构的试题日趋增多，成为目前的热点之一。
本文将从最简单的五种空间正多面体开始，与大家一同探讨中学化学竞赛中与空间结构有关的内容。
在小学里，我们就已经系统地学习了正方体，正方体（立方体或正六面体）有六个完全相同的正方形面，八个顶点和十二条棱，每八个完全相同的正方体可构成一个大正方体。
正四面体是我们在高中立体几何中学习的，它有四个完全相同的正三角形面，四个顶点和六条棱。
那么正方体和正四面体间是否有内在的联系呢？请先让我们看下面一个例题吧：【例题1】常见有机分子甲烷的结构是正四面体型的，请计算分子中碳氢键的键角（用反三角函数表示）【分析】在化学中不少分子是正四面体型的，如CH4、CCl4、NH4＋、 SO42－……它们的键角都是109º28’，那么这个值是否能计算出来呢？如果从数学的角度来看，这是一个并不太难的立体几何题，首先我们把它抽象成一个立体几何图形（如图1-1所示），取CD中点E，截取面ABE（如图1-2所示），过A、B做AF⊥BE，BG⊥AE，AF交BG于O，那么∠AOB就是所求的键角。
我们只要找出AO（=BO）与AB的关系，再用余弦定理，就能圆满地解决例题1。
当然找出AO和AB的关系还是有一定难度的。
先把该题放下，来看一题初中化学竞赛题：【例题2】CH4分子在空间呈四面体形状，1个C原子与4个H原子各共用一对电子对形成4条共价键，如图1-3所示为一个正方体，已画出1个C原子(在正方体中心)、1个H原子(在正方体顶点)和1条共价键(实线表示)，请画出另3个H原子的合适位置和3条共价键，任意两条共价键夹角的余弦值为①【分析】由于碳原子在正方体中心，一个氢原子在顶点，因为碳氢键是等长的，那么另三个氢原子也应在正方体的顶点上，正方体余下的七个顶点可分成三类，三个为棱的对侧，三个为面对角线的对侧，一个为体对角线的对侧。
结构化学高中讲解教案
结构化学高中讲解教案
教学目标：
1. 理解结构化学的基本概念和原理
2. 掌握结构式的表示方法和命名规则
3. 能够应用结构化学知识解决化学问题
教学内容：
1. 结构式的表示方法
2. 共价键的形成
3. 分子的立体构型
4. 有机物的命名规则
教学步骤：
一、导入（5分钟）
教师引导学生回顾化学中的基本概念，引入结构化学的概念，并说明其重要性。
二、讲解结构式的表示方法（15分钟）
1. 介绍结构式的概念和意义
2. 讲解Lewis结构式、Kekeley结构式和共振式的表示方法
3. 给出一些案例进行示范
三、讲解共价键的形成（15分钟）
1. 解释共价键的概念和形成原理
2. 讲解共价键的键长和键能
3. 通过分子模型展示共价键的形成过程
四、讲解分子的立体构型（15分钟）
1. 介绍手性、立体异构体和对映体的概念
2. 讲解立体异构体的种类和构型
3. 给出一些案例进行示范
五、讲解有机物的命名规则（15分钟）
1. 介绍有机物的基本分类和命名原则
2. 讲解烷烃、烯烃和炔烃的命名方法
3. 通过化合物结构式进行对应的命名练习
六、练习与总结（10分钟）
1. 给出一些结构式进行分析和命名练习
2. 学生互相交流讨论，解答疑问
3. 总结本节课的重点内容和难点
作业布置：
完成相关练习题目，加强对结构化学知识的掌握。
教学反思：
本课程设计旨在帮助学生理解结构化学的基本概念，并掌握相关知识和技能。
通过系统性讲解和实例练习，提高学生的学习兴趣和能力，并促进对化学知识的深入理解和应用。
高中化学竞赛全套讲解教案
高中化学竞赛全套讲解教案一、题目：化学竞赛题目二、知识点：1. 金属与非金属元素的氧化反应；2. 单质电离能和电子亲和能的概念；3. 电负性和原子结合特性的关系；4. 共价键和离子键的形成条件及性质；5. 氧化还原反应的过程和规律；6. 酸碱中和反应的原理及实验方法。
三、教学目标：1. 熟练掌握金属与非金属元素的氧化反应原理和条件；2. 理解单质电离能和电子亲和能的差异及其在元素化学反应中的应用；3. 掌握电负性和原子结合特性的关系，能够对元素之间的化学键类型进行分类；4. 了解共价键和离子键的形成条件及性质，能够通过化学方程式描述其反应过程；5. 理解氧化还原反应的过程和规律，能够预测反应产物及判断化学反应种类；6. 熟练运用酸碱中和反应的原理和实验方法，进行实验操作并得到正确结果。
四、教学步骤：1. 介绍金属与非金属元素的氧化反应原理和条件，通过实例分析反应机制和产物；2. 讲解单质电离能和电子亲和能的概念，比较它们在元素化学反应中的作用；3. 探讨电负性和原子结合特性的关系，使用原子结合图示例进行解释；4. 引入共价键和离子键的形成条件及性质，通过实验演示和计算化学键能进行说明；5. 解释氧化还原反应的过程和规律，通过半反应方程式进行分析和预测；6. 分析酸碱中和反应的原理及实验方法，利用指示剂或PH计进行现象解释。
五、教学评价：1. 学生掌握了金属与非金属元素的氧化反应原理和条件，能够运用所学知识解决相关问题；2. 学生理解了单质电离能和电子亲和能的概念，并能够对元素化学反应进行分析和预测；3. 学生能够区分电负性和原子结合特性之间的关系，对元素之间的化学键类型有清晰认识；4. 学生掌握了共价键和离子键的形成条件及性质，能够通过实验演示描述其反应过程；5. 学生了解了氧化还原反应的过程和规律，通过半反应方程式能够判断反应类型；6. 学生掌握了酸碱中和反应的原理及实验方法，能够运用指示剂和PH计进行实验操作和结果判定。
高中化学竞赛辅导全套课件(绝对精品)(共255张PPT)
φoF2/F- = 2.87v
1.2.1.2 用途
F2+UO2 →UF4→UF6 238U 235U 234U 的分离
F
F
nC
C
F
F
FF
(
C
C
)
n
F
F
N2H4(l)+2F2 → N2(g) + 4HF(g)
4000K火箭材料 灭鼠药 CH2FCOONH4 水解后产生CH2FCOOH(氟
1.3 HX
1.3.1 制备 1.3.1.1 直接合成
（仅） H2+Cl2=2HCl 1.3.1.2 复分解反应
CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF SiO2+4HF=2H2O+SiF4↑ SiF4+2HF= H2SiF6 如何在玻璃容器上刻字？有人写不出来，怎么办？
（实）NaCl+ H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑ NaCl+ H2SO4(浓)=Na2SO4+HCl↑
2. F2的键能<Cl2 F 的原子半径很小，电子密度很大，
电子 间斥力很大
O，N元素有类似的性质，第二周期特殊性 问题:F2→F-的变化分为: F2→2F（g）→2F△Hf=156.9+2（-333）=-176.1(kJ∙mol-1)
而△HCl=242.6+2（-348）=-105.4(kJ∙mol-1) 这就是F的电负性>Cl的原因! 以上说明:虽然Cl的电子亲和势>F,但F2的键能 <Cl2 于是原子Cl的活泼性>原子F的活泼性的活泼 性仍>Cl2
高中化学竞赛专题讲座——立体化学
高中化学奥赛专题讲座——立体化学近年来，无论是高考，还是全国竞赛，涉与空间结构的试题日趋增多，成为目前的热点之一。
本讲座将从最简单的几种空间正多面体开始，与大家一同探讨中学化学竞赛中与空间结构有关的内容。
第一讲中学化学中几种常见的晶体与应用一．晶体的概念与宏观性质：1．晶体是指具有规则外形的固体。
其结构特征是内部的原子或分子在三维空间的排布具有特定的周期性，即隔一定距离重复出现。
2．通性：〔1〕均匀性；〔2〕各向异性：晶体在不同方向上显示不同的性质；〔3〕具有固定的熔点；〔4〕对称性：这在很大程度上决定了晶体的性质。
3．分类：除四种基本类型外，还有一种是过渡型晶体〔混合型晶体〕。
如石墨晶体。
二．晶胞的概念与常见类型：1．概念：在晶体结构中具有代表性的基本的重复单位称为晶胞。
晶胞在三维空间无限重复就产生了宏观的晶体。
2．基本要点：①晶胞必须是平行六面体；②同一晶体中所划分出来的同类晶胞的大小和形状完全相同；③晶胞是晶体结构中的基本的重复单位，但不一定是最小的重复单位。
若一个晶胞只有一个最小重复单位，则称素晶胞，否则称复晶胞。
例：金属钠简单立方晶胞面心立方晶胞体心立方晶胞3．几种常见的晶胞：中学中常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中粒子数的计算方法如下：〔1〕顶点粒子有1/8属于晶胞；〔2〕棱边粒子有1/4属于晶胞；〔3〕面心粒子有1/2属于晶胞；〔4〕体心粒子按1全部计入晶胞。
[实例分析]①氯化钠、氯化铯晶胞〔配位数分别为6和8〕NaCl、CsCl晶体密度的计算是常遇到的问题。
其关系式如下：.ρ=m/v=(n×M)/V对于NaCl晶体，设晶胞的边长为a，有ρ=〔4×M NaCl〕/〔a3×N A〕对于CsCl晶体，设晶胞的边长为a，有ρ=〔1×M CsCl〕/〔a3×N A〕[练习]如图所示，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置，请将其中代表Na+的圆圈涂黑〔不考虑体积大小〕，以完成NaCl的晶体结构示意图。
高中化学知识板块讲解教案
高中化学知识板块讲解教案
一、教学内容：化学知识板块讲解
二、教学目标：通过本节课的学习，学生能够掌握化学知识板块的基本内容，提高化学学科的学习效果和兴趣。
三、教学重点与难点：化学知识板块的基本概念和原理。
四、教学准备：教师准备多媒体教学课件、化学实验设备等。
五、教学过程：
1.引入：利用多媒体教学课件，向学生介绍本节课的教学内容和学习目标。
2.讲解：逐一讲解化学知识板块的基本概念和原理，引导学生理解和记忆。
3.示范：通过化学实验的方式，向学生展示化学知识板块的实际应用和作用。
4.操练：组织学生进行相关练习和讨论，加深对化学知识板块的理解和巩固。
5.总结：总结本节课的重点内容和要点，激发学生学习兴趣和探索欲。
六、教学反思：本节课落实了多媒体教学和实验教学相结合的教学手段，学生的学习效果和参与度都很好。
在今后的教学中，需要更加注重化学知识板块的实际应用和探索，引导学生开展更多的实验和研究。
高中化学空间结构讲解教案
高中化学空间结构讲解教案
课时：1
教学内容：化学空间结构
教学目标：
1.了解化学中的空间结构的概念和分类。
2.掌握分子的几何构型和分子间的空间排列。
3.应用化学空间结构知识解决相关问题。
教学重点和难点：
重点：分子的几何构型和分子间的空间排列。
难点：掌握分子间不同的空间排列。
教学准备：
1.教材相关内容。
2.示意图和实物模型。
3.多媒体设备。
教学过程：
Step 1：导入（5分钟）
教师引出化学空间结构的概念，并提问学生对化学空间结构的理解。
Step 2：概念讲解（10分钟）
教师讲解分子的几何构型和分子间的空间排列，引导学生理解分子的空间结构与其性质之间的关系。
Step 3：实例分析（15分钟）
通过示意图和实物模型展示不同分子的几何构型，让学生思考分子间的排列方式，并讨论不同排列方式对分子性质的影响。
Step 4：实验操作（15分钟）
教师设计实验，让学生通过实际操作观察不同分子的空间排列，深入理解化学空间结构的重要性。
Step 5：讨论交流（10分钟）
学生分组讨论化学空间结构在实际应用中的意义，并展示他们的观点。
教师引导学生归纳总结本节课的重点内容。
Step 6：作业布置（5分钟）
布置作业，要求学生结合课堂所学知识，解答相关练习题或写一篇小结。
教学反思：
本节课以实例为主线，通过示意图、实物模型和实验操作，引导学生深入了解化学空间结构的概念和重要性，培养学生的思维能力和实践能力。
在以后的教学中，可以结合更多生活中的例子，引导学生更好地理解化学空间结构的实际应用。
高中化学竞赛全套课件
化学反应与能量转化
化学反应的能量守恒定律
化学反应中，反应物的总能量等于生成物的总能量，能量守恒是 化学反应的基本规律。
熵变与自发反应
熵变是反应能否自发进行的判据，熵增加的反应更容易自发进行。
催化剂的作用
催化剂可以降低反应的活化能，加速化学反应的速率。
周期与族
元素周期表分为七个周期和十八个族 ，每个周期和族的元素具有相似的性 质和电子排布规律。
化学键与分子结构
01
02
03
离子键与共价键
离子键是由电子转移形成 的，共价键则是通过共享 电子形成的。
分子轨道理论
分子轨道理论解释了分子 中电子的排布和运动，是 理解分子结构和化学键的 重要理论。
分子几何构型
数据处理
掌握实验数据的记录、整理、分析和 处理方法，能够根据实验结果得出正 确的结论。
实验报告撰写与评价
实验报告撰写
能够按照规定的格式和要求，撰写内容完整、条理清晰的实验报告，包括实验 目的、材料与方法、结果与讨论等部分。
实验评价
能够对实验过程和结果进行客观的评价，发现实验中存在的问题并提出改进意 见，促进实验技能的提高。
铁元素及其化合物
铁是过渡金属之一，广泛 用于制造钢铁和其他合金 ，存在于铁锈、氧化铁和 许多其他化合物中。
铝元素及其化合物
铝是轻金属之一，广泛用 于制造铝制品和其他合金 ，存在于明矾、氧化铝和 许多其他化合物中。
无机化学反应类型与规律
置换反应
一种物质取代另一种物质的 过程，例如金属与酸的反应 。
复分解反应
两种物质相互交换成分生成 另外两种物质的过程，例如 酸与碱的反应。
高中化学竞赛教案
高中化学竞赛教案
主题：化学竞赛备战
学时：2课时
目标：学生能够掌握化学竞赛常见的题型和解题技巧，提高化学知识的应用能力和解题速度。
教学步骤：
1.引入（10分钟）
- 引导学生了解化学竞赛的概况，介绍竞赛的题型和要求。
- 激发学生的学习兴趣，告诉他们竞赛可以锻炼化学思维和解题能力。
2.题型解析（30分钟）
- 分析化学竞赛常见的选择题、填空题、计算题等题型，并逐个进行解析。
- 教授学生解题的思路和方法，包括快速排除错误选项、建立逻辑关系等技巧。
3.示范练习（50分钟）
- 带领学生进行一些化学竞赛的练习题目，让他们尝试运用所学知识解题。
- 强调解题过程中的思考方法和策略，鼓励学生多多练习提高解题速度和准确率。
4.总结（10分钟）
- 总结本节课的重点内容，强调学生在备战化学竞赛时应该注重的方面。
- 鼓励学生要坚持每天练习，不断提高自己的化学水平和竞赛能力。
课后作业：完成一套化学竞赛练习题目，并认真总结解题过程中的问题和改进方法。
教学评价：根据学生在课堂表现和作业完成情况，对他们的解题能力和化学知识水平进行评价和反馈。
及时指导学生如何提升自己，为参加化学竞赛做好准备。
化学竞赛课程教案模板范文
课程名称：化学竞赛课程授课对象：高中学生课时：2课时教学目标：1. 帮助学生掌握化学竞赛的基本知识和技能，提高学生的化学素养。
2. 培养学生的科学探究能力和创新精神。
3. 为学生参加化学竞赛做好准备。
教学重点：1. 化学竞赛的基本题型和解题方法。
2. 学生对化学知识的综合运用能力。
教学难点：1. 复杂化学问题的分析能力。
2. 解题策略和技巧的灵活运用。
教学准备：1. 教学课件、竞赛题目、笔记本、白板、粉笔等。
2. 学生提前预习，了解竞赛大纲和题型。
教学过程：一、导入新课（5分钟）1. 回顾高中化学基础知识，强调竞赛中常用的知识点。
2. 引导学生思考化学竞赛的意义和重要性。
二、讲解竞赛题型及解题方法（20分钟）1. 介绍化学竞赛的基本题型，如选择题、填空题、解答题等。
2. 分析各类题型的特点和解题技巧。
3. 通过实例讲解如何运用所学知识解决实际问题。
三、分组讨论与练习（30分钟）1. 将学生分成若干小组，每组讨论一个竞赛题目。
2. 鼓励学生运用所学知识，独立思考，提出解决方案。
3. 教师巡视指导，解答学生疑问。
四、竞赛题目讲解与点评（15分钟）1. 选择典型题目进行讲解，分析解题思路和技巧。
2. 对学生的解答进行点评，指出优点和不足。
3. 强调解题过程中的注意事项。
五、总结与反思（5分钟）1. 总结本节课的重点内容，强调学生在竞赛中需要注意的要点。
2. 鼓励学生在课后继续练习，提高解题能力。
教学评价：1. 学生对化学竞赛知识的掌握程度。
2. 学生在讨论和练习中的表现。
3. 学生对竞赛题目的解答情况。
教学反思：1. 教师应根据学生的实际情况调整教学内容和方法。
2. 注重培养学生的创新思维和解决问题的能力。
3. 加强对学生竞赛心理的辅导，提高学生的自信心。
课后作业：1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 查阅相关资料，了解化学竞赛的最新动态。
备注：1. 教师应根据学生的实际水平和需求，灵活调整教学内容和进度。
高中化学 简单分子的空间结构竞赛辅导专题教案
化学：竞赛辅导专题讲座——简单分子的空间结构本节着重探讨简单分子的空间构型，这里会涉及不少杂化理论、价层电子互斥理论、离域π键和等电子体原理，本节不着重探讨。
下表是通过杂化理论和价层电子互斥理论确定的常见分子的空间构型，供大家参考。
【讨论】给出一个分子或离子，我们一般先找出中心原子，确定它的成键电子对数和孤电子对数，判断杂化类型和电子对构型，再判断分子或离子的构型。
由于等电子体具有类似的空间结构，我们也可以据此判断复杂的分子或离子的空间构型。
我们结合以下例题具体讨论。
【例题1】磷的氯化物有PCl3和PCl5，氮的氯化物只有NCl3，为什么没有NCl5？白磷在过量氯气（其分子有三种不同的相对分子质量）中燃烧时，其产物共有几种不同分子。
①【分析】PCl5中心原子P有3d轨道，能与3s、3p轨道一起参与杂化，杂化类型为sp3d，构型为三角双锥。
第二问是通过同位素来考察三角双锥的空间构型：“三角”是一个正三角形的三个顶点，等价的三个点；“双锥”是对称的两个锥顶。
P35Cl5的37Cl的一取代物可在角上和锥顶上2种情况；37Cl的二取代物可在两个角上、两个锥顶上和一个角一个锥顶上3种情况；利用对称性，三取代物、四取代物与二取代物、一取代物是相同的。
共计有(1＋2＋3)×2＝12种。
【解答】N原子最外层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5。
12种。
【练习1】PCl5是一种白色固体，加热到160℃不经过液态阶段就变成蒸气，测得180℃下的蒸气密度（折合成标准状况）为9.3g/L，极性为零，P－Cl键长为204pm和211pm两种。
继续加热到250℃时测得压力为计算值的两倍。
PCl5在加压下于148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得P－Cl的键长为198pm和206pm两种。
（P、Cl相对原子质量为31.0、35.5）回答如下问题：①180℃下，PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体结构。
[成套]2010年高中化学化学竞赛辅导无机化学教案10.固体结构
![[成套]2010年高中化学化学竞赛辅导无机化学教案10.固体结构](https://img.taocdn.com/s3/m/29b5a4f126fff705cc170ab2.png)
10--固体结构[教学要求]1．熟悉晶体的类型、特征核组成晶体的微粒间的作用力。
2．了解金属晶体的三种密堆积结构及其特征。
理解金属键的形成核特征。
3．熟悉三种典型离子晶体的结构特征。
理解晶格能的概念和离子电荷、半径对晶格能的影响；熟悉晶格能对离子化合物熔点、硬度的影响；了解晶格能的热化学计算方法。
4．了解离子半径及其变化规律、离子极化及其对键型、晶格类型、溶解度、熔点、颜色的影响。
5．熟悉键的极性和分子的极性；了解分子的偶极矩和变形性及其变化规律，了解分子间力的产生及其对某些物性的影响。
[教学重点]1．晶胞2．各种类型晶体的结构特征,特别是离子晶体。
3．离子极化[教学难点]晶胞的概念, 离子极化[教学内容]§10.1 晶体结构和类型10.1.1 晶体结构的特征与晶格理论1. 晶体结构的特征晶体是由原子、离子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体。
特征：(1) 晶体具有规则的几何构形，这是晶体最明显的特征，同一种晶体由于生成条件的不同，外形上可能差别，但晶体的晶面角却不会变.(2) 晶体表现各向异性，例如热、光、电、硬度等常因晶体取向不同而异。
(3) 晶体都有固定的熔点，玻璃在加热时却是先软化，后粘度逐渐小，最后变成液体.2. 晶格理论的基本概念晶格(点阵)是晶体的数学抽象。
晶胞是晶体的最小重复单元，通过晶胞在空间平移并无限地堆砌而成晶体，它有二个要素：一是晶胞的大小、型式。
晶胞的大小、型式由a、b、c三个晶轴及它们间的夹角α.β.γ所确定。
另一是晶胞的内容。
由组成晶胞的原子或分子及它们在晶胞中的位置所决定晶胞的内容包括粒子的种类，数目及它在晶胞中的相对位置。
按晶胞参数的差异将晶体分成七种晶系。
按带心型式分类，将七大晶系分为14种型式。
例如，立方晶系分为简单立方、体心立方和面心立方三种型式。
10.1.2 晶体缺陷1. 本征缺陷：由于晶体中晶格结点上的微粒热涨落所导致的缺陷。
2. 杂质缺陷：由于杂质进入晶体后所形成的缺陷。
[成套]2010年高中化学化学竞赛辅导无机化学教案09.分子结构
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9--分子结构[教学要求]1．熟悉化学键的分类、共价键价键理论的基本要点、共价键的特征和类型。
了解键能、键长、键角等概念。
2．熟悉杂化轨道理论的概念和类型，能用杂化轨道理论解释简单分子和离子的几何构型。
3．了解价层电子对互斥理论的要点和用该理论推测简单分子或离子的几何构型的方法。
4．了解分子轨道的概念、第二周期同核双原子分子的能级图核电子在分子轨道中的分步，并推测其磁性核稳定性（键级）。
[教学重点]1.共价键的形成和本质，现代价键理论的要点和优缺点，共价键的方向性和饱和性，б键和π键。
2.价层电子对互斥理论。
3.杂化轨道理论。
4. 共轭大π键5.分子轨道理论简介：分子轨道的含义，分子轨道的形成，分子轨道中电子的排布，键级。
6.共价分子的性质--键能、键长、键角，键的极性。
分子偶级矩和磁性。
7.分子间的作用力和氢键。
[教学难点]MO法，共轭大π键[主要内容]1.Lewis理论2.价键理论3.杂化轨道理论4.价层电子对互斥理论5.键参数6.分子轨道理论[教学内容]§9.1 Lewis理论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”。
“化合价”概念：是由英国化学家弗兰克兰在1850年左右提出的。
H—H结构式称为弗兰克兰结构式。
路易斯把弗兰克兰结构式中的“短棍”解释为两个原子各取一个电子配成对，即：“—”是一对共用电子，“ ＝”是2对共用电子，“≡” 是3对共用电子。
路易斯还认为，稀有气体最外层电子构型（8e- ）是一种稳定构型，其他原子倾向于共用电子而使他们的最外层转化为稀有气体的8电子稳定构型—8隅律。
路易斯又把用“共用电子对”维系的化学作用力称为共价键。
这种观念为路易斯共价键理论。
孤对电子：分子中除了用于形成共价键的键合电子外，存在未的用于形成共价键的非键合电子。
化学竞赛专题讲座二：共价粒子的空间构型(分子结构)模板
化学竞赛专题讲座二、共价粒子的空间构型（分子结构）Lewis 结构 共振论 价层电子互斥模型（VSEPR ） 等电体原理 杂化轨道一、Lewis 结构 共振论1．令共价粒子中所有原子价层电子数为8（H 为2）时的电子总数为n 0，实际各原子价层电子数之和（加阴离子的电荷数、减阳离子的电荷数）为n v ，则：共价键数==(n 0—n v )/2 其中n 0—n v == n s 共用电子数2．依上述要求写出各种Lewis 结构式（以点线式表示），并用形式电荷Q F 对其稳定性进行判断：Q F == n v —n r （孤对电子数）—n s== 某原子所形成的价键数—该原子的单电子数（碳C 为4）8—该原子价电子数a.各原子的Q F 为零的结构最稳定；b.若相邻原子的Q F ≠0时，通常是 ①Q F 要小；②非金属性强（电负性大）的原子Q F ＜0，另一原子Q F ＞0为稳定结构； ③相邻原子的Q F 为同号则不稳定，但N 2O 4例外。
（二）共振论个相对合理的Lewis 结构式表示，在不改变原子的相对位置时，变换价键表示形式，用Lewis 式的“混合”（三）键级【1】 N 2F 2有三种异构体（已合成了2种）、N 4H 4（H 化学环境完全相同），写出它们的Lewis 式并讨论其稳定性。
N 2F 2 ：N 4H 4：因为：n 0 = 6³8 = 48 ， n v = 3 ³6 + 2³5 + 7—1 == 34 所以：共价键数==(n 0—n v )/2 ==(48—34)/2 = 7较稳定 最稳定（S=N 键的键长最短）对原子为8电子构型的粒子的简捷判定式各共振体中指定价键的总数键级== N=N N=N N=N N=N N=NCl +S —S N N S⊕+2Cl +S —S N N S⊕+2Cl +S —S N N S⊕ ⊕ Cl +S —S N NS⊕⊕ O O N —N O O ⊕ ⊕ H HN—N H H0 0 中N —N 键的键长＞ 中的N —N 键键长。
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第十讲化学物质的空间结构主要考查点：1．常见分子或离子的空间结构、晶体的空间结构；2．晶胞的相关知识。
知识延伸：⑴离子晶体：NaCl和CsCl①每个Na+周围有个Cl-，每个Cl-周围有个Na+。
②每个Na+周围的Cl-构成的空间图形是③每个Na+周围与之距离最近的Na+有个，Na+之间距离最近是(设晶胞边长为a)。
④若将上面晶胞用进行(均分)切割，可得小立方体，它们的顶点应分别为离子，由此每个晶胞中平均含有离子各个，在整个晶体中单个的NaCl分子。
NaCl表示晶体内的化学式。
小结：晶胞中微粒数目的计算位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有；位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有；位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有 ； 位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有 。
CsCl 晶体中，每个Cs +同时吸引着个Cl —，每个Cl —同时吸引着 个Cs +。
它们的顶点应为 离子，每个晶胞中平均含有 离子各 个。
例1.⑴ NaCl 晶胞向三维空间延伸就可得到完美晶体。
NiO （氧化镍）晶体结构与NaCl 相同，Ni 2+与最邻近O 2—的核间距离为a ×10—8cm ，计算NiO 晶体密度(已知NiO 的摩尔质量为74.7g ·mol —1)。
⑵ 天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO 晶体中就存在如下图所示的缺陷：一个Ni 2+空缺，另有两个Ni 2+被两个Ni 3+所取代。
其结果晶体仍呈电中性但化合物中Ni 和O 的比值却发生了变化。
某氧化镍样品组成为Ni 0.97O ，试计算该晶体中Ni 3+与Ni 2+的离子数之比。
⑵ 原子晶体：金刚石晶体中，每个碳原子都以共价键与相邻的 个碳原子结合成 结构，最小碳环上有 个碳原子，每个碳原子为 个环共用。
这些环向空间伸展得到立体网状结构晶体石墨晶体中①同一平面内碳原子之间的结合力Ⅰ同层间每个碳原子与 碳原子以 结合，键角 。
Ⅱ最小环上有 个碳原子，同一平面上。
Ⅲ碳原子数与形成的化学键数之比为 。
O 2-2+Ni O 2-O 2-O 2-2+Ni 2+Ni+3Ni+3NiO 2-O 2-②层与层之间的结合力为。
例2.石墨的片层与层状结构如图2-4所示：其中C—C键长为142pm，层间距离为340pm （1pm=10－12m）。
试回答：①．片层中平均每个六元环含碳原子数为个；在层状结构中，平均每个六棱柱（如ABCDEF—A1B1C1D1E1F1）含碳原子数个。
②．在片层结构中，碳原子数、C—C键数、六元环数之比为③．有规则晶体密度的求算方法：取一部分晶体中的重复单位（如六棱柱ABCDEF—A1B1C1D1E1F1），计算它的质量和体积，其比值即为所求晶体的密度，用此法可求出石墨晶体的密度为 g/cm3(保留三位有效数字)。
④每个硅原子都以共价键与个氧原子结合成结构，每个氧原子都以共价键与个硅原子结合，最小环上有个硅原子和个氧原子，这些环向空间伸展得到立体网状结构晶体。
⑶分子晶体：二氧化碳晶体二氧化碳是一种立方面心结构，二氧化碳分布在8个顶点和6个面心上，每个晶胞中含个二氧化碳分子，与每个二氧化碳分子最近等距离（）的二氧化碳分子有个。
C60①该分子中有个五元环，个六元环；②每个五元环周围个六元环，每个六元环周围个五元环；③若该分子中无自由电子存在，则有个单键，个双键。
例3．分析下列物质的物理性质，判断其晶体类型：A ．碳化铝，黄色晶体，熔点2200OC ，熔融态不导电________________________；B ．溴化铝，无色晶体，熔点98OC ，熔融态不导电__________________________；C ．五氟化钒，无色晶体，熔点19.5OC ，易溶于乙醇、氯仿、丙酮中____________；D ．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水中都能导电_________________________。
例4．1995年美国Lagow 教授报道，他制得了碳的第四种同素异性体一链式炔碳…-C ≡C-C ≡C-C ≡C-…该物质的一个分子中含有300~500个碳原子，性质很活泼。
据此判断，链式炔碳固体形成的晶体应属于______________；其熔点估计比石墨的________。
例5．已知氯化铝的熔点为190O C(2.02×105Pa)，但它在180OC 即开始升华。
(1)氯化铝是_________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(2)在500K 和1.01×105Pa 时，它的蒸气密度(换算成标准状况时)为11.92g/L ，且已知它的结构中还含有配位键，氯化铝的化学式为________，结构式为_________。
(3)无水氯化铝在潮湿空气中强烈地“发烟”，其原因是_________。
(4)如何通过其他实验来判别氯化铝是离子化合物还是共价化合物？ 例6．某离子晶体部分结构如图。
(1)晶体中每个Y 同时吸引着最近的________个X ，每个X 同时吸引着 最近的________个Y ，该晶体的化学式为________。
(2)晶体中每个X 周围与它最近且距离相等的X 共有________个；(3)晶体中距离最近的2个X 与一个Y 形成的夹角∠XYX 的角度________； (4)设该晶体的摩尔质量为Mg 1mol-⋅，晶体密度为3cm g -⋅ρ，阿佛加法罗常数为N A ，则晶体中两个距离最近的X 中心间距离为_____cm 。
例7.如图所示为高温超导领域里的一种化合物——钙钛矿的结构。
该结构是具有代表性的最小重复单元。
确定该晶体结构中，元素钙、钛、氧的个数比及该结构单元的质量。
（相对原子质量：Ca 40.1 Ti 47.9 O 16.0；阿佛加德罗常数：6.02×1023）例8．Fe x O 晶体晶胞结构为NaCl 型，由于晶体缺陷，x 值小于1。
测知Fe x O 晶体为ρ为5.71g/cm ，晶胞边长（相当于例题2中NaCl 晶体正方体结构单元的边长）为4.28×10-10m （相对原子质量：Fe 55.9 O 16.0）。
求： 1．Fe x O 中x 值为 （精确至0.01）。
2．晶体中Fe 分别为Fe 2＋、Fe 3＋，在Fe 2＋和Fe 3＋的总数中，Fe 2＋所占分数为 （用小数表示，精确至0.001）。
3．此晶体的化学式为 。
4．Fe在此晶系中占据空隙的几何形状是（即与O2－距离最近且等距离的铁离子围成的空间形状）。
5．在晶体中，铁元素的离子间最短距离为m。
⑤巩固练习1.某离子晶体中，存在着A（位于八个顶点）、B（位于正六面体中的六个面上）、C（位于体心）三种元素的原子，其晶体结构中具有代表性的最小重复单位的排列方式如图所示，则该晶体中A、B、C三种原子的个数比是A. 8︰6︰1B. 1︰1︰1C. 1︰3︰1D. 2︰3︰1第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类 1000年的能源需要。
天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳五个CH4分子或1个游离H2O分子。
根据上述信息，完成第2、3题：2.下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是A.两种都是极性分子B.两种都是非极性分子C.CH4是极性分子，H2O是非极性分子D.H2O是极性分子，CH4是非极性分子3.若晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为A. CH4·14H2OB. CH4·8H2OC. CH4·(23/3)H2OD. CH4·6H2O4.最近发现一种由钛原子（Ti）和碳原子（C）构成的气态复杂分子（如右图所示），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，它的化学式是。
5．现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图所示），可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为_______；乙晶体的化学式为_________；丙晶体的化学式为_____________；丁晶体的化学式为_______________。
6．晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，其中含有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子，如图所示。
回答：（1）键角____________；（2）晶体硼中的硼原子数______________个；（3）B—B键有_____________条。
7．C70分子是形如椭球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：（1）C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；（2）C70分子中只含有五边形和六边形；（3）多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。
根据以上所述确定：①C70分子中所含的单键数和双键数；②C70分子中的五边形和六边形各有多少？8. 已知LiI的晶体与NaCl晶体结构相同。
如图所示。
实验测得Li+与I-最近的距离是0.302nm。
假定I-和Li+都是刚性球。
⑴欲计算得到I-和Li+近似半径时你还必须再作什么假定？⑵计算I-和Li+的近似半径。
⑶若用另一种方法测得Li+的半径为0.060nm～0.068nm，试验证你的假设是否正确。