高中化学《分子结构与性质》归纳与课件新人教版选修

分子结构与性质高中化学选修课程，探索分子结构与性质之间的关系深入理解化学物质的组成、结构和性质，并解释它们之间的联系本课件主要内容化学键类型分子间作用力分子结构有机化合物共价键、离子键、金属键范德华力、氢键分子构型、分子轨道理论、杂烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、化轨道环烷烃、高分子化合物课件目标掌握基本概念掌握重要理论掌握典型化合物应用知识分析理解分子结构与性质之间关系理解分子间作用力、分子轨道了解常见有机化合物类别，包能够运用所学知识解释常见化，掌握常见化学键类型理论和杂化轨道理论括烷烃、烯烃、炔烃等学现象，并进行简单的预测分子中的键类型共价键离子键12通过共用电子对形成的化学键通过静电吸引力形成的化学键金属键3金属原子之间形成的化学键共价键形成类型原子之间通过共享电子对而形成的化学键共价键可分为极性共价键和非极性共价键，根据原子间电负性的差异决定两个原子通过共享电子对，达到稳定结构，形成共价键非极性共价键相同原子间形成的共价键极性共价键不同原子间形成的共价键离子键静电吸引金属和非金属离子键是通过电荷相反的离子之离子键通常在金属元素和非金属间的静电吸引力而形成的化学键元素之间形成，因为金属元素容易失去电子，而非金属元素容易获得电子离子化合物由离子键形成的化合物称为离子化合物，通常具有较高的熔点和沸点金属键自由电子静电作用12金属原子最外层电子容易脱离金属阳离子与自由电子之间存原子核的束缚，形成自由电子在着强烈的静电吸引作用，形，这些电子在金属晶体中自由成金属键移动金属键强度金属键特点34金属键强度与金属原子核对最金属键是非定域性的，使金属外层电子的吸引能力有关具有良好的导电性、导热性和延展性金属的特性良好的导电性良好的导热性延展性硬度和强度金属的自由电子可以自由移动金属的自由电子可以传递热能金属原子可以自由移动，在外金属原子之间的结合力很强，，形成电流，因此具有良好的，因此具有良好的导热性力作用下可以发生变形，因此因此具有较高的硬度和强度导电性具有延展性金属的结构金属原子之间以金属键结合形成金属晶体金属晶体中的金属原子排列十分紧密，呈有序的排列方式，如体心立方堆积和面心立方堆积等金属晶体中，金属原子失去最外层电子，形成带正电的金属离子，而失去的电子则在金属离子之间自由运动，形成电子云金属键是金属原子之间的相互作用，包括静电引力，金属离子与电子云之间的静电引力，以及电子云之间的相互作用力离子化合物的结构离子化合物是由金属和非金属元素通过离子键形成的化合物离子化合物中，金属元素失去电子形成带正电荷的阳离子，非金属元素获得电子形成带负电荷的阴离子阳离子和阴离子通过静电作用形成晶体结构离子化合物通常为固体，具有较高的熔点和沸点离子化合物的性质高熔点和高沸点水溶液导电固态不导电脆性离子化合物中，离子间存在强离子化合物在水中会发生电离离子化合物在固态时，离子固离子晶体中离子排列整齐，当烈的静电吸引力，需要大量的，形成自由移动的离子，从而定在晶格中，不能自由移动，受到外力冲击时，离子排列会能量才能克服这种吸引力，因能够导电因此不导电被破坏，导致晶体断裂此具有较高的熔点和沸点分子间作用力定义类型分子间作用力是指分子与分子之间存在的相互作用力它比化学主要包括三种类型范德华力、氢键和偶极-偶极相互作用力范键弱得多，但对物质的物理性质，如熔点、沸点、溶解度等，起德华力是最弱的，氢键是最强的，偶极-偶极相互作用力介于两者着重要的作用之间范德华力定义影响因素范德华力是一种弱的分子间作用•分子的大小力，由分子间瞬时的偶极矩相互•分子形状作用产生它包括伦敦力、偶极-•分子的极性偶极力、偶极-诱导力作用范德华力影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质氢键特殊类型强极性氢键是一种特殊的分子间作用力它存在于含有氢元素的极性分子之间影响性质氢键对物质的熔点、沸点、溶解度等性质有显著影响分子的极性极性键分子极性

1.

2.12不同原子间形成的共价键，由于电负性差异，电子云偏向电分子中极性键的矢量和不为零，则该分子为极性分子，反之负性较强的原子，形成极性键则为非极性分子影响因素物质性质

3.

4.34分子极性受键的极性和分子的空间结构影响极性分子间存在较强的偶极-偶极相互作用，影响物质的熔点、沸点、溶解性等性质分子间力与物质的状态气态分子间作用力弱，分子运动自由，无固定形状和体积液态分子间作用力中等，分子可以自由移动，但有固定体积固态分子间作用力强，分子排列紧密，有固定形状和体积物质状态变化物质的状态随温度和压力的变化而改变分子内力与分子的构型分子内力物理化学性质分子内力是指原子之间形成的化学键，是构成分子结构的基础例如，水分子中的氧原子与氢原子之间通过共价键连接形成分子内力的变化会影响分子的极性、沸点、熔点等物理化学性水分子质例如，水的氢键使其具有较高的沸点123影响分子形状分子内力的类型和强度决定了分子的空间构型例如，甲烷分子中的碳原子与四个氢原子以四面体构型连接分子的形状分子的形状由中心原子周围的电子对的排斥作用决定电子对之间相互排斥，尽量保持最大距离VSEPR模型用于预测分子形状根据中心原子的电子对数，分子可以分为不同的几何形状，例如线性、三角平面、四面体、三角锥、V形分子轨道理论分子轨道理论认为，当原子形成分子时，原子轨道相互叠加，形电子填充分子轨道时，遵循能量最低原理和洪特规则成新的分子轨道成键轨道中电子越多，分子越稳定，键能越高分子轨道可以分为成键轨道和反键轨道，成键轨道比原子轨道更稳定，反键轨道比原子轨道更不稳定杂化轨道杂化轨道杂化轨道杂化轨道sp3sp2sp一个s轨道和三个p轨道发生杂化，形成四一个s轨道和两个p轨道发生杂化，形成三一个s轨道和一个p轨道发生杂化，形成两个完全相同的sp3杂化轨道，指向四面体个完全相同的sp2杂化轨道，位于同一平个完全相同的sp杂化轨道，呈线性排列，的四个顶点，键角约为

109.5°，例如甲烷面上，键角约为120°，例如乙烯键角为180°，例如乙炔饱和烃的构型球棍模型空间填充模型键线式直观展现碳原子之间的连接关系，便于理解更接近真实分子形状，体现原子大小和空间简化表示方式，只显示碳碳键，碳氢键省略碳链的形状排布烷烃的性质化学性质燃烧卤代反应烷烃的化学性质比较稳定，不易与强酸、强烷烃可以燃烧，并释放大量热量，是重要的烷烃与卤素单质在光照条件下发生卤代反应碱或氧化剂反应燃料，生成卤代烃烯烃的性质加成反应氧化反应聚合反应123烯烃中碳碳双键容易发生加成反应，烯烃在氧化剂的作用下可以发生氧化烯烃可以发生聚合反应，生成高分子例如与卤素、氢卤酸、水等发生加成反应，例如与高锰酸钾溶液反应生成化合物，例如聚乙烯、聚丙烯等反应，生成相应的卤代烃、卤代烷烃二醇，或与臭氧反应生成臭氧化物，、醇等进而裂解生成醛或酮炔烃的性质燃烧加成反应炔烃燃烧产生大量的热，火焰明亮，炔烃可以与氢气、卤素、水等发生加并伴有黑烟成反应聚合反应重要原料炔烃可以进行聚合反应生成聚合物炔烃是重要的有机合成原料，可用于合成多种有机化合物芳香烃的性质特殊结构化学性质芳香烃具有独特的环状结构，碳芳香烃不易发生加成反应，更倾原子之间形成共轭体系，具有稳向于发生亲电取代反应例如，定性苯与溴发生反应物理性质芳香烃通常具有较高的沸点和熔点，不溶于水，但能溶于有机溶剂环烷烃的性质物理性质化学性质环烷烃的沸点和熔点高于同碳数的烷烃环烷烃比烷烃更易发生加成反应，但环丙烷和环丁烷特别活泼随着环的大小增加，环烷烃的物理性质逐渐接近于相应的烷烃环烷烃还可以发生氧化反应，生成相应的酮类化合物高分子化合物定义种类高分子化合物是由许多小分子（常见的高分子化合物包括天然高单体）通过化学键连接而成的相分子，如蛋白质、淀粉、纤维素对分子质量很大的化合物，以及合成高分子，如聚乙烯、聚丙烯、尼龙性质高分子化合物具有许多独特的性质，例如高强度、耐腐蚀、耐高温、柔韧性等，使其在日常生活和工业生产中得到广泛应用高分子的结构和性质链结构高分子是由许多小分子（单体）通过共价键连接而成的大分子支化结构一些高分子链可能具有分支结构，影响其物理性质交联结构交联是指高分子链之间形成额外的共价键，提高强度和耐热性应用实例分析通过分析具体实例，我们可以更好地理解分子结构与性质之间的关系例如，我们可以通过比较水和二氧化碳的分子结构和性质，来理解氢键对物质性质的影响还可以通过分析聚乙烯和聚丙烯的结构和性质，来了解高分子材料的特性课后思考题本节课学习了分子结构与性质的相关知识，请思考以下问题

1.不同类型的化学键是如何影响物质的性质的？例如，金属键、共价键和离子键分别导致金属、非金属和离子化合物具有哪些独特的性质？

2.分子间作用力对物质的性质有何影响？例如，氢键如何影响水的沸点和溶解性？

3.如何运用分子结构理论来解释有机化合物的性质？例如，烷烃、烯烃和炔烃的性质差异，以及芳香烃的特殊性质

4.高分子化合物的结构和性质有何特点？如何根据高分子化合物的结构来预测其性能？。