物质结构与性质教案.docx
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物质结构与性质教案
第一节原子结构：
（第一课时）
知识与技能：
1、进一步认识原子核外电子的分层排布
2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系
3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系
4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义
5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布
6、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
方法和过程：
复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。
情感和价值观：
充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。
教学过程：
1、原子结构理论发展
从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。
现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。
大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。
其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。
〖复习〗必修中学习的原子核外电子排布规律：
核外电子排布的尸般规律
（1）核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次
排布在能量逐步升高的电子层（能量最低原理）。
（2）原子核外各电子层最多容纳29’个电子。
（3）原于最外层电子数目不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个电子
（4）次外层电子数目不能超过18个（K层为次外层时不能超过2个），倒
数第三层电子数目不能超过32个。
说明：
以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。
例如；当M层是最外层
时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子
〖思考〗这些规律是如何归纳出来的呢
2、能层与能级
由必修的知识，我们已经知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为：
第一、二、三、四、五、六、七……能层
符号表示K、L、M、N、O、P、Q……
能量由低到高
例如：
钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。
由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。
理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下：
能层一二三四五六七……
符号KLMNOPQ……
最多电子数28183250……
即每层所容纳的最多电子数是：
2n2（n：
能层的序数）
但是同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级（S、P、d、F），就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
各能层上的能级是不一样的。
能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：
能层KLMNO……
能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f……
最多电子数2262610261014……
各能层电子数28183250……
（1）每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……
（2）任一能层，能级数=能层序数
（3）s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍
3、构造原理
根据构造原理，只要我们知道原子序数，就可以写出几乎所有元素原子的电子排布。
即电子所排的能级顺序：
1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s……
元素原子的电子排布：
（1—36号）
氢H1s1
……
钠Na1s22s22p63s1
……
钾K1s22s22p63s23p64s1【Ar】4s1
……
有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如：
铬24Cr[Ar]3d54s1
铜29Cu[Ar]3d104s1
第二节原子结构与元素的性质（第1课时）
知识与技能
1、进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系
2、知道外围电子排布和价电子层的涵义
3、认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律
4、知道周期表中各区、周期、族元素的原子结构和位置间的关系
教学过程
〖复习〗必修中什么是元素周期律元素的性质包括哪些方面元素性质周期性变化的根本原因是什么
〖课前练习〗写出锂、钠、钾、铷、銫基态原子的简化电子排布式和氦、氖、氩、氪、氙的简化电子排布式。
一、原子结构与周期表
1、周期系：
随着元素原子的核电—荷数递增，每到出现碱金属，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子，出现稀有气体。
然后又开始由碱金属到稀有气体，如此循环往复——这就是元素周期系中的一个个周期。
例如，第11号元素钠到第18号元素氩的最外层电子排布重复了第3号元素锂到第10号元素氖的最外层电子排布——从1个电子到8个电子；再往后，尽管情形变得复杂一些，但每个周期的第1个元素的原子最外电子层总是1个电子，最后一个元素的原子最外电子层总是8个电子。
可见，元素周期系的形成是由于元素的原子核外屯子的排布发生周期性的重复。
2、周期表
我们今天就继续来讨论一下原子结构与元素性质是什么关系所有元素都被编排在元素周期表里，那么元素原子的核外电子排布与元素周期表的关系又是怎样呢
说到元素周期表，同学们应该还是比较熟悉的。
第一张元素周期表是由门捷列夫制作的，至今元素周期表的种类是多种多样的：
电子层状、金字塔式、建筑群式、螺旋型（教材p15页）到现在的长式元素周期表，还待进一步的完善。
首先我们就一起来回忆一下长式元素周期表的结构是怎样的在周期表中，把能层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，称之为周期，有7个；在把不同横行中最外层电子数相同的元素，按能层数递增的顺序由上而下排成纵行，称之为族，共有18个纵行，16个族。
16个族又可分为主族、副族、0族。
〖思考〗元素在周期表中排布在哪个横行，由什么决定什么叫外围电子排布什么叫价电子层什么叫价电子要求学生记住这些术语。
元素在周期表中排在哪个列由什么决定
阅读分析周期表着重看元素原子的外围电子排布及价电子总数与族序数的联系。
〖总结〗元素在周期表中的位置由原子结构决定：
原子核外电子层数决定元素所在的周期，原子的价电子总数决定元素所在的族。
〖分析探索〗每个纵列的价电子层的电子总数是否相等按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。
s区、d区和p区分别有几个纵列为什么s区、d区和ds区的元素都是金属
元素周期表可分为哪些族为什么副族元素又称为过渡元素各区元素的价电子层结构特征是什么
[基础要点]分析图1-16
s区
p区
d区
ds区
f区
分区原则
纵列数
是否都是金属
区全是金属元素，非金属元素主要集中区。
主族主要含区，副族主要含区，过渡元素主要含区。
[思考]周期表上的外围电子排布称为“价电子层”，这是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发生变化。
元素周期表的每个纵列上是否电子总数相同
〖归纳〗S区元素价电子特征排布为ｎS1~2，价电子数等于族序数。
ｄ区元素价电子排布特征为（ｎ-1）d1~10ns1~2；价电子总数等于副族序数；ds区元素特征电子排布为
（n-1）d10ns1~2，价电子总数等于所在的列序数；p区元素特征电子排布为
ns2np1~6；价电子总数等于主族序数。
原子结构与元素在周期表中的位置是有一定的关系的。
（1）原子核外电子总数决定所在周期数
周期数=最大能层数（钯除外）
46Pd[Kr]4d10,最大能层数是4，但是在第五周期。
（2）外围电子总数决定排在哪一族
如：
29Cu3d104s1
10+1=11尾数是1所以，是IB。
元素周期表是元素原子结构以及递变规律的具体体现。
第二章分子结构与性质
第一节共价键
第一课时
教学目标：
1．复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。
2．知道共价键的主要类型δ键和π键。
3．说出δ键和π键的明显差别和一般规律。
教学重点、难点：
价层电子对互斥模型
教学过程：
[复习引入]
NaCl、HCl的形成过程
[设问]
前面学习了电子云和轨道理论，对于HCl中H、Cl原子形成共价键时，电子云如何重叠
例：
H2的形成
[讲解、小结]
[板书]
1．δ键：
（以“头碰头”重叠形式）
a．特征：
以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的图形不变，轴对称图形。
b．种类：
S-Sδ键S-Pδ键P-Pδ键
[过渡]
P电子和P电子除能形成δ键外，还能形成π键
[板书]
2．π键
[讲解]
a.特征：
每个π键的电子云有两块组成，分别位于有两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。
3．δ键和π键比较
1重叠方式
δ键：
头碰头
π键：
肩并肩
②δ键比π键的强度较大
2成键电子：
δ键S-SS-PP-P
π键P-P
δ键成单键
π键成双键、叁键
４．共价键的特征
饱和性、方向性
[科学探究]讲解
[小结]
生归纳本节重点，老师小结
第二节分子的立体结构
第一课时
教学目标
1、认识共价分子的多样性和复杂性；
2、初步认识价层电子对互斥模型；
3、能用VSEPR模型预测简单分子或离子的立体结构；
4、培养学生严谨认真的科学态度和空间想象能力。
重点难点
分子的立体结构；利用价层电子对互斥模型预测分子的立体结构
教学过程
创设问题情境：
1、阅读课本P37-40内容；
2、展示CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4分子的球辊模型（或比例模型）；
3、提出问题：
⑴什么是分子的空间结构
⑵同样三原子分子CO2和H2O，四原子分子NH3和CH2O，为什么它们的空间结构不同
[讨论交流]
1、写出CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的电子式和结构式；
2、讨论H、C、N、O原子分别可以形成几个共价键；
3、根据电子式、结构式描述CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的分子结构。
[模型探究]
由CO2、H2O、NH3、CH2O、CH4的球辊模型，对照其电子式云哟内分类对比的方法，分析结构不同的原因。
[引导交流]
引导学生得出由于中心原子的孤对电子占有一定的空间，对其他成键电子对存在排斥力，影响其分子的空间结构。
——引出价层电子对互斥模型（VSEPRmodels）
[讲解分析]价层电子对互斥模型
把分子分成两大类：
一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。
如CO2、CH2O、CH4等分子中的C原子。
它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下：
ABn
立体结构
范例
n=2
直线型
CO2
n=3
平面三角形
CH2O
n=4
正四面体型
CH4
另一类是中心原子上有孤对电子（未用于形成共价键的电子对）的分子。
如
H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。
因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。
（如图）课本P40。
[应用反馈]
应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。
进一步认识多原子分子的立体结构。
化学式
中心原子含有孤对电子对数
中心原子结合的原子数
空间构型
H2S
2
2
V形
NH2-
2
2
V形
BF3
0
3
正三角形
CHCl3
0
4
四面体
SiF4
0
4
正四面体
第二章分子结构与性质
第二节分子的性质
第一课时
教学目标
1、了解极性共价键和非极性共价键；
2、结合常见物质分子立体结构，判断极性分子和非极性分子；
3、培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨认真的科学态度。
重点、难点
多原子分子中，极性分子和非极性分子的判断。
教学过程
创设问题情境：
（1）如何理解共价键、极性键和非极性键的概念；
（2）如何理解电负性概念；
（3）写出H2、Cl2、N2、HCl、CO2、H2O的电子式。
提出问题：
由相同或不同原子形成的共价键、共用电子对在两原子出现的机会是否相同
讨论与归纳：
通过学生的观察、思考、讨论。
一般说来，同种原子形成的共价键中的电子对不发生偏移，是非极性键。
而由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移，是极性键。
提出问题：
（1）共价键有极性和非极性；分子是否也有极性和非极性
（2）由非极性键形成的分子中，正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布是否重合
（3）由极性键形成的分子中，怎样找正电荷的中心和负电荷的中心
讨论交流：
利用教科书提供的例子，以小组合作学习的形式借助图示以及数学或物理中学习过的向量合成方法，讨论、研究判断分子极性的方法。
总结归纳：
（1）由极性键形成的双原子、多原子分子，其正电中心和负电中心重合，所以都是非极性分子。
如：
H2、N2、C60、P4。
（2）含极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性向量和是否等于零而定。
当分子中各个键的极性的向量和等于零时，是非极性分子。
如：
CO2、BF3、CCl4。
当分子中各个键的极性向量和不等于零时，是极性分子。
如：
HCl、NH3、H2O。
（3）引导学生完成下列表格
分子
共价键的极性
分子中正负
电荷中心
结论
举例
同核双原子分子
非极性键
重合
非极性分子
H2、N2、O2
异核双原子分子
极性键
不重合
极性分子
CO、HF、HCl
异核多原子分子
分子中各键的向量和为零
重合
非极性分子
CO2、BF3、CH4
分子中各键的向量和不为零
不重合
极性分子
H2O、NH3、CH3Cl
一般规律：
a．以极性键结合成的双原子分子是极性分子。
如：
HCl、HF、HBr
b．以非极性键结合成的双原子分子或多原子分子是非极性分子。
如：
O2、H2、P4、C60。
c．以极性键结合的多原子分子，有的是极性分子也有的是非极性分子。
d．在多原子分子中，中心原子上价电子都用于形成共价键，而周围的原子是相同的原子，一般是非极性分子。
反思与评价：
组织完成“思考与交流”。
第二章分子结构与性质
第三节分子的性质
第二课时
教学目标
1．范德华力、氢键及其对物质性质的影响
2．能举例说明化学键和分子间作用力的区别
3．例举含有氢键的物质
4．采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学
5．培养学生分析、归纳、综合的能力
教学重点
分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响
教学难点
分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响
教学过程
[创设问题情景]
气体在加压或降温时为什么会变成液体或固体
学生联系实际生活中的水的结冰、气体的液化，讨论、交流。
[结论]
表明分子间存在着分子间作用力，且这种分子间作用力称为范德华力。
[思考与讨论]
仔细观察教科书中表2-4，结合分子结构的特点和数据，能得出什么结论
[小结]
分子的极性越大，范德华力越大。
[思考与交流]
完成“学与问”，得出什么结论
[结论]
结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大。
[过渡]
你是否知道，常见的物质中，水是熔、沸点较高的液体之一冰的密度比液态的水小为了解释水的这些奇特性质，人们提出了氢键的概念。
[阅读、思考与归纳]
学生阅读“三、氢键及其对物质性质的影响”，思考，归纳氢键的概念、本质及其对物质性质的影响。
[小结]
氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。
氢键是由已经与电负性很强的原子（如水分子中的氢）与另一个分子中电负性很强的原子（如水分子中的氧）之间的作用力。
氢键的存在大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点教高。
[讲解]
氢键不仅存在于分子之间，还存在于分子之内。
一个分子的X-H键与另一个分子的Y相结合而成的氢键，称为分子间氢键，如图2-34
一个分子的X-H键与它的内部的Y相结合而成的氢键称为分子内氢键，如图2-33
[阅读资料卡片]
总结、归纳含有氢键的物质，了解各氢键的键能、键长。
[小结]
本节主要是分子间作用力及其对物质性质的影响，氢键及其对物质性质的影响。
第2章分子结构与性质
第3章第三节分子的性质
第4章第3课时
第5章教学目标
第6章1、从分子结构的角度，认识"相似相溶"规律。
第7章2、了解"手性分子"在生命科学等方面的应用。
第8章3、能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。
第9章4、培养学生分析、归纳、综合的能力
第10章5、采用比较、讨论、归纳、总结的方法进行教学
第11章教学重点、难点
第12章手性分子和无机含氧酸分子的酸性
第13章教学过程
第14章[复习过渡]
第15章复习极性键非极性键，极性分子和非极性分子并举出常见的极性分子和非极性分子。
第16章通过前面的学习我们知道碘易溶于四氯化碳而不易溶于水，氨和氯化氢易溶于水，这是为什么呢？
第17章[指导阅读]
第18章课本P52，让学生说出从分子结构的角度，物质相互溶解有那些规律？
第19章[学生得出结论]
第20章1、"相似相溶"规律：
非极性物质一般易溶于非极性溶剂，极性溶质一般易溶于极性溶剂。
第21章2、若存在氢键，溶质和溶剂之间的氢键作用力越大，溶解性越好。
第22章3、若溶质遇水能反应将增加其在水中的溶解度
第23章[巩固练习]
第24章完成思考与交流
第25章[指导阅读]
第26章课本P53~54，了解什么叫手性异构体，什么叫手性分子，以及"手性分子在生命科学等方面的应用。
第27章[设问]
第28章如何判断一个分子是手性分子呢？
第29章[学生思考并回答]
第30章有碳原子上连有四个不同的原子或基团。
第31章[教师补充]
第32章我们把连有四个不同的原子或基团的碳原子叫手性碳原子
第33章[过渡]
第34章通过前面的学习，我们都知道硫酸的酸性强于亚硫酸，硝酸的酸性强于亚硝酸，这是为什么呢？
第35章[讲述]
第36章从表面上来看，对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，这与他们的结构有关
第37章含氧酸的通式（HO）mROn，如果成酸元素R相同，则n越大，R的正电性越高，导致R-O-H中的O原子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就容易电离出氢离子，即酸性越强。
第38章如硫酸中n为2，亚硫酸中n为1，所以硫酸的酸性强于亚硫酸。
第39章[巩固练习]
第40章1、把下列液体分别装在酸式滴定管中，并使其以细流流下，当用带有静点的玻璃棒接近液体细流时，细流可能发生偏转的是（）
第41章A四氯化碳B乙醇C二硫化碳D苯
第42章2、根据"相似相溶"规律，你认为下列物质在水中溶解度较大的是（）
第43章A乙烯B二氧化碳C二氧化硫D氢气
第44章3、下列氯元素含氧酸酸性最强的是 （ ）
第45章 Ａ.HClO Ｂ..HClO2Ｃ.HClO3Ｄ.HClO4
第46章4、下列物质中溶解度最小的是（）
第47章A、LiFB、NaFC、KFD、CsF
第二单元离子键离子晶体
[学习目标]
1．加深对离子键的认识，理解离子键没有方向性、没有饱和性的特点2．认识几种典型的离子晶体
3．能大致判断离子键的强弱，知道晶格能的概念，了解影响晶格能的因素4．晶格能对离子晶体硬度和熔沸点的影响，能预测晶体熔点高低顺序5．能运用电子式表示离子化合物的形成过程6．强化结构决定性质的意识
[课时安排]2课时
第一课时
[学习内容]
【问题引入】
1、钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的你能用电子式表示氯化钠的形成过程吗2、根据元素的金属性和非金属性差异，你知道哪些原子之间能形成离子键【板书】第二单元离子键离子晶体§3-2-1离子键的形成
一、离子键的形成
【学生活动】写出钠在氯气中燃烧的化学方程式；
思考：
钠原子与氯原子是如何结合成氯化钠的请你用电子式表示氯化钠的形成过程。
【过渡】以阴、阳离子结合成离子化合物的化学键，就是离子键。
【板书】1、离子键的定义：
使阴、阳离子结合成离子化合物的静电作用
2.离子键的形成过程
【讲解】以NaCl为例，讲解离子键的形成过程：
1）电子转移形成离子：
一般达到稀有气体原子的结构
【学生活动】
分别达到Ne和Ar的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。
2）判断依据：
元素的电负性差要比较大
【讲解】元素的电负性差要比较大，成键的两元素的电负性差用△X表示，当△X>
发生电子转移,形成离子键;
当△X<,不发生电子转移,形成共价键.【说明】：
但离子键和共价键之间,并非严格截然可以区分的.可将离子键视为极性共价键的一个极端,而另一极端为非极性共价键.如图所示：
化合物中不存在百分之百的离子键,即使是NaF的化学键之中,也有共价键的成分,即除离子间靠静电相互吸引外,尚有共用电子对的作用.X>,实际上是指离子键的成分（百分数）大于50%.
【小结】：
1、活泼的金属元素（IA、IIA）和活泼的非金属元素（VIA、VIIA）形成的化合物。
2、活泼的金属元素和酸根离子（或氢氧根离子）形成的化合物3、铵根和酸根离子（或活泼非金属元素离子）形成的盐。
【板书】二、用电子式表示离子化合物的形成
【练习】1、写出下列微粒的电子式：
（1）Na+、Mg2+、Cl-、O2-、
（2）NaClMgOMgCl
小结：
离子化合物电子式的书写
1.简单阴离子的电子式不但要表达出最外层所有电子数（包括得到的电子），而且用方括号“[]”括起来，并在右上角注明负电荷数2.简单阳离子的电子式就是离子符号
3.离子化合物的电子式由阴离子和阳离子电子式组成，相同的离子不能合并【练习】2、用电子式表示NaCl、K2S的形成过程小结：
用电子式表示离子键的形成过程
1.左边是组成离子化合物的各原子的电子式,右边是离子化合物的电子式2.连接号为“”
3.用表示电子转移的方向
【板书】三、离子键的实质
思考：
从核外电子排布的理论思考离子键的形成过程
【板书】：
实质是静电作用
靠静电吸引，形成化学键
离子相互吸引,保持一定距离时,体系最稳定,即当静电引力与静电斥力达到平衡时，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。
【板书】四、离子键的特征
【讲解】通常情况下，阴、阳离子可以看成是球形对称的，其电荷分布也是球形对称的，只要空间条件允许，一个离子可以同时吸引多个带相反电荷的离子。
因此离子键没有方向性和饱和性。
【讨论】就NaCl的晶体结构，交流你对离子键没有饱和性和方向性的认识【板书】
（1）.离子键无方向性
（2）.离子键无饱和性
【板书】五、离子键的强度——晶格能
（1）.键能和晶格能【讲解】以NaCl为例:
键能:
1mol气态NaCl分子,离解成气体原子时,所吸收的能量.用Ei表
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