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
第 1 页共 5 页高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学第三节正八面体与正方体前文我们学习了正方体与正四面体，现在我们来学习另一种空间正多面体——正八面体。
由于在高中立体几何中并未涉及这种立体图形，使同学们在理解上存在一定的困难，那么就让我们先来讨论一下正八面体吧！【讨论】顾名思义，正八面体应该有八个完全相同的面，如右图3-1所示，每个面都是正三角形；另外正八面体有六个顶点，十二条棱。
让我们与正方体作一对比，它们都有十二条棱，正方体有六个面（正八面体六个顶点）、八个顶点（正八面体八个面），与正八面体的面数和顶点数正好相反，它们是否存在内在的空间关系呢？我们连接正方体六个面的面心形成的是什么空间图形呢？它就是正八面体（能理解了吧！我们也可以将空间直角坐标系xyz 轴上与原点等距的六个点连起来构成正八面体）。
正八面体与正方体都是十二条棱，它们的空间位置显然是不一样的，但它们的十二条棱的棱心的空间位置又如何呢？应该是一样的吧。
先让我们看个例题再讨论吧！【例题1】已知[Co(NH 3)6]3＋的立体结构如图3-2所示，其中1~6处的小圆圈表示NH 3分子，且各相邻的NH 3分子间的距离相等（图中虚线长度相同）。
Co 3+位于八面的中心，若其中两个NH 3被Cl －取代，所形成的[Co(NH 3)4Cl 2]+的同分异构体的数目是①A 1 B 2 C 3 D 4【分析】正八面体每个顶点在空间是完全等价的，当选定一个顶点后，另五个顶点就在空间形成两种相对的位置，四个是相邻的，一个是相对的，故二氯取代物是两种，两个氯的距离分别是边长和对角线长。
【解答】B 【练习1】SF 6是一种无色气体，具有很强的稳定性，可用于灭火。
SF 6的分子结构如图3-3所示，呈正八面体型。
如果F 元素有两种稳定的同位素，则SF 6的不同分子种数为②A 6种 B 7种 C 10种 D 12种【讨论】用同位素考察分子的空间结构是一种新方法，也是一种好方法。
三维化学的-正八面体与正方体
实用标准文案 精彩文档高中化学竞赛辅导专题讲座一一三维化学第三节正八面体与正方体前文我们学习了正方体与正四面体，现在我们来学习另一种空间正多面 体——正八面体。
由于在高中立体几何中并未涉及这种立体图形，使同学们 在理解上存在一定的困难，那么就让我们先来讨论一下正八面体吧!【讨论】顾名思义，正八面体应该有八个完全相 同的面，如右图3-1所示，每个面都是正三角形；另 外正八面体有六个顶点，十二条棱。
让我们与正方体 作一对比，它们都有十二条棱，正方体有六个面（正 八面体六个顶点）、八个顶点（正八面体八个面），与 正八面体的面数和顶点数正好相反，它们是否存在内 在的空间关系呢？我们连接正方体六个面的面心形成的是什么空间图形呢？它就是正八面体（能理解了吧！我们也可以将空间直角坐标系 xyz十二条棱，它们的空间位置显然是不一样的，但它们的十二条棱的棱心的 空间位置又如何呢？应该是一样的吧。
先让我们看个例题再讨论吧!【例题1】已知[Co （NH 3）6]3+的立体结构如图3-2所示，其中1~6 处的小圆圈表示NH 3分子，且各相邻的NH 3分子间的距离相等（图中虚 线长度相同）。
Co 3+位于八面的中心，若其中两个NH 3被Cl -取代，所形图1-1轴上与原点等距的六个点连起来构成正八面体） 正八面体与正方体都是S实用标准文案成的[Co(NH 3)4Cl2]+的同分异构体的数目是A 1B 2C 3D 4【分析】正八面体每个顶点在空间是完全等价的，当选定一个顶点后，另五个顶点就在空间形成两种相对的位置，四个是相邻的，一个是相对的，故二氯取代物是两种，两个氯的距离图3-2 分别是边长和对角线长。
【解答】B【练习1】SF6是一种无色气体，具有很强的稳定性，可用于灭火。
SF6的分子结构如图3-3所示，呈正八面体型。
如果F元素有两种稳定的同位素，贝USF6的不同分子种数为 _______________________ ②A 6种B 7种C 10种D 12种【讨论】用同位素考察分子的空间结构是一种新方法，也是一种好方法。
配位化合物
配位化合物第一节配位化合物的基本概念一、配位化合物的定义在CuSO4溶液中加少量氨水，生成浅蓝色Cu(OH)2↓，再加入氨水，沉淀溶解变成深蓝色溶液，加入乙醇，降低溶解度，得到深蓝色晶体，该晶体经元素分析，得知含Cu、SO42-、4NH3、H2O；取深蓝色溶液，加BaCl2，生成白色BaSO4↓，说明存在SO42-，加少量NaOH，无Cu(OH)2↓和NH3产生，说明溶液中不存在Cu2+和NH3分子，从而分析其结构为：[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu和NH3之间的加合，既无氧化数的变化，也没有提供单电子配对而形成共价键，不符合经典的化合价理论。
这类化合物就是配合物。
二、配位化合物的组成1893年，维尔纳(A. Werner)提出配位理论。
1、配离子可以是阴或阳离子2、中心离子：简单阳离子，特别是过渡金属离子，也有金属原子。
位于配离子的中心。
3、配体：位于中心离子周围，可以是中性分子，也可以是负离子。
其特点是配位原子含有孤对电子。
能作为配位原子的元素主要有：N、O、C、S及卤素等。
4、配位数：配合物中，配位原子的总数。
决定于中心离子和配位体的性质，其电荷、体积、电子层结构及它们之间相互影响，形成时的条件(T、C)中心离子的电荷：+1 +2 +3 +4特征配位数： 2 4(或6) 6(或4) 6(或8)三、配位化合物的命名服从一般无机化合物的命名原则。
如果化合物的负离子是一个简单离子，叫某"化"某；如果化合物的负离子是一个复杂离子，叫某"酸"某。
络合物内界命名次序为：配位数(一、二、三、四)-配位体名称-"合"(表示配位结合)-中心离子名称-中心离子氧化数(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)例：[Co(NH3)6]Cl3[Pt(NH3)4](OH)2K2[PtCl6] H2[PtCl6]氯化六氨合钴(Ⅲ)氢氧化四氨合铂(Ⅱ)六氯合铂(Ⅳ)酸钾六氯合铂(Ⅳ)酸不止一种配体：先列阴离子，后列中性分子，若配体同是阴离子或中性分子，则按配位原子元素符号的英文次序排列。
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，及大家一同探讨中学化学竞赛中及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）及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原子及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。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第16讲 立体化学基础-知识梳理
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第16讲 立体化学基础【竞赛要求】有机立体化学基本概念。
构型与构象。
顺反异构（trans -、cis -和Z -、E -构型）。
手性异构。
endo -和exo -。
D,L 构型。
【知识梳理】从三维空间结构研究分子的立体结构，及其立体结构对其物理性质和化学性质的影响的科学叫立体化学。
一、异构体的分类按结构不同，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。
二、立体异构 （一）顺反异构分子中存在双键或环等限制旋转的因素，使分子中某些原子或基团在空间位置不同，产生顺反异构现象。
双键可以是C=C 、C=N 、N=N 。
双键产生顺反异构体的条件是双键两端每个原子所连二基团或原子不同。
如：顺反异构的构型以前用顺– 和反– 表示。
如：但顺反异构体的两个双键碳原子上没有两个相同的取代基用这种命名法就无能为力。
如：系统命名法规定将双键碳链上连接的取代基按次序规则的顺序比较，高序位基在双键同侧的称Z 型，ab c b cab c dcab c dcH HC = CH 3CH 3C 顺 – 2 – 丁烯H CH 3 C = CH 3HC 反 – 2 – 丁烯H 3CCH 2CH 3 C =H CH(CH 3)2 C反之称E 型。
如上化合物按此规定应为E 型。
命名为E – 4 – 甲基 – 3 – 已基 – 2 – 戊烯。
所谓“次序规则”，就是把各种取代基按先后次序排列的规则。
（1）原子序数大的优先，如I ＞Br ＞Cl ＞S ＞P ＞F ＞O ＞N ＞C ＞H ，未共用电子对为最小； （2）同位素质量数大的优先，如D ＞H ；（3）二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； （4）重键，如：分别可看作：（5）当取代基的结构完全相同，只是构型不同时，则R ＞S ，Z ＞E 。
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——三维化学第二节规则晶体的密度计算在第一节中，我们学习了空间正方体与正四面体的关系，能把四面体型的碳化硅原子晶体（或金刚石）用正方体模型表示出来。
本节我们将着重讨论如何来计算其密度。
先来了解一下有关密度的问题吧。
【讨论】在初中物理中，我们学习了密度概念。
密度是某一物质单位体积的质量，就是某一物质质量与体积的比值。
密度是物质的一种属性，我们无限分割某一物质，密度是不变的（初中老师说过）。
这儿请注意几个问题：其一，密度受环境因素，如温度、压强的影响。
“热胀冷缩”引起物质体积变化，同时也改变了密度。
在气体问题上，更是显而易见。
其二，从宏观角度上来看，无限分割的确不改变物质的密度；但从微观角度来看呢，当把物质分割到原子级别时，我们拿出一个原子和一块原子间的空隙，或在一个原子中拿出原子核与核外部分，其密度显然都是不一样的。
在化学中有关晶体密度的求算，我们是从微观角度来考虑的。
宏观物质分到何时不应再分了呢？我们只要在微观角度找到一种能代表该宏观物质的密度的重复单位。
一般我们都是选取正方体型的重复单位，它在三维空间里有规则地堆积（未留空隙），就构成宏观物质了，也就是说这个正方体重复单位的密度代表了该物质的密度。
我们只要求出该正方体的质量和体积，不就是可以求出其密度了吗？现在，我们先主要来探讨一下正方体重复单位的质量计算。
【例题1】如图2-1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）【分析】我们以右图2-1所示的正方体结构单元为研究对象，讨论钙、钛、氧这三种元素属于这个正方体结构单元的原子（或离子）各有几个。
首先看钙原子，它位于正方体的体心，自然是1；再看位于顶点上的钛原子，属于这个正方体是1/8吗？在第一节中，我们曾将一个大正方体分割成八个小正方体，原来在大正方体的一个原子被分割成了八个，成为小正方体的顶点。
高中化学竞赛专题讲座教案
高中化学竞赛专题讲座教案
主题：化学竞赛的基本知识和应试技巧
目标：通过本次讲座，学生将掌握化学竞赛的基本知识，了解常见的应试技巧，提高应试能力。
一、引言（5分钟）
介绍化学竞赛的重要性，激发学生对化学竞赛的兴趣。
二、化学竞赛的基本知识（15分钟）
1. 化学竞赛的类型及要求
2. 常见的竞赛题型和题材
3. 竞赛题目的难易度和分值分布
4. 常见的竞赛规则和注意事项
三、化学竞赛的应试技巧（20分钟）
1. 如何阅读和理解竞赛题目
2. 如何解答选择题和计算题
3. 如何运用化学知识和思维方法解答主观题
4. 如何高效备考和应对考试压力
四、实例分析与练习（20分钟）
结合真实的竞赛题目，分析解题思路和方法，引导学生进行练习和应用。
五、答疑与交流（10分钟）
学生对化学竞赛相关问题进行提问，老师进行答疑解惑，促进学生之间的交流与分享。
六、总结与展望（5分钟）
总结本次讲座的内容和收获，展望未来在化学竞赛中取得更好的成绩。
教学方法：讲授结合互动，理论联系实际，案例分析与实践操作相结合。
课后作业：学生自主复习，完成相关练习题目。
评价方法：学生的课堂参与度、讲座笔记、课后作业完成情况。
教学反思：通过本次讲座，希望学生能够了解化学竞赛的基本知识和应试技巧，提高应试能力，为参加化学竞赛做好充分准备。
高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学4-
▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学第四节 正四、六、八面体的组合前文我们学习了正方体、正四面体与正八面体，本节我们将对内容做进一步的巩固复习，并将探讨一下正四、八面体的组合。
【例题1】XeF 8是一种尚未合成的化合物，预测它的空间构型 ；F 有二种同位素，则XeF 8有 种不同分子。
（不计顺反异构和旋光异构）①【分析】八个原子在空间的最对称排列是正方体。
在着重讨论过正四面体与正八面体后，再看这个正方体问题。
不妨设正方体八个顶点全被a F 占据，我们每一次用0，1，2，3……8个b F 去取代，看两个b F ，有3种，分别在棱上，面对角线上，体对角线上；看三个b F ，也有3种，三个b F 构成的三角形边长分别为1，1，2；1，2，3；2，2，2。
关键是看四个b F 时有几种。
如图4-1所示正方体，四个b F 共面时有2种（如面ABCD 与面A 1B 1CD 型），四个b F 构成正三棱锥有2种（如正四面体型的ACB 1D 1与三棱垂直的ABDA 1），另外还各有一个ABCC 1型和ABCD 1型。
因此总数应为(1＋1＋3＋3)×2＋6＝22种。
【解答】正方体 22【练习1】1964年Eaton 合成了一种新奇的烷，叫立方烷，化学式为C 8H 8 (A )。
20年后，在Eaton 研究小组工作的博士后XIONG YUSHENG (译音熊余生)合成了这种烷的四硝基衍生物(B ), 是一种烈性炸药。
最近，有人计划将B 的硝基用19种氨基酸取代，得到立方烷的四酰胺基衍生物(C )，认为极有可能从中筛选出最好的抗癌、抗病毒，甚至抗爱滋病的药物来。
四硝基立方烷理论上可以有多种异构体，但仅只一种是最稳定的，它就是(B )，请画出它的结构式；C 中每个酰胺基是一个氨基酸基团。
高中化学竞赛辅导全套课件(绝对精品)(共255张PPT)
9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/302021/8/30Monday, August 30, 2021 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/302021/8/302021/8/308/30/2021 5:58:37 AM 11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/302021/8/302021/8/30Aug-2130-Aug-21 12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/302021/8/302021/8/30Monday, August 30, 2021
与金属反应
2Fe + 3(SCN) 2= 2Fe(SCN) 3 2Fe + 3Cl2=2FeCl3 与H2反应，但酸性很弱 H2+(CN)2 ＝ 2HCN H2+ Cl2=2HCl
化学竞赛第六章立体化学
03 环状化合物立体化学性质 探讨
环状化合物手性判断方法
观察法
直接观察分子中是否存在手性碳原子，若存在则 分子具有手性。
对称法
判断分子是否具有对称中心、对称面或对称轴， 若不具有则分子具有手性。
旋光法
测定分子的旋光度，若旋光度不为零则分子具有 手性。
环上取代基位置对性质影响
取代基位置对物理性质的影响
取代基的位置会影响分子的极性、偶极矩等 物理性质。
取代基位置对化学性质的影响
不同位置的取代基会影响分子的反应活性、 选择性等化学性质。
取代基位置对生物活性的影响
某些环状化合物具有生物活性，取代基的位 置会影响其生物活性及药效。
典型环状化合物案例分析
1 2
环己烷及其衍生物
环己烷是最简单的环状化合物之一，其衍生物具 有多种立体化学性质，如手性、构象异构等。
透视式
Newman投影式
沿碳-碳键的轴方向观察，用圆圈表示 碳原子，用短线表示化学键。
用透视的方法表示分子的立体构型， 常用于表示环状化合物。
Fisher投影式和Newman投影式
Fisher投影式
将碳链竖直放置，把取代基按次序规则排在碳链四周，只表示出键的连接情况，不表示空间构型。
Newman投影式
炔烃顺反异构现象及命名规则
要点一
顺反异构现象
要点二
命名规则
炔烃分子中，碳碳三键的存在使得与之相连的原子或基团 在空间上产生不同的排列方式，从而产生顺反异构现象。
对于炔烃的顺反异构体，一般采用顺/反命名法。其中，顺 式表示两个较优基团在碳碳三键的同一侧，反式表示两个 较优基团在碳碳三键的两侧。命名时需遵循优先顺序规则 ，先比较与三键相连的两个原子的原子序数，若不同则原 子序数大者为较优基团；若相同则比较与之相连的第三个 原子的原子序数，以此类推。
高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学5-
▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ▁▂▃▄▅▆▇█▉▊▋▌▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ▃ ▄ ▅ ▆ ▇ █ █ ■ ▓高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学第 五节 正十二、二十面体与碳－60在学习完正四面体、正方体、正八面体以后，我们再来学另两种正多面体——正十二面体与正二十面体，以及用它们完美组合而成的碳－60的空间模型。
【讨论】在平面上，我们用单位正方形，可紧密地铺满一个无限平面；用单位正六边形也是可以紧密地铺满一个平面的；那么单位正三角形可以吗？由于一个六边形可分割成六个完全相同的正三角形，显然，单位正三角形也是可以的；再来看正五边形，它的每个顶点是108°（不是360°的约数），如右图5-1所示，它在平面不可能铺满而不留任何空隙。
在空间正多面体中，共一顶点的棱至少3条，共一顶点的夹角之和应小于360（如正方体270º，正八面体240º），因此正六边形不能在空间构成一个每个面是正六边形的正多面体，那么五边形是否可以构成正多面体呢？由于3×108º＜360º，因此就存在可能性。
如右图5-2所示，这就由正五边形构成的正多面体——正十二面体。
请看例题1。
【例题1】如图5-2所示是十二面体烷的空间构型，写出它的化学式并计算它的一氯取代物和二氯取代物的数目。
【分析】在前几节，我们曾探讨了空间多面体中点、线、面的关系。
在正十二面体中，每个面是正五边形，三条棱共一顶点，因此顶点数应为12×5/3=20，而棱数应为12×5/2=30。
既然是空间正多面体，它的每个顶点必须是等价的，一氯取代物只可能是一种。
我选定一个顶点，与它最近的顶点是3个（共棱），然后是6个，然后依次是6个，3个，1个，故二氯取代物有5种。
【解答】化学式C 20H 20，1种一氯取代物，5种二氯取代物。
三维化学-物质的结构与性质
高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学第七节物质的结构与性质本节我们收集了部分涉及物质结构与性质的综合性原创试题，供大家参考。
【例题1】1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出特殊贡献的化学家。
O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。
O3分子的结构如右图7-1所示，呈V型，键角116.5o，与图7-1SO2近似，三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个大π键——三个O原子均等地享有这4个电子。
在1.01×105Pa，273℃时，O3在催化剂作用下能迅速转化为O2,当生成该状态下22.4L O2时，转移电子数 ________mol。
①【分析】臭氧分子的中间氧原子上有1孤电子对，因此该氧原子是sp2杂化，分子构型为V形（与SO2是等电子体），是个极性分子。
本题通过对O3的分析解决问题，打破“题海”中单质间的转化为非氧化还原反应的束缚。
O3分子中各原子电荷为，即O3为，每摩尔O3转变为O2转移电子数为2/3mol，本题还对物理中的气态方程进行了考查。
【解答】2/9【例题2】高氙酸盐（XeO64－）溶液能与XeF6等物质的量反应，收集到的气体在标准状况下测得其密度为3.20g/L，同时还得到一种Xe（Ⅷ）的氟氧化合物的晶体。
写出反应方程式并给出XeO64－中Xe的杂化类型与XeO64－离子的空间构型。
②【分析】XeO64－离子的中心原子Xe是最高价，无孤电子对，是sp3d2杂化，正八面体构型。
由题给密度可求得收集到气体的相对分子质量为71.7，一定是混合气体，一种应是相对分子质量较大的Xe，另一种应是O2（F2不会从水溶液中出来），用十字交叉法可求得两者物质的量之比为2:3，由于反应物是等物质的量反应，由得失电子守恒可求得，确定各物质的比例关系，由原子守恒，确定氟氧化合物中氟与氧的原子数。
【解答】2XeO64－＋2XeF6==2XeO3F2＋2Xe＋3O2＋8F－sp3d2正八面体【例题3】氯化亚砜（SOCl2）是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。
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
高中化学三维教案模板
高中化学三维教案模板学科：化学年级：高中授课内容：化学元素周期表课时安排：第一课时：元素周期表的发展历史第二课时：元素周期表的组成要素第三课时：元素周期表的周期性规律教学目标：1. 了解元素周期表的发展历史，掌握元素周期表的组成要素；2. 掌握元素周期表的周期性规律，能够解释元素周期表中元素的排列方式；3. 能够运用元素周期表的知识，分析元素的性质及其在化合物中的作用。
教学准备：1. PowerPoint课件；2. 白板、彩色粉笔；3. 实验室设备、化学品。
教学过程：第一课时：元素周期表的发展历史1. 导入：通过展示元素周期表的图片，引起学生对元素周期表的兴趣。
2. 讲解：介绍元素周期表的发展历史，重点讲解门捷列夫元素周期律。
3. 实验：进行门捷列夫元素周期律的实验，观察元素周期表中元素的周期性规律。
4. 总结：总结元素周期表的发展历史及其重要性。
第二课时：元素周期表的组成要素1. 复习：回顾上节课学习的内容，引出元素周期表的组成要素。
2. 讲解：介绍元素周期表的组成要素：周期数、族数、原子序数、元素符号等。
3. 练习：让学生完成一些元素周期表的练习题，巩固知识点。
4. 总结：总结元素周期表的组成要素及其作用。
第三课时：元素周期表的周期性规律1. 复习：回顾上节课学习的内容，引出元素周期表的周期性规律。
2. 讲解：介绍元素周期表的周期性规律，包括原子半径、电负性、电离能、电子亲和能等。
3. 探究：让学生自主探究元素周期表中元素性质的周期性规律。
4. 总结：总结元素周期表的周期性规律及其应用。
教学反思：通过三维教学，学生在实验操作中深入理解元素周期表的知识，增强了学生的实践能力和团队合作意识，提高了学生对化学学科的兴趣和学习效果。
今后可以进一步完善教材内容，提高教学效果。
补充资料：1. 化学元素周期表2. 《高中化学》教材By XXX（教师姓名）。
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,涉及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及应用一.晶体的概念及宏观性质: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.晶胞的概念及常见类型: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8NaCl、CsCl晶体密度的计算是常遇到的问题。
其关系式如下:第2页共7页ρ=m/v=(n×M/V对于NaCl晶体,设晶胞的边长为a,有ρ=(4×M NaCl/(a 3×N A对于CsCl晶体,设晶胞的边长为a,有ρ=(1×M Cs Cl/(a 3×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。
高中化学竞赛专题讲座立体化学
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大赛，与空间结构相关的问题越来越多，已成为当前的热点之一。
本课程将从最简单的空间规则多面体开始，与您讨论中学化学竞赛中与空间结构相关的内容。
第一讲中学化学中几种常见的晶体及应用一、晶体的概念和宏观性质：1。
晶体是指形状规则的固体。
它的结构特征是，内部原子或分子在三维空间中的排列具有特定的周期性，即它们在一定距离上重复出现。
2.一般性：（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、细胞的概念和常见类型：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 细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.几种常见的晶体细胞：中学常见的晶体细胞是立方晶体细胞。
立方格中的粒子数计算如下：（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 氯化钠和氯化铯电池（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×mnacl）/（a3×na）对于cscl晶体，设晶胞的边长为a，有ρ=（1×mcscl）/（a3×na）【练习】如图所示，直线相交处的圆是NaCl晶体中Na+或Cl-的位置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第 1 页 共 5 页 高中化学竞赛辅导专题讲座——三维化学第三节 正八面体与正方体前文我们学习了正方体与正四面体，现在我们来学习另一种空间正多面体——正八面体。
由于在高中立体几何中并未涉及这种立体图形，使同学们【讨论】顾名思义，正八面体应该有八个完全相同的面，如右图3-1所示，每个面都是正三角形；另外正八面体有六个顶点，十二条棱。
让我们与正方体作一对比，它们都有十二条棱，正方体有六个面（正八面体六个顶点）八个顶点（正八面体八个面），与正八面体的面数和顶点数正好相反，它们是否存在内在的空间关系呢？我们连接正方体六个面的面心形成的是什么空间图形呢？它就是正八面体（能理解了吧！我们也可以将空间直角坐标系xyz 轴上与原点等距的六个点连起来构成正八面体）。
正八面体与正方体都是十二条棱，它们的空间位置显然是不一样的，但它们的十二条棱的棱心的空间位置又如何呢？应该是一样的吧。
先让我们看个例题再讨论吧！【例题1】已知[Co(NH 3)6]3＋的立体结构如图3-2所示，其中1~6处的小圆圈表示NH 3分子，且各相邻的NH 3分子间的距离相等（图中虚线长度相同）。
Co 3+位于八面的中心，若其中两个NH 3被Cl －取代，所形成的[Co(NH 3)4Cl 2]+的同分异构体的数目是 ① A 1 B 2 C 3 D 4【分析】正八面体每个顶点在空间是完全等价的，当选定一个顶点后，另五个顶点就在空间形成两种相对的位置，四个是相邻的，一个是相对的，【解答】B 【练习1】SF 6是一种无色气体，具有很强的稳定性，可用于灭火。
SF 6的分子结构如图3-3所示，呈正八面体型。
如果F 元素有两种稳定的同位素，则SF 6的不同分子种数为 ② A 6种 B 7种 C 10种 D 12种 【讨论】用同位素考察分子的空间结构是一种新方法，也是一种好方法。
本题中主要来确定S a F 3b F 3的种数，三个a F 在空间也只有两种形式，即△和├；另外S a F 2b F 4与S a F 4b F 2的种数应该是一样的吧？（想想为什么）！【练习2】正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中截取最大正八面体，再从该正八第 2 页 共 5 页面体中截取最大正方体A ’B ’C ’D ’—A 1’B 1’C 1’D 1’，计算它们的体积比。
【讨论】本题是用来巩固正方体与正八面体的关系，利用立体几何知识并不难解决。
如果我们连接大正方体的对角线，则该对角线也正好通过小正方体的对角线和正八面体的两个面的面心，且与正八面体这两个面正好垂直。
我们沿这条对角线观察正八面体，可得如图3-4所示的图形，它是我们从另一种角度观察得到的图形，也是一种很重要的图形，请看例题2： 【例题2】如图3-5所示，[Co(en)3]3＋螯合离子是正八面体构型的，六个配位点被三个双齿配体乙二胺（en ）所占据，请问该离子是否存三重轴（该离子绕轴旋转120º与原离子图形完全重合） 【分析】按图3-5所给的图形，我们很难找出三重轴，能否换一种角度去看呢？如图3-6所示，这是我们垂直某个面的方向去看，由于是正三角形，这就有存在三重轴的可能性，我们以过三角形重心垂直纸面方向为轴，旋转120º，则1→3→5→1，2→4→6→2，所得图形与原图形完全重合，en 位置也显然是一样的。
【解答】存在三重轴，过任意两个相对面（假想）的面心的连线，都是我们所需要的三重轴。
【练习3】在例题2中，与已知三重轴垂直的二重轴（绕轴旋转180º后与原图形完全重合）有几条。
【讨论】二重轴也应该是过八面体体心的，能否让1→6→1，2→5→2，3→4→3呢？类似的轴有几条呢？正八面体构型的微观物质在化学在是很常见的，请看例题3判别一下吧：【例题3】以下各组指定微粒构成正八面体顶点的是 ③A 乙烷分子中的氢原子B XeF 6分子中的F 原子C NaCl 晶体中与一个Na ＋最近的Cl －D NaCl 晶体中与一个Na ＋最近的Na +E CsCl 晶体中与一个Cs ＋最近的Cl －F CsCl 晶体中与一个Cs ＋最近的Cs ＋G P 4在少量O 2中燃烧产物分子中的O 原子H 高碘酸根离子中的O 原子【分析】先看A ，乙烷分子中的六个氢原子通过碳氢并非作用与一个碳原子上，中间有根碳碳键，不可能构成正八面体；看B ，Xe 原子最外层有8个电子，六个参与成键，还有一对孤对电子，会对Xe —F 产生排斥作用，故F 原子也不可能构成正八面体；看C 、D ，在NaCl 晶体中，与一个Na ＋最近图3-4图3-5 图3-6的Cl－正好有六个，位于Na＋的上下前后左右，显然构成正八面体，与一个Na＋最近的Na＋有十二个，不会构成八面体；看E、F，在CsCl晶体中，与一个Cs＋最近的Cl－有八个，构成的是正方体，与一个Cs＋最近的Cs＋有六个，也构成了正八面体；看G，P4在少量O2中燃烧得到P4O6，我们一般看到的这六个氧原子的构型与我们的第二种正八面体模型比较相似；看H，IO65－中I是sp3d2杂化，这是正八面体构型的（后面会再讨论）。
【解答】C、F、G、H【练习4】将Nb2O5与苛性钾共熔后，可以生成溶于水的铌酸钾，将其慢慢浓缩可以得到晶体K p[Nb m O n]·16H2O，同时发现在晶体中存在[Nb m O n]p －离子。
该离子结构由6个NbO6正八面体构成的。
每个NbO6八面体中的6个氧原子排布如下：4个氧原子分别与4个NbO6八面体共顶点；第5个氧原子与5个八面体共享一个顶点；第6个氧原子单独属于这个八面体的。
列式计算并确定该晶体的化学式。
计算该离子结构中距离最大的氧原子间的距离是距离最短的铌原子间距离的多少倍？④【讨论】这是一个涉及正八面体堆积的问题，我们先根据题意来计算。
对一个铌氧八面体，有一个氧原子完全属于这个八面体，有四个氧原子分别与一个八面体共用氧原子，即属于这个八面体的氧原子是1/2个，另一个氧原子是六个八面体共用的，自然是1/6了。
故对一个铌而言，氧原子数为1＋4×1/2＋1/6＝19/6。
在正方体中，我们用八个小正方体可堆积成一个大正方体；在正八面体中，我们也可以用六个小正八面体堆积成一个大正八面体，在这里，六个小正八面体的体心也构成一个小正八面体。
不知大家是否考虑到一个问题：八个正方体堆积，边长变为原来的两倍，体积自然是原来的八倍了；而正八面体堆积后，边长也是变为两倍，而体积仅变为原来的六倍。
请注意：正方体堆积时，是共顶点、共棱、共面的；而正八面体堆积时，是共顶点、共棱，但不共面的。
也就是说：正八面体堆积以后，面与面之间是存在较大空隙的。
【例题4】钼有一种含氧酸根[Mo x O y]z－，式中x、y、z都是正整数；Mo的氧化态为+6，O呈－2。
可按下面的步骤来理解该含氧酸根（如图3-7所示）的结构：（A）所有Mo原子的配位数都是6，形成[MoO6]n－，呈正八面体，称为“小八面体”（图3-8-A）；（B）6个“小八面体”共棱连接可构成一个“超八面体”（图3-8-B）；（C）2个”超八面体”共用2个“小八面体”可构成一个“孪超八面体”（图3-8-C）；（D）从一个“孪超八面体”里取走3个“小八面体”，得到的“缺角孪超八面体”（图D）便是本题的[Mo x O y]z－（图D中用虚线表示的小八面体是图3-7第 3 页共5 页第 4 页 共 5 页 被取走的）。
回答了列问题：1．小八面体的化学式[MoO 6]n －中的n=2．超八面体的化学式是 。
3．孪超八面体的化学式是。
4．缺角孪超八面体的化字式是 。
⑤ 【分析】1．根据化合价代数和即可求得n 值；2．利用练习4中的分析，我们也可以轻易写出化学式，当然我们也可以将该图形看成如图3-9所示的图形，图中清晰标出两个原子；3．观察图3-8-C 可见，“孪超八面体”各由10个小八面体构成，则应有10个Mo 原子，其八个项角应各有1个O 原子；二个小八面体共用顶角的点共有14个，应有14个O 原子；三个小八面体共用的项角点有4个，有4个O 原子；6个小八面体共用的项角点有2个，有2个O 原子。
故共有Mo 原子10个，O 原子28个。
通上题一样，我们也可以画出如图3-10所示的图形。
4．怎么考虑最后一小题呢？拿走了三个小正八面体，我们只需在图3-10中，在中间一层中移走一排三个Mo 原子和与它们平行的一排外侧四个O 原子就可以了。
【解答】1．[MoO 6]6－2．[Mo 6O 19]2－3．[Mo 10O 28]4＋4．[Mo 7O 24]6－【练习5】如图3-11所示为八钼酸的离子结构图，请写出它的化学式【讨论】请考虑一下，怎样从图3-10中移走小正八面体呢？【练习6】晶体[Nb 6Cl 12]SO 4·7H 2O 中阳离A B C D图3-8图3-9 图3-10 图3-11第 5 页 共 5 页 子[Nb 6Cl 12]2＋的的结构（如图3-12所示）为：6个金属原子构成八面体骨架，每个卤离子形成双桥基位于八面体的每条棱边上。
借助右边的立方体，画出氯离子在空间的排布情况（用·表示）。
另有一种含卤离子[Nb 6I x ]y ＋，6个Nb 原子形成八面体骨架结构，碘原子以三桥基与与Nb 原子相连。
确定x 的值，并也在右图上画出I 原子的空间分布情况（用×表示）。
x= ⑥【讨论】通过本例，我们将本节学过的知识巩固一下。
铌原子构成了正八面体，氯原子通过两个键与两个铌原子去连，由于最近两个铌原子相连是条棱，且共有12条棱，因此氯原子应有12个，在每条棱对出的地方。
怎样考虑碘原子呢？碘通过三键去与三个铌原子相连，是否应该在每个面对出的地方呢？请大家参考如图3-13所示的两幅图。
【练习参考答案】1．C2．27:1 3．3条4．6:19 K 8[Nb 6O 19]·16H 2O 225．[Mo 8O 26]4－6．图略，12条棱的中点画· x ＝8 图略，8个顶点画× 图3-12图3-13。