1.2 物质结构基础（课件）-《基础化学》同步精品课堂（人卫版·第二版）

1.2第一章 物质结构基础 基础化学 同步精品课堂-中职专业课 1 目 录 元素的性质与原子结构 第一节 化学键与分子的极性 第二节 知识目标 掌握原子结构和元素性质的递变规律。 能力目标 熟悉化学键的概念及其形成。 情感目标 具有善于发现的能力。 三维目标 导入情景 01 牛顿力学解释了苹果落回地面，卫星绕地球运行是因为地球引力。宏观物质之间因作用力而稳定存在。那么在我们丰富多彩的物质世界中，构成物质的微观粒子之间是否存在作用力呢? 第一节 元素的性质与原子结构 1、碱金属元素 思考与交流 请同学们画出锂、钠、钾、铷、铯碱金属元素的原子结构示意图，比较碱金属原子结构的共同之处 。 一、元素的性质与原子结构 碱金属元素的原子结构 ①相同点：碱金属元素原子的　 相同， 都为　　　。 ②递变性：从Li到Cs，碱金属元素的原子结 构中，　 依次增多，原子半径依次 原子核对最外层电子的引力逐渐减弱。 　　 最外层电子数 电子层数 增大 1个 最外层上都只有1个电子，化学反应中易失去1个电子，形成+1价的阳离子，单质体现还原性，并能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。 　 物质的性质主要取决于原子的最外层电子数，从碱金属元素原子的结构可推知其化学性质如何？有什么相似性吗？ 元素 条件 现象 产物 结论 Li Na 加热 燃烧，剧烈 Na2O2 K 稍加热 燃烧，更剧烈 更复杂的氧化物KO2 Rb Cs （1）与非金属的反应（以O2为例） 从Li—Cs，随电子层数的递增，还原性（金属性）逐渐增强。 加热 燃烧，较不剧烈 Li2O 接触空气不加热 剧烈 更复杂的氧化物 接触空气不加热 剧烈 更复杂的氧化物 元素 现象 产物 结论 Li Na K Rb Cs 从Li—Cs，随电子层数的递增，还原性（金属性）逐渐增强。 会反应，比Na缓慢 遇水燃烧，甚至爆炸 对应的碱和氢气 剧烈反应，有“浮、熔、游、红、鸣”现象 更剧烈，气体会燃烧，轻微爆炸 （2）与水的反应 （1）碱金属元素原子的最外层都有1个电子，它们的化学性质相似 ①与O2的反应 Δ Δ 4Li + O2 ＝ 2Li2O 2Na + O2 ＝ Na2O2 ②与水的反应 2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑ 2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑ 通式：2R +2H2O = 2ROH + H2↑ 结论 （2） 碱金属元素从上到下（Li 、Na、K、Rb、Cs），随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐　　　，原子半径逐渐　　,原子核对　　 的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐　　　　　。　 增多 最外层电子 增强 　 元素的金属性逐渐　　　，金属单质的还原性逐渐　　　,与水和氧气的反应越来越　　　，生成的氧化物越来越　　　。最高价氧化物对应水化物的碱性越来越　　。 增强 剧烈 复杂 强 增大 增强 碱金属的物理性质 （3）碱金属的物理性质的比较 相 似 点 递变性 颜色 硬度 密度 熔沸点 导电导热性 密度变化 熔沸点变化 Li Na K Rb Cs 柔软 较小 较低 强 逐渐增大（K特殊） 单质的熔沸点逐渐降低 均为银白色（Cs略带金色） 1、碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列预言错误的是： Ａ.在碱金属中它具有最大的原子半径 Ｂ.它的氢氧化物化学式为FrOH,是一种极强的碱 C.钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物 D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆 Ｃ 练习 2、卤族元素 相同点： 最外层7个电子 易得一个电子， 不同点： 核电荷数递增 电子层数递增 原子半径依次增大 得电子能力逐渐减弱， 具有氧化性 单质的氧化性逐渐减弱 原子结构 化学性质 根据卤素原子结构示意图，归纳卤素原子的结构特点并推测性质： F2 Br2 I2 Cl2 单质 密度 熔沸点 颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 状态 气 体 气 体 液 体 固 体 逐 渐 增 大 逐 渐 升 高 色变规律 逐 渐 加 深 逐 渐 减 少 溶解性 （1）卤素的性质 光 500℃ 生成氢化物的稳定性 F2 暗处 H2+F2====2HF HF很稳定 Cl2 光照或点燃 H2+Cl2=====2HCl HCl稳定 Br2 高温 H2+Br2======2HBr 较不稳定 I2 高温、持 H2+I2======2HI HI很不稳定 续加热 500℃ 光照 或点燃 方程式 反应条件 名称 （2）卤素和氢气反应 卤素单质与H2化合的难易程度： F2>Cl2>Br2> I2 卤化氢的稳定性关系： HF>HCl>HBr>HI 结论： Br2＋ H2O=====HBr＋HBrO 反应越来越难以发生 2F2＋2H2O=====4HF＋O2 （特例） Cl2 ＋H2O=====HCl＋HClO 通式：X2＋H2O==HX＋HXO （X:Cl、Br、I） （3）卤素和水反应 1. Cl2＋ 2Br－ == 2Cl－＋Br2 2. Cl2＋ 2I－ === 2Cl－＋I2 3. Br2+ ２I－ == ２Br－＋I2 结论： 氧化性：Cl2＞Br2＞I2 还原性：Ｉ－＞Ｂｒ－＞Ｃｌ－ 卤素原子结构的相似性，决定了单质化学性质的相似性。 与金属反应，生成卤化物。 与水反应，生成卤化氢和次卤酸。 卤素原子结构的差异性，决定了单质化学性质的差异 性和递变性 与氢反应的能力渐弱 氢化物的稳定性渐弱 与水反应的能力渐弱 与氢气反应，生成卤化氢。 1、单质跟氢气化合的难易程度。 2、气态氢化物的稳定性强弱或还原性 强弱； 3、元素最高价氧化物对应的水化物的 酸性强弱； 4、置换反应。 元素非金属性强弱判断依据： 同主族元素性质的相似性和递变规律 同主族元素的 相同，决定 它们在性质上具有相似性。 同主族元素中，由于从上到下电子层数 依次增多，原子半径逐渐增大，原子核 对外层电子吸引力逐渐减小，因此失去 电子的能力逐渐 ，得到电子的 能力逐渐 ，所以金属性逐渐 ， 非金属性逐渐 。 最外层电子数 增强 减弱 增强 减弱 第二节 化学键与分子的极性 一、化学键 氧气(O2) 、水(H2O) 都是分子组成的物质，相应的原子是如何结合成分子的呢？为什么每种分子都有确定组成呢？ 食盐(NaCl)、氢氧化钠(NaOH)都是由离子组成的，离子是如何形成的？阴阳离子靠什么结合在一起呢？ 物质是由分子组成，还是由离子组成，这有规律可循吗？ 人们认为， 在组成O2 、H2O分子的原子之间、 在NaCl、NaOH中的阴阳离子之间存在着强的相互作用，正是这些强的相互作用使这些微粒结合构成物质。 化学键：相邻原子间的强相互作用称为化学键。 如果使H2分子分成两个H原子，要破坏H2分子中原有两个H原子间的强相互作用——化学键，而两个H原子结合成一个H2分子，在这两个H原子间要形成化学键。 化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。 二、共价键和离子键 水(H2O)和食盐(NaCl)中的化学键不同。 共价键 离子键 化学键 共价键——原子间通过共用电子形成的化学键。 H2O分子中H原子和O原子的结合是共价键。 原子间形成共价键的原因是成键原子都没有能力完全获得对方原子的电子，只能以成键的双方原子都提供电子，通过共用的方式相互结合。 最外层电子数未达到稳定结构的非金属原子，在相互结合形成分子的过程中，通过各自提供一定数目的电子，以共用的形式使成键原子彼此达到稳定结构，一对共用电子我们称之为一个共价键。 结构式：用短线“－”表示原子所形成的共价键进而表示物质结构的式子。 左边分别是水、氯化氢分子的电子式 水、氯化氢分子的结构式分别写出： H－O－H和H－Cl 一对共用电子 一个原子形成共价键的数目 ＝稳定结构电子数－该原子最外层电子数。 电子式：一种由元素符号和用于表示该元素原子最外层电子的“·”组成的式子 原子结构示意图 电子式 成键数目 1 2 1 3 4 能形成多个化学键的原子的成键方式 －C－C－ －C＝C－ －C≡C－ －O－ －N＝ ≡N ＝O －N－ －H －Cl 观察下列分子的结构式，寻找你认识的化学键 H－C＝C－H H H H－C≡C－H H H H－C－C－H H H H H－C－Cl H O H H H－C－C－O－H H H H H－C－C－O－H H 离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，叫做离子键。 NaCl晶体中Na＋和Cl－间的结合是离子键。 阳离子：带正电荷的原子或原子团。金属原子失去电子可形成阳离子。如Na Na＋ 失去e－ 阴离子：带负电荷的原子或原子团。非金属原子得到电子可形成阴离子。如Cl Cl－ 得到e－ 在NaCl晶体中Na＋和Cl－按一定的规律交替排列。 用电子式表示的NaCl的形成过程： 非金属元素原子间形成的是共价键 NaF、MgCl2、CaO、KCl中的化学键是离子键 Cl2、H2O、N2、CH4、NH3中的化学键是共价键 活泼金属原子与活泼非金属原子间易形成离子键。 但AlCl3例外，它的化学键是共价键 但NH4Cl例外，它的化学键含离子键 离子化合物：含有离子键的化合物称为离子化合物。 共价化合物：只含有共价键的化合物称为共价化合物。 离子化合物 共价化合物 化合物(据化学键类型) 常见共价化合物：HCl、H2O、CO2、CH4、NH3 常见离子化合物：NaCl、NaOH、CaO、CaCl2 （1）含有离子键的化合物一定是离子化合物，离子化合物一定含有离子键，也可同时含有共价键，如：NaCl只含离子键、NaOH同时含有离子键和共价键。 （2）共价化合物一定含有且只含有共价键，含有共价键的物质不一定是共价化合物。如：H2含有共价键但属于单质，NaOH也含共价键是离子化合物。 化合物类型与化学键类型的复杂关系： 我们知道化学反应是反应物中的原子重新 结合为产物分子的过程。从化学键的角度， 如何解释H2和Cl2反应生成HCl的过程？ 旧化学键断裂，新化学键形成 反应 本质 38 下图是H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g)反应能量变化示意图。请判断该反应吸热还是放热？ 断键吸收能量 成键放出能量 提示 39 下图是H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g)反应能量变化示意图。请判断该反应吸热还是放热？ 断键吸收能量 成键放出能量 提示 ∑E断键=436+243=679 kJ ∑E成键=2ⅹ431=862 kJ ∑E成键 ﹥∑E断键 放热反应 40 化学键 认识 化学反应 的本质 旧化学键的断裂 新化学键的形成 41 三、分子间力 分子间存在着一种相互吸引的作用，即分子间力。 从能量上来看，分子间力比化学键要小得多。化学键的键能约为125.4～836 kJ/mol，而分子间力的能量约为10～40 kJ/mol。分子间力作用的范围较小，所以固态时分子间力较大，液态次之，而气态时分子间力很小。 分子间力的大小对物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质有一定的影响。分子间力越大，物质的熔点、沸点就越高。一般地，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，其分子间力也增大，熔点、沸点也随之升高。 师生双边互动 03 请同学们联系所学知识，思考下列问题 通常情况下，水在加热至100℃时可以变为水蒸气；水加热至2000℃缓慢分解为H2和O2。这说明了什么？请从粒子间相互作用的角度加以分析。 课堂小结 04 1．常用的粉碎方法有哪些？ 2．影响物料混合均匀性的因素有哪些？ 3．常用的注射用水的制备流程是什么？ 作业布置 05 请填写下列表格 物质 NaCl HCl 成键元素 成键粒子 粒子间相互作用 化学键的类型 感谢观看 元素 名称 元素 符号 核电 核数 颜色和状态 密度 （g/cm3） 熔点 (。C) 沸点 （。C） 锂 Li 3 银白色，柔软 0.534 180.5 1347 钠 Na 11 银白色，柔软 0.97 97.81 882.9 钾 K 19 银白色，柔软 0.86 63.65 774 铷 Rb 37 银白色，柔软 1.532 38.89 688 铯 Cs 55 略带金色光泽，柔软 1.879 28.40 678.4 $$