高中化學(xué)《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》歸納與課件新人教版選修

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)高中化學(xué)選修課程，探索分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。深入理解化學(xué)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，并解釋它們之間的聯(lián)系。本課件主要內(nèi)容化學(xué)鍵類型共價鍵、離子鍵、金屬鍵分子間作用力范德華力、氫鍵分子結(jié)構(gòu)分子構(gòu)型、分子軌道理論、雜化軌道有機(jī)化合物烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴、環(huán)烷烴、高分子化合物課件目標(biāo)掌握基本概念理解分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間關(guān)系，掌握常見化學(xué)鍵類型。掌握重要理論理解分子間作用力、分子軌道理論和雜化軌道理論。掌握典型化合物了解常見有機(jī)化合物類別，包括烷烴、烯烴、炔烴等。應(yīng)用知識分析能夠運(yùn)用所學(xué)知識解釋常見化學(xué)現(xiàn)象，并進(jìn)行簡單的預(yù)測。分子中的鍵類型1共價鍵通過共用電子對形成的化學(xué)鍵。2離子鍵通過靜電吸引力形成的化學(xué)鍵。3金屬鍵金屬原子之間形成的化學(xué)鍵。共價鍵形成原子之間通過共享電子對而形成的化學(xué)鍵。兩個原子通過共享電子對，達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，形成共價鍵。類型共價鍵可分為極性共價鍵和非極性共價鍵，根據(jù)原子間電負(fù)性的差異決定。非極性共價鍵：相同原子間形成的共價鍵。極性共價鍵：不同原子間形成的共價鍵。離子鍵靜電吸引離子鍵是通過電荷相反的離子之間的靜電吸引力而形成的化學(xué)鍵。金屬和非金屬離子鍵通常在金屬元素和非金屬元素之間形成，因?yàn)榻饘僭厝菀资ル娮樱墙饘僭厝菀撰@得電子。離子化合物由離子鍵形成的化合物稱為離子化合物，通常具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。金屬鍵1自由電子金屬原子最外層電子容易脫離原子核的束縛，形成自由電子，這些電子在金屬晶體中自由移動2靜電作用金屬陽離子與自由電子之間存在著強(qiáng)烈的靜電吸引作用，形成金屬鍵3金屬鍵強(qiáng)度金屬鍵強(qiáng)度與金屬原子核對最外層電子的吸引能力有關(guān)4金屬鍵特點(diǎn)金屬鍵是非定域性的，使金屬具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性金屬的特性良好的導(dǎo)電性金屬的自由電子可以自由移動，形成電流，因此具有良好的導(dǎo)電性。良好的導(dǎo)熱性金屬的自由電子可以傳遞熱能，因此具有良好的導(dǎo)熱性。延展性金屬原子可以自由移動，在外力作用下可以發(fā)生變形，因此具有延展性。硬度和強(qiáng)度金屬原子之間的結(jié)合力很強(qiáng)，因此具有較高的硬度和強(qiáng)度。金屬的結(jié)構(gòu)金屬原子之間以金屬鍵結(jié)合形成金屬晶體。金屬晶體中的金屬原子排列十分緊密，呈有序的排列方式，如體心立方堆積和面心立方堆積等。金屬晶體中，金屬原子失去最外層電子，形成帶正電的金屬離子，而失去的電子則在金屬離子之間自由運(yùn)動，形成電子云。金屬鍵是金屬原子之間的相互作用，包括靜電引力，金屬離子與電子云之間的靜電引力，以及電子云之間的相互作用力。離子化合物的結(jié)構(gòu)離子化合物是由金屬和非金屬元素通過離子鍵形成的化合物。離子化合物中，金屬元素失去電子形成帶正電荷的陽離子，非金屬元素獲得電子形成帶負(fù)電荷的陰離子。陽離子和陰離子通過靜電作用形成晶體結(jié)構(gòu)。離子化合物通常為固體，具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。離子化合物的性質(zhì)高熔點(diǎn)和高沸點(diǎn)離子化合物中，離子間存在強(qiáng)烈的靜電吸引力，需要大量的能量才能克服這種吸引力，因此具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。水溶液導(dǎo)電離子化合物在水中會發(fā)生電離，形成自由移動的離子，從而能夠?qū)щ?。固態(tài)不導(dǎo)電離子化合物在固態(tài)時，離子固定在晶格中，不能自由移動，因此不導(dǎo)電。脆性離子晶體中離子排列整齊，當(dāng)受到外力沖擊時，離子排列會被破壞，導(dǎo)致晶體斷裂。分子間作用力定義分子間作用力是指分子與分子之間存在的相互作用力。它比化學(xué)鍵弱得多，但對物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等，起著重要的作用。類型主要包括三種類型：范德華力、氫鍵和偶極-偶極相互作用力。范德華力是最弱的，氫鍵是最強(qiáng)的，偶極-偶極相互作用力介于兩者之間。范德華力定義范德華力是一種弱的分子間作用力，由分子間瞬時的偶極矩相互作用產(chǎn)生。它包括倫敦力、偶極-偶極力、偶極-誘導(dǎo)力。影響因素分子的大小分子形狀分子的極性作用范德華力影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)。氫鍵特殊類型氫鍵是一種特殊的分子間作用力。強(qiáng)極性它存在于含有氫元素的極性分子之間。影響性質(zhì)氫鍵對物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等性質(zhì)有顯著影響。分子的極性11.極性鍵不同原子間形成的共價鍵，由于電負(fù)性差異，電子云偏向電負(fù)性較強(qiáng)的原子，形成極性鍵。22.分子極性分子中極性鍵的矢量和不為零，則該分子為極性分子，反之則為非極性分子。33.影響因素分子極性受鍵的極性和分子的空間結(jié)構(gòu)影響。44.物質(zhì)性質(zhì)極性分子間存在較強(qiáng)的偶極-偶極相互作用，影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等性質(zhì)。分子間力與物質(zhì)的狀態(tài)氣態(tài)分子間作用力弱，分子運(yùn)動自由，無固定形狀和體積。液態(tài)分子間作用力中等，分子可以自由移動，但有固定體積。固態(tài)分子間作用力強(qiáng)，分子排列緊密，有固定形狀和體積。物質(zhì)狀態(tài)變化物質(zhì)的狀態(tài)隨溫度和壓力的變化而改變。分子內(nèi)力與分子的構(gòu)型1分子內(nèi)力分子內(nèi)力是指原子之間形成的化學(xué)鍵，是構(gòu)成分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。例如，水分子中的氧原子與氫原子之間通過共價鍵連接形成水分子。2影響分子形狀分子內(nèi)力的類型和強(qiáng)度決定了分子的空間構(gòu)型。例如，甲烷分子中的碳原子與四個氫原子以四面體構(gòu)型連接。3物理化學(xué)性質(zhì)分子內(nèi)力的變化會影響分子的極性、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)等物理化學(xué)性質(zhì)。例如，水的氫鍵使其具有較高的沸點(diǎn)。分子的形狀分子的形狀由中心原子周圍的電子對的排斥作用決定。電子對之間相互排斥，盡量保持最大距離。VSEPR模型用于預(yù)測分子形狀。根據(jù)中心原子的電子對數(shù)，分子可以分為不同的幾何形狀，例如：線性、三角平面、四面體、三角錐、V形。分子軌道理論分子軌道理論認(rèn)為，當(dāng)原子形成分子時，原子軌道相互疊加，形成新的分子軌道。分子軌道可以分為成鍵軌道和反鍵軌道，成鍵軌道比原子軌道更穩(wěn)定，反鍵軌道比原子軌道更不穩(wěn)定。電子填充分子軌道時，遵循能量最低原理和洪特規(guī)則。成鍵軌道中電子越多，分子越穩(wěn)定，鍵能越高。雜化軌道sp3雜化軌道一個s軌道和三個p軌道發(fā)生雜化，形成四個完全相同的sp3雜化軌道，指向四面體的四個頂點(diǎn)，鍵角約為109.5°，例如甲烷。sp2雜化軌道一個s軌道和兩個p軌道發(fā)生雜化，形成三個完全相同的sp2雜化軌道，位于同一平面上，鍵角約為120°，例如乙烯。sp雜化軌道一個s軌道和一個p軌道發(fā)生雜化，形成兩個完全相同的sp雜化軌道，呈線性排列，鍵角為180°，例如乙炔。飽和烴的構(gòu)型球棍模型直觀展現(xiàn)碳原子之間的連接關(guān)系，便于理解碳鏈的形狀?？臻g填充模型更接近真實(shí)分子形狀，體現(xiàn)原子大小和空間排布。鍵線式簡化表示方式，只顯示碳碳鍵，碳?xì)滏I省略。烷烴的性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或氧化劑反應(yīng)。燃燒烷烴可以燃燒，并釋放大量熱量，是重要的燃料。鹵代反應(yīng)烷烴與鹵素單質(zhì)在光照條件下發(fā)生鹵代反應(yīng)，生成鹵代烴。烯烴的性質(zhì)1加成反應(yīng)烯烴中碳碳雙鍵容易發(fā)生加成反應(yīng)，例如與鹵素、氫鹵酸、水等發(fā)生加成反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹵代烴、鹵代烷烴、醇等。2氧化反應(yīng)烯烴在氧化劑的作用下可以發(fā)生氧化反應(yīng)，例如與高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成二醇，或與臭氧反應(yīng)生成臭氧化物，進(jìn)而裂解生成醛或酮。3聚合反應(yīng)烯烴可以發(fā)生聚合反應(yīng)，生成高分子化合物，例如聚乙烯、聚丙烯等。炔烴的性質(zhì)燃燒炔烴燃燒產(chǎn)生大量的熱，火焰明亮，并伴有黑煙。加成反應(yīng)炔烴可以與氫氣、鹵素、水等發(fā)生加成反應(yīng)。聚合反應(yīng)炔烴可以進(jìn)行聚合反應(yīng)生成聚合物。重要原料炔烴是重要的有機(jī)合成原料，可用于合成多種有機(jī)化合物。芳香烴的性質(zhì)特殊結(jié)構(gòu)芳香烴具有獨(dú)特的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間形成共軛體系，具有穩(wěn)定性。化學(xué)性質(zhì)芳香烴不易發(fā)生加成反應(yīng)，更傾向于發(fā)生親電取代反應(yīng)。例如，苯與溴發(fā)生反應(yīng)。物理性質(zhì)芳香烴通常具有較高的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)，不溶于水，但能溶于有機(jī)溶劑。環(huán)烷烴的性質(zhì)物理性質(zhì)環(huán)烷烴的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)高于同碳數(shù)的烷烴。隨著環(huán)的大小增加，環(huán)烷烴的物理性質(zhì)逐漸接近于相應(yīng)的烷烴?；瘜W(xué)性質(zhì)環(huán)烷烴比烷烴更易發(fā)生加成反應(yīng)，但環(huán)丙烷和環(huán)丁烷特別活潑。環(huán)烷烴還可以發(fā)生氧化反應(yīng)，生成相應(yīng)的酮類化合物。高分子化合物定義高分子化合物是由許多小分子（單體）通過化學(xué)鍵連接而成的相對分子質(zhì)量很大的化合物。種類常見的高分子化合物包括天然高分子，如蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素，以及合成高分子，如聚乙烯、聚丙烯、尼龍。性質(zhì)高分子化合物具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，例如高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫、柔韌性等，使其在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。高分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)鏈結(jié)構(gòu)高分子是由許多小分子（單體）通過共價鍵連接而成的大分子。支化結(jié)構(gòu)一些高分子鏈可能具有分支結(jié)構(gòu)，影響其物理性質(zhì)。交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)是指高分子鏈之間形成額外的共價鍵，提高強(qiáng)度和耐熱性。應(yīng)用實(shí)例分析通過分析具體實(shí)例，我們可以更好地理解分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。例如，我們可以通過比較水和二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，來理解氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。還可以通過分析聚乙烯和聚丙烯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，來了解高分子材料的特性。課后思考題本節(jié)課學(xué)習(xí)了分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識，請思考以下