第一单元 分子构型与物质的性质5课时教案（新沂市一中）
- ※基本信息※
-
- 资料类型：教(学)案
- 教材版本：不限
- 适用学校：不限
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专题4 分子空间结构和物质性质
第一单元 分子构型与物质的性质
主备人： 郑善虎 用案时间 年 月 日
教学课题
第一单元 分子构型与物质的性质
教学课时
总5课时 第3课时
教学目标
知识目标
理解等电子原理
能力目标
理解物质结构与性质之间的辨证关系、性质与应用之间的纽带关系
情感目标
（1）对学生进行“结构决定性质”，“现象与本质”等辨证唯物主义观点的教育，培养学生实事求是的科学态度。
（2）培养学生合作、共享的学习态度。
教学重点
等电子原理
教学难点
理解物质结构与性质之间的辨证关系、性质与应用之间的纽带关系
教学方法
教具准备
教学课件
教 学 过 程
教学案一体化
修改、备注
阅读并完成下表，分析：
分子
N2
CO
原子数
电子数
价电子数
化学键
2π、1σ
2π、1σ
键能
1072kJ·mol—1
941.7kJ·mol—1
分子构型
沸点/K
252
253
熔点/K
77
83
液体密度/(克·厘米—3)
0.796
0.793
溶解度（水）
难溶于水
难溶于水
1、定义：具有相同原子数和相同价电子数（指全部电子总数和价电子总数）的分子或离子往往具有相似的结构特征。
2．互为等电子体应该满足的条件：
①在微粒的组成上，微粒所含原子数目相同
②在微粒的构成上，微粒所含电子数目相同
③在微粒的结构上，微粒中原子的空间排列方式相同
3．应用：应用等电子原理，可利用已知的分子的构型（几何构型、电子构型）和物理性质对相应等电子分子的构型和物理性质进行预测。如：
（1）CO2、CNS-、NO2+、N3-具有相同的通式——AX2，价电子总数16，具有相同的结构——直线形分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形σ骨架，键角为180°，
（2）CO32-、NO3-、SO3等离子或分子具有相同的通式——AX3，总价电子数24，有相同的结构——平面三角形分子，中心原子上没有孤对电子而取sp2杂化轨道形成分子的σ骨架，。
（3）SO2、O3、NO2-等离子或分子具有相同的通式——AX2，总价电子数为18，中心原子取sp2杂化形式，VSEPR理想模型为平面三角形，中心原子上有1对孤对电子（处于分子平面上），分子立体结构为Ⅴ形（或角形、折线形），。
（4）SO42-、PO43-等离子具有AX4的通式，总价电子数32，中心原子有4个σ键，故取sp3杂化形式，呈正四面体立体结构。
（5）PO33-、SO32-、ClO3-等离子具有AX3的通式，总价电子数26，中心原子有4个σ轨道（3个σ键和1对占据σ轨道的孤对电子），VSEPR理想模型为四面体，（不计孤对电子的）分子立体结构为三角锥体，中心原子取sp3杂化形式。
4．典型事例：
① (BN)x与(C2)x，N2O与CO2等也是等电子体
②硅和锗是良好的半导体材料，他们的等电子体磷化铝（AlP）砷化镓（GaAs）也是很好的半导体材料
③白锡(β—Sn2)与锑化锢是等电子体，它们在低温下都可转变为超导体 ④SiCl4、SiO44—、SO42—的原子数目和价电子总数都相等，它们互为等电子体，中心原子都是sp3杂化，都形成正四面体立体构型。
[习题研究]
1：1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1) 根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：
和 ； 和 。
(2) 此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2—互为等电子体的分子有： 、 。这些等电子体的微粒构型为 形
（3）CNS—、NO2+具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此它们的结构与由第二周期两元素组成的 分子的结构相同， 微粒呈 形， 中心原子都取 杂化。
（4）CO32—、NO3—等微粒具有相同的通式： ，它们的价电子总数都是 ，因此它们与由第六主族两元素组成的 分子的结构相同，呈 形，中心原子都取 杂化。
2：O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子呈V型结构如图，键角116．5°。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原子提供了2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：
(1)臭氧与氧气的关系是___________________。
(2)下列分子与O3分子的结构最相似的是_____________。
A．H2O B．CO
(3)分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫“孤对电子”，那么O3分子有_____对“孤对电子”。
(4)O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4而O2不能，试配平：
____PbS + ____O3 === PbSO4 +___ O2
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