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1、苏教版 高中课程标准实验教科书,物质结构与性质 内容分析与教学建议,2012.4,原子轨道,玻尔认为，原子核外电子在原子核外一系列稳定轨道上运动。量子力学用原子轨道描述原子中单个电子的空间运动状态。每个原子轨道由3个量子数（n、l、m）来描述。原子轨道示意图表示电子在核外运动的主要区域。,原子轨道的描述（举例）,原子轨道示意图,能级交错,ns(n-2)f(n-1)d np,原子核外电子排布是以实验事实为依据。价电子在外层分布时存在能级交错。它是多电子体系电子相互作用（排斥）的结果。轨道能量的差值与核电荷数的大小有关。电子填充的顺序与原子失去电子的顺序不同。,4s3d4p 5S4d4p 6s4f
2、5d6p,1-36号元素的电子填充1-18号（各电子层可填充最多电子数-2n2；各能级可填充最多电子数2(2l+1)）1s1-1s22s22p63s23p6 19-36号（能级交错与洪特规则）1s22s22p63s23p6 4s1-1s22s22p63s23p6 3d104s23p6 Cr 1s22s22p63s23p6 3d5 4s1 Cu 1s22s22p63s23p6 3d10 4s1,Fe原子的轨道能级和核外电子排布,1s22s22p63s23p6 3d64s2,电子在原子轨道上的填充和排布,知道应用排布原则（能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则）和基态原子的原子轨道能级高低书写电子
3、排布式。,外围电子排布式 3d6 4s2,电离能及应用,M（g)e-=M+(g)H=I1,电离能是原子核外电子分层排布的实验验证。第一电离能可衡量元素原子失去1个电子的难易程度。值越小，元素的金属性越强。（注意区别气态原子的金属性与金属活动性-固体金属单质的金属性）第一电离能呈周期性变化。是原子核外电子排布周期性变化的必然结果。当电子在原子轨道上呈全空、全满、半满时第一电离能较大。,判别元素的金属性、非金属性强弱 一般说，金属元素的电负性在2.0以下,非金属元素的电负性在2.0以上。元素的电负性呈周期性变化。,电负性及其应用,电负性的周期性变化,鲍林首先用电负性衡量元素在化合物中吸引电子的能力
4、。此后不同科学家提出度量元素电负性的不同标度。如，除鲍林提出的标度外，还有以元素的电离能和电子亲合能的平均值来度量的，根据核对电子的静电引力计算电负性的等。,结合其它键参数判别化学键型 电负性相差较大（x1.7)的两种元素的原子结合形成化合物，通常形成离子键。电负性相差较小（x1.7)的两种元素的原子结合形成化合物，通常形成共价键，且电负性不相等的元素原子间一般形成极性共价健。,专题3 微粒间作用力与物质的性质第1单元 金属键 金属晶体 第2单元 离子键 离子晶体第3单元 共价键 原子晶体第4单元 分子间作用力,1金属键与金属特性（交流与讨论：影响金属键的因素；理解金属的特性 2金属晶体（活动
5、与探究：认识金属晶体的密堆积）,1离子键的形成 2离子晶体（交流与讨论：离子晶体晶格能与其物理性质的关系）（拓展视野：离子晶体中离子的配位数）,1共价键的形成（价键理论、键和键等）2共价键的类型 3共价键的键能与化学反应热（问题解决：利用共价键的键能计算化学反应热）4原子晶体 整理与归纳：比较三种化学键,1范德华力（交流与讨论：以卤素单质、卤化氢的熔、沸点变化规律为例认识范德华力对物质性质的影响）2氢键的形成(分子间、分子内氢键)交流与讨论：以氨、氟化氢、邻（对）羟基苯甲酸、羟基苯甲酸的性质为例讨论氢键对物质性质的影响 3分子晶体 整理与归纳：比较四种类型晶体,理解并能描述三种化学键的形成与三
6、类晶体的特点，能说明晶体中化学键类型对晶体性质的决定作用；认识说明金属晶体的密堆积，了解晶胞与晶体的关系；了解什么是离子晶体晶格能，了解它与离子晶体性质的关系，能应用晶格能说明物质的某些性质，了解怎样运用晶胞结构模型说明晶体的组成；认识共价键的类型（、键、极性键、非极性键）能从成键原子核外电子排布特点分析共价键的方向性、饱和性、共价分子的组成与键型，能运用共价键的参数说明共价键的稳定性；了解原子晶体熔点、硬度与其结构的关系；系统认识三种化学键本质、影响键强弱的因素、是否有方向性、饱和性；了解两种常见分子间作用力及其对物质性质的影响；比较四类晶体结构与性质特点。,中心内容：微粒间作用力类型与物质
7、性质的关系,编写思路,认识共价键的类型,键与键,杂化键,极性键与非极性键（含义、判断与推测方法）,拓展视野：三种分子间作用力-帮助学生认识分子间作用力存在的原因和普遍性,范德华力,联系实例认识存在的意义、与化学键的区别、作用大小对物质性质的影响,共价分子为什么可以以凝聚态存在？NaCl HCl的熔点（801、-112）为什么差别大？卤素单质常温下存在状态差异的原因。干冰融化与CO2分解的难易。为什么氡在水中溶解度（230cm3L-1）比其他稀有气体大？,氢键与物质的性质,对物质熔点和沸点的影响,氢键对物质溶解度的影响,氢键对酸性的影响,水的独特性质-沸点反常升高、冰密度小于水、水密度在4 0C
8、最大 DNA双螺旋结构中的氢键,认识氢键的存在，了解氢键的形成，从具体事例认识氢键对物质的性质影响,氢键的形成 当分子中的H和电负性大、半径小的有孤对电子的元素(F,O,N)结合时，共用电子对强烈偏向电负性大的原子一侧，几乎裸露的H原子核可以与分子中另一个电负性大、半径小的原子产生吸引作用，形成氢键。因此，在这种情况下，一个氢原子是被两个原子强有力地吸引着，可以把氢键看作是在两个原子之间的键，可表示为X-HY。氢键是一种弱键，键能在2-10kcal/mol范围，因为键能小，它在形成和分离时所需的活化能也很小，特别适合在常温下的反应.氢键能使蛋白质分子限制在它的天然构型上。,在氢键中，氢原子总是
9、比较靠近两个原子中的一个，例如冰的晶体中，质子离一个氧原子的距离为100pm，离另一个氧原子为176pm。形成氢键的物质的物理性质，如沸点、熔点会发生明显的变化-由此得出结论，HF、NH3、H2O晶体中的氢键在熔化时一部分被破坏，还有一部分（超过半数）还留在液体中，最后汽化时才破坏。只有HF中的氢键特别强，在蒸汽中仍有部分聚合体。有些液态物质如NH3、H2O，观察到反常的高介电常数，可归结为氢键产生的连续聚合作用。,氢键的特点 键长特殊 297pm 键能小 E 28kJ/mol)具有饱和性和方向性,不仅同种分子间可形成氢键，不同种分子间也可以形成氢键。如NH3和H2O间的氢键。,除了HF、H2
10、O、NH3 有分子间氢键外，在有机羧酸、醇、酚、胺、氨基酸和蛋白质中也有氢键的存在。例如：甲酸、乙酸靠氢键形成二聚体。,除了分子间氢键外，还有分子内氢键。例如，邻硝基苯酚、邻羟基苯甲酸、NaHCO3晶体、硝酸等。硝酸的分子内氢键使其熔、沸点较低。,尿素的氢键,尿素CO(NH2)2有两个N和一个羰基氧原子,每个N与另一个尿素分子的氢形成一个氢键,氧也可形成一个氢键,共可形成三个氢键。这使得它的熔点比分子量相近的醋酸、硝酸高。,晶体结构,晶体物质-四种晶体 晶体的构成微粒、微粒间的作用力及其强度、晶体的特性；晶体的密堆积（以金属密堆积为例从微观粒子的排列理解晶体形成）（其他聚集状态的物质-非晶体、
11、等离子体、液晶、纳米聚集体）,微粒间作用力的度量(kJ/mol),金属键-金属原子化热H M(s)=M(g)离子键-晶格能U ML(s)=M+(g)+L-(g)共价键-键能E AB(s)=A(g)+B(g),1-晶格能 大小决定于与离子电荷与距离 表示晶体的稳定性 影响晶体熔点、硬度等5-金属原子化热 大小决定于原子半径、自由电子密度 表示金属键的强弱 影响晶体熔沸点硬度 6-共价键的键能（101kPa、298k）大小决定于原子轨道重叠程度 决定共价化合物热稳定性、反应的能量变化 影响原子晶体熔沸点硬度。,理解金属晶体中原子的堆积方式,六方堆积,面心立方堆积,体心立方堆积,立方堆积,钾型,铜型
12、,钋型,镁型,金属晶体的三种密堆积方式,备课参考,简单立方堆积和体心立方堆积,非密置层,A2型 体心立方堆积,简单立方堆积,金属晶体中原子密堆积方式的教学,让学生动手进行等径圆球的堆积实验，在教师启发下认识堆积不同方式的区别,两列错开若两列并排则是非密置层,第2层各个球堆在第1层3个球的空隙上,层上有3个特殊位置：球的顶部A、上三角形空隙C 和下三角形空隙B。,红、蓝球是同种原子，使用两种色球只是为了看清两层的关系。,密置双层,密置双层中间形成两种空隙:正八面体空隙(由3A+3B构成)正四面体空隙(由3A+1B或1A+3B构成),密置双层,第三层叠加到第二层B上时，可以填在正八面体空隙上，也可以填在正四面体空隙上。,A1型最密堆积:ABCABC,A1型第3层球堆在正八面体空隙上,ABCABC,垂直于密置层观察(俯视图),平行于密置层观察(侧视图),第3层球堆在正八面体空隙上,A1型（局部放大）,A1型 面心立方堆积,ABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？,A3型：第3层球堆在正四面体空隙上（局部放大）,A3型最密堆积：ABAB,第3层球堆在正四面体空隙上,A3型 六方堆积,1杂化轨道理论简介、分子空间构型 拓展视野：价层电子对互斥理论；等电子原理 2分子空间构型与分子的极性 3手性碳原子与手性分子（对映异构）,分子的空间结构,
