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。1s（ 1个 轨 道） 3p（ 3px 3py 3pz 3个 轨 道 4d （ 5个 轨 道）n=1， l=0 ，m=0n=3， l=1， m=0、 +1、 -1n=4、 l=2 m=0、 +1、 -1、 +2、 -2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
2、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 6s4f5d6p1-36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)） 1s1-1s22s22p63s23p619-36号（能级交错与洪特规则 ）1s22s22p63s23p6 4s1-1s22s22p63s23p6 3d104s23p6 Cr 1s22s22p63s23p6 3d5 4s1 Cu 1s22s22p63s2
3、3p6 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排布式。外围电子排布式 3d6 4s2电离能及应用M（ g) e - = M+(g) H=I 1 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、
4、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。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（ x 1.7)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
5、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
6、 （ 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、
7、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性质的关系编写思路金属 金属键、金属键的强弱金属晶体金属原子在晶体中的堆积方式 晶体物理性质特点（金属原子化热）离子化合物离子键的形成、特点离子晶体 离子晶体的晶格能、晶胞晶体物理性质特点（晶格能）共价化合物、共价分子共价健的形成共价键的
8、类型共价键的键能键长 原子晶体分子晶体晶体物理性质特点 （共价化合物的稳 定性与反应热）分子 分子间作用力（ 范德华力、氢键的形成）分子晶体 晶体物理性质特点（氢键对物质性质的影响）学习情景 作用力 物质性质晶体结构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+ + + +- - - -取向力 诱导力色散力范德华力 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
9、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
10、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
11、。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、 H2O、 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。H C OO HH OOHC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
12、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、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) ML(s) M+(g) + L
13、-(g)M(g) + L(g)ML(g)M(s) + 1/2L2(g)12 3467851-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
14、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 : ABCABCA1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BCAABC ABC 形式的堆积，为什么是面心立方堆积？
