課題
《分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)》
單元
2
學(xué)科
化學(xué)
年級(jí)
高二
教材
分析
本章內(nèi)容比較系統(tǒng)地介紹了分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，內(nèi)容比較豐富。首先，在第一章有關(guān)電子云和原子軌道等概念的基礎(chǔ)上，介紹了共價(jià)鍵的主要類(lèi)型δ鍵和π鍵，以及鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角；接著，在共價(jià)鍵概念的基礎(chǔ)上，介紹了分子的立體結(jié)構(gòu)，并根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論和雜化軌道理論對(duì)簡(jiǎn)單共價(jià)分子結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性進(jìn)行了解釋?zhuān)蛔詈?，介紹了極性分子和非極性分子、分子間作用力、氫鍵等概念，以及它們對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，并從分子結(jié)構(gòu)的角度說(shuō)明了“相似相溶“規(guī)則、無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性等。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是人教版高中化學(xué)選擇性必修第二冊(cè)第二章《分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第三節(jié)《分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)》第二課時(shí)。這一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容主要是分子間作用力。
本節(jié)安排了“分子間作用力及范德華力”這部分內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)這部分知識(shí)，認(rèn)識(shí)分子間存在相互作用，知道范德華力和氫鍵是兩種常見(jiàn)的分子間作用力。掌握范德華力的影響因素，理解范德華力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。
學(xué)生能夠在分子水平上，從分子結(jié)構(gòu)的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念；學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣能得到有效保持，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)能得到進(jìn)一步提高。
教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)
宏觀辨識(shí)與微觀探析：認(rèn)識(shí)分子間存在相互作用，知道范德華力和氫鍵是兩種常見(jiàn)的分子間作用力。
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過(guò)對(duì)范德華力的學(xué)習(xí)，掌握范德華力的影響因素，理解范德華力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。
重點(diǎn)
難點(diǎn)
分子間作用力
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課
【思考討論】
冰山融化現(xiàn)象是物理變化還是化學(xué)變化？
冰山融化過(guò)程中有沒(méi)有破壞其中的化學(xué)鍵？
那為什么冰山融化過(guò)程仍要吸收能量呢？
這說(shuō)明水分子之間存在著相互作用力。
思考交流
通過(guò)思考問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
講授新課
第三節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)
第二課時(shí) 分子間作用力—范德華力
一、分子間作用力
1.概念：把分子聚集在一起的作用力，叫分子間作用力，也叫范德華力。常見(jiàn)的有范德華力和氫鍵兩類(lèi)。
2.本質(zhì)：屬于分子間作用力的一種，本質(zhì)是一種分子之間的靜電作用。
3.存在：廣泛存在于各種分子之間。
二、構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間的作用力
1. 非金屬單質(zhì)：有的非金屬單質(zhì)，內(nèi)部只有共價(jià)鍵，不存在分子，例如金剛石（C）；Si
有的非金屬單質(zhì)，原子之間靠共價(jià)鍵連接，并形成分子，分子之間有分子間作用力，如C60。P4,H2 , O2
2.共價(jià)化合物：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同元素的原子構(gòu)成，原子之間有共價(jià)鍵相互連接；如果原子按一定的結(jié)合方式形成分子，則分子之間有分子間作用力；例如CO2,NO,NO2 N2O3,SO2；
而有些共價(jià)化合物不形成分子，例如SiO2，只有Si—O鍵，沒(méi)有分子間作用力,再如SiC，只有Si—C鍵，沒(méi)有分子間作用力。
3.離子化合物：由陽(yáng)離子與陰離子構(gòu)成，離子之間有離子鍵，沒(méi)有分子這一概念，因此不存在分子間作用力。
4. 金屬單質(zhì)：由金屬陽(yáng)離子與自由電子構(gòu)成，有金屬鍵進(jìn)行聯(lián)系，無(wú)分子的概念，因此也不存在分子間作用力。
三、范德華力
1.概念：是一種普遍存在于固體、液體和氣體中分子間的作用力。
2.存在：非金屬單質(zhì)（除C、Si）分子、稀有氣體分子、共價(jià)化合物（除SiO2）分子之間；石墨片層之間。
【范德華力與共價(jià)鍵的區(qū)別】
（1）范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1∽2個(gè)數(shù)量級(jí)。
（2）范德華力一般沒(méi)有方向性和飽和性
哪些物質(zhì)的微粒存在分子間作用力呢？
①.大多數(shù)共價(jià)化合物，例如：CO2、H2SO4、HF, H2O, AlCl3、各種有機(jī)化合物等等；
②.大多數(shù)非金屬單質(zhì)，例如：H2、P4、S8、C60、
③.各種稀有氣體（例如Ar、Kr），等等
3.影響范德華力的因素：
分子的大小，分子的構(gòu)型，分子的電荷分布等。
對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，范德華力一般隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大。相對(duì)分子質(zhì)量相同或相近時(shí)，分子的極性越大，范德華力越大。
4. 范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：
①主要影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)
范德華力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。F2，Cl2, Br2, I2
②可以影響物質(zhì)的溶解度
例如;稀有氣體在水中的溶解度從氦到氡依次增大。
思考與討論：怎樣解釋鹵素單質(zhì)從F2-I2的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)越來(lái)越高？
提示：由分子構(gòu)成的物質(zhì)的沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，它們分子間的作用力逐漸增大，沸點(diǎn)逐漸升高。
【判斷分子的熔沸點(diǎn)高低的方法】
相對(duì)分子質(zhì)量（越大）→范德華力（越大）→熔沸點(diǎn)（越高）
如果兩物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量相近，則看分子的極性。
分子的極性（越大）→范德華力（越大）→熔沸點(diǎn)（越高）
例：將下列物質(zhì)按熔沸點(diǎn)由高到低的順序排列：
D2O_____H2O I2_____Br2 CO_____N2CH4_____SiH4
答案：＞ ＞ ＞ ＜
范德華力是怎樣影響分子的物理性質(zhì)（如熔沸點(diǎn)）的？
固體→液體→氣體的過(guò)程，熵值增大，分子間的距離不斷被拉開(kāi)，這個(gè)過(guò)程是分子吸收外界能量，克服范德華力
某分子的范德華力如果越大，克服它就需要吸收外界更多的能量，因此只有外界溫度較高時(shí)，分子才能順利克服范德華力，實(shí)現(xiàn)固體→液體→氣體的三態(tài)變化
范德華力越大，則分子的熔沸點(diǎn)越高（與化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)）
【總結(jié)】
1．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：CF4新戊烷。
【課堂練習(xí)】
1．判斷正誤(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打“√”，錯(cuò)的在括號(hào)內(nèi)打“×”。)
①.極性分子中不可能含有非極性鍵。 ( )
②一般極性分子中含有極性鍵。( )
③.相對(duì)分子質(zhì)量越大，物質(zhì)熔沸點(diǎn)越高。( )
④.分子極性越大，范德華力越大。( )
⑤HF的沸點(diǎn)較高，是因?yàn)镠—F的鍵能很大。( )
答案： (1)× (2)× (3)× (4)√ (5) ×
2.下列關(guān)于范德華力的敘述中，正確的是( )
A．范德華力的實(shí)質(zhì)也是一種電性作用，所以范德華力是一種特殊的化學(xué)鍵
B．范德華力與化學(xué)鍵的區(qū)別是作用力的強(qiáng)弱問(wèn)題
C．任何分子間在任意情況下都會(huì)產(chǎn)生范德華力
D．范德華力非常微弱，故破壞分子間的范德華力不需要消耗能量
答案：B。范德華力的實(shí)質(zhì)也是一種電性作用，但范德華力是分子間較弱的作用力，不是化學(xué)鍵，A錯(cuò)誤；化學(xué)鍵是粒子間的強(qiáng)烈的相互作用，范德華力是分子間較弱的作用力，B正確；若分子間的距離足夠遠(yuǎn)，則分子間沒(méi)有范德華力，C錯(cuò)誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時(shí)也要消耗能量，D錯(cuò)誤。
3.下列物質(zhì)的變化中,破壞的主要是范德華力的是( )
A.碘單質(zhì)的升華
B.NaCl溶于水
C.將冰加熱變?yōu)橐簯B(tài)
D.NH4Cl受熱分解
答案：A 碘升華只是狀態(tài)發(fā)生了變化,破壞的是范德華力,沒(méi)有破壞化學(xué)鍵;NaCl溶于水,會(huì)破壞離子鍵;冰由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),破壞的主要是氫鍵;NH4Cl受熱分解,破壞的是化學(xué)鍵(包括共價(jià)鍵和離子鍵)。
4.人們熟悉的影片《蜘蛛俠》為我們塑造了一個(gè)能飛檐走壁、過(guò)高樓如履平地的蜘蛛俠，現(xiàn)實(shí)中的蜘蛛能在天花板等比較滑的板面上爬行，蜘蛛之所以不能從天花板上掉下的主要原因是( )
A．蜘蛛腳的尖端鋒利，能抓住天花板
B．蜘蛛的腳上有“膠水”，從而能使蜘蛛粘在天花板上
C．蜘蛛腳上的大量細(xì)毛與天花板之間的范德華力這一“黏力”使蜘蛛不致墜落D．蜘蛛有特異功能，能抓住任何物體
答案：C 解析:蜘蛛不能掉下的根本原因是蜘蛛腳上的大量細(xì)毛與天花板之間存在范德華力。
5. (1)BCl3分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，則BCl3分子為_(kāi)_______(填“極性”或“非極性”，下同)分子，其分子中的共價(jià)鍵類(lèi)型為_(kāi)_______鍵。(2)BF3的熔點(diǎn)比BCl3________(填“高”“低”或“無(wú)法確定”)。
答案： (1)BCl3分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故BCl3為含有極性鍵的非極性分子。(2)BF3與BCl3的組成和結(jié)構(gòu)相似，但BF3的相對(duì)分子質(zhì)量較小，范德華力較弱，熔點(diǎn)較低。
6.下列關(guān)于范德華力的敘述中，正確的是( )
A．范德華力是化學(xué)鍵
B．范德華力與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱相同
C．范德華力實(shí)質(zhì)是一種靜電引力
D．范德華力非常微弱，故破壞范德華力不需要消耗能量
答案：C 解析:范德華力是分子之間的一種相互作用，其實(shí)質(zhì)也是一種電性作用，既包括靜電引力，也包括靜電斥力，但比較微弱，化學(xué)鍵是強(qiáng)烈的相互作用，故范德華力不是化學(xué)鍵，A、B、C錯(cuò)誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時(shí)也要消耗能量，D錯(cuò)誤。
7.下列關(guān)于范德華力影響物質(zhì)性質(zhì)的敘述中，正確的是( )
A．范德華力是決定由分子構(gòu)成的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高低的唯一因素
B．范德華力與物質(zhì)的性質(zhì)沒(méi)有必然的聯(lián)系
C．范德華力能夠影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)
D．范德華力僅影響物質(zhì)的部分物理性質(zhì)
答案：D解析:范德華力是一種分子間作用力，因此范德華力不會(huì)影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，只影響物質(zhì)的部分物理性質(zhì)。

認(rèn)真思考
思考
認(rèn)真思考
檢測(cè)反饋
通過(guò)概念學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)分子間存在相互作用，知道范德華力和氫鍵是兩種常見(jiàn)的分子間作用力。
。
通過(guò)模型了解構(gòu)成物質(zhì)微粒之間的相互作用力的類(lèi)型。
通過(guò)對(duì)范德華力的學(xué)習(xí)，掌握范德華力的影響因素，理解范德華力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響
歸納總結(jié)
知識(shí)應(yīng)用
通過(guò)具體例子理解范德華力對(duì)物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響。
總結(jié)歸納
課堂小結(jié)
一、分子間作用力—范德華力
板書(shū)
一、分子間作用力—范德華力

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版本： 人教版 (2019)

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