《物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境》課件（蘇教版選修3）

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1、1 1。 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索歷程與研究價值物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索歷程與研究價值( (專題專題1 1與與5)5) 專題專題1 1 揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘（緒言）揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘（緒言） 從人類探索性質(zhì)結(jié)構(gòu)的從人類探索性質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷程歷程中了解人類研究中了解人類研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的常用物質(zhì)結(jié)構(gòu)的常用方法（方法（理論研究、實驗研究、理論研究、實驗研究、假說、模型等）、取得進展的緣由。假說、模型等）、取得進展的緣由。 了解人類研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的，所取得的成果了解人類研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的，所取得的成果在科學(xué)發(fā)展和社會進步中的積極在科學(xué)發(fā)展和社會進步中的積極作用作用，激發(fā)對，激發(fā)對“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”學(xué)習(xí)的自主性和積極性。學(xué)

2、習(xí)的自主性和積極性。 教學(xué)內(nèi)容分析教學(xué)內(nèi)容分析編寫編寫思路思路創(chuàng)設(shè)問題創(chuàng)設(shè)問題情景情景你是否想過：物質(zhì)是由什么你是否想過：物質(zhì)是由什么構(gòu)成的？為什么物質(zhì)會發(fā)生變化？構(gòu)成的？為什么物質(zhì)會發(fā)生變化？為什么不同的物質(zhì)具有不同的性為什么不同的物質(zhì)具有不同的性能？如何才能獲得優(yōu)異性能的新能？如何才能獲得優(yōu)異性能的新物質(zhì)？物質(zhì)？從探索歷程了解從探索歷程了解研究方法研究方法原子分子論元素周期律原子分子論元素周期律碳的價鍵量子力學(xué)碳的價鍵量子力學(xué)假說法假說法 經(jīng)驗歸納法經(jīng)驗歸納法 實驗驗證法實驗驗證法了解研究成果的作了解研究成果的作用激發(fā)學(xué)習(xí)用激發(fā)學(xué)習(xí)興趣興趣 合成化學(xué)生命科學(xué)合成化學(xué)生命科學(xué)從物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究歷

3、程，了解化學(xué)科學(xué)的發(fā)展：從物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究歷程，了解化學(xué)科學(xué)的發(fā)展： 18031803年年 道爾頓原子學(xué)說道爾頓原子學(xué)說 18111811年年 分子概念分子概念 18601860年年 確立確立原子分子論原子分子論 18691869年年 發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)元素周期律元素周期律 19031903年年 湯姆遜模型湯姆遜模型 1911 1911 盧瑟福模型盧瑟福模型 1913 1913 玻爾分層排布模型玻爾分層排布模型 1919世紀中葉世紀中葉 碳鍵碳鍵與有機化合物分子結(jié)構(gòu)研究與有機化合物分子結(jié)構(gòu)研究 1919世紀末世紀末20 20 世紀初世紀初 微觀粒子的微觀粒子的波粒二象性波粒二象性 量子力量子力學(xué)學(xué)模型（原子

4、軌道）模型（原子軌道） 物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的幾個重要歷程物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的幾個重要歷程 專題專題5 5物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境1研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系2研究化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論研究化學(xué)反應(yīng)的量子力學(xué)理論3研究生命現(xiàn)象的化學(xué)機研究生命現(xiàn)象的化學(xué)機 了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價值，認同了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價值，認同“物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索是無止境的物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索是無止境的”觀點。觀點。認識在分子等層次研究物質(zhì)的意義。認識在分子等層次研究物質(zhì)的意義。 進一步激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)興趣，樹立從事化進一步激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)興趣，樹立從事化學(xué)化工研究的志向。學(xué)化工研究的志向。# # 2 2。從三個

5、層次認識物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系。從三個層次認識物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系( (專題專題2-4)2-4) 內(nèi)容內(nèi)容 結(jié)構(gòu)知識結(jié)構(gòu)知識 性質(zhì)知識性質(zhì)知識 結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)與元素性與元素性質(zhì)質(zhì)原子結(jié)構(gòu)模型的演變，主原子結(jié)構(gòu)模型的演變，主族元素核外電子排布規(guī)律、族元素核外電子排布規(guī)律、結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖 元素性質(zhì)（金屬性、非金屬元素性質(zhì)（金屬性、非金屬性、主要化合價、成鍵類型）性、主要化合價、成鍵類型）的周期性變化的周期性變化具體表現(xiàn)與具體表現(xiàn)與規(guī)律規(guī)律性質(zhì)周期性變化的本質(zhì)；主性質(zhì)周期性變化的本質(zhì)；主族元素原子結(jié)構(gòu)、（非）金族元素原子結(jié)構(gòu)、（非）金屬性、屬性、 主要化合價、成鍵類主要化

6、合價、成鍵類型的判斷型的判斷微粒間作微粒間作用力與物用力與物質(zhì)性質(zhì)質(zhì)性質(zhì)三種化學(xué)鍵的本質(zhì)、形成三種化學(xué)鍵的本質(zhì)、形成條件與類型、鍵的強弱，條件與類型、鍵的強弱，離子半徑與電荷數(shù)，共價離子半徑與電荷數(shù)，共價分子空間結(jié)構(gòu)及其表示，分子空間結(jié)構(gòu)及其表示，分子間作用力的特征分子間作用力的特征共價分子的熱穩(wěn)定性、分子共價分子的熱穩(wěn)定性、分子空間構(gòu)型、分子的極性，空間構(gòu)型、分子的極性， 價鍵類型、強弱對物質(zhì)熱穩(wěn)價鍵類型、強弱對物質(zhì)熱穩(wěn)定性、分子空間結(jié)構(gòu)的影響；定性、分子空間結(jié)構(gòu)的影響；分子間作用力大小對分子晶分子間作用力大小對分子晶體對性質(zhì)的影響體對性質(zhì)的影響晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性與物質(zhì)性質(zhì)質(zhì)四種晶體結(jié)

7、構(gòu)的構(gòu)成微粒、四種晶體結(jié)構(gòu)的構(gòu)成微粒、作用力類型作用力類型四種晶體結(jié)構(gòu)的性質(zhì)特點四種晶體結(jié)構(gòu)的性質(zhì)特點晶體結(jié)構(gòu)對物質(zhì)導(dǎo)電性、熔晶體結(jié)構(gòu)對物質(zhì)導(dǎo)電性、熔沸點、硬度等物理性質(zhì)的影沸點、硬度等物理性質(zhì)的影響響 了解并能描述了解并能描述元素原子核外電子的運動元素原子核外電子的運動狀態(tài)狀態(tài)（電（電子云、原子軌道）子云、原子軌道） 、排布規(guī)律、排布規(guī)律了解原子核外電子的了解原子核外電子的運動運動。了解。了解s、p原子軌道原子軌道的形狀。的形狀。 認識并能說明描述認識并能說明描述不同元素（不同元素（1-361-36號元素，周期號元素，周期表中各分區(qū)元素）原子結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律（核外電子排表中各分區(qū)元素）原子結(jié)構(gòu)

8、的變化規(guī)律（核外電子排布的周期性、第布的周期性、第1 1電離能的周期性）電離能的周期性） 認識并能描述認識并能描述元素電負性的周期性元素電負性的周期性 能能認識并能運用認識并能運用上述知識說明、解釋元素的金屬上述知識說明、解釋元素的金屬性、非金屬性差異、形成化學(xué)鍵的類型、對成鍵電子性、非金屬性差異、形成化學(xué)鍵的類型、對成鍵電子的吸引力的吸引力 （1）從原子結(jié)構(gòu)知識認識為什么元素組成是決定物質(zhì)從原子結(jié)構(gòu)知識認識為什么元素組成是決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素性質(zhì)的重要因素 編寫思路編寫思路原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)從學(xué)生已有經(jīng)驗出發(fā)讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)活動從學(xué)生已有經(jīng)驗出發(fā)讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)活動建構(gòu)知識幫助學(xué)生了解知識的應(yīng)用

9、建構(gòu)知識幫助學(xué)生了解知識的應(yīng)用原子模型：行星模型玻爾模型原子模型：行星模型玻爾模型 量子力學(xué)模型（統(tǒng)計方法、測不準原理、量子力學(xué)模型（統(tǒng)計方法、測不準原理、互補原理）互補原理）電子運動狀態(tài)與排布：原子軌道電子運動狀態(tài)與排布：原子軌道 電子在核外的填充與排布電子在核外的填充與排布原子核外電子排布原子半徑原子核外電子排布原子半徑 第一電離能第一電離能 化合價化合價 電負性電負性 金屬性和非金屬性金屬性和非金屬性元素性質(zhì)元素性質(zhì)（周期性（周期性變化）變化）決定原子軌道原子軌道 玻爾認為，原子核外電子在原子玻爾認為，原子核外電子在原子核外一系列穩(wěn)定軌道上運動。核外一系列穩(wěn)定軌道上運動。 量子力學(xué)用量子

10、力學(xué)用原子軌道原子軌道描述原子中描述原子中單個電子的空間運動狀態(tài)。每個原子單個電子的空間運動狀態(tài)。每個原子軌道由軌道由3 3個量子數(shù)（個量子數(shù)（n n、l l、m m）來描述。）來描述。 原子軌道示意圖表示電子在核外原子軌道示意圖表示電子在核外運動的主要區(qū)域。運動的主要區(qū)域。1s（1個軌道） 3p（3px 3py 3pz 3個軌道 4d （5個軌道）n=1n=1，l=0 l=0 ，m=0m=0n=3n=3，l=1l=1， m=0m=0、+1+1、-1-1n=4n=4、l=2 m=0l=2 m=0、+1+1、- -1 1、+2+2、-2-2原子軌道的描述（舉例）原子軌道的描述（舉例）原子軌道示意

11、圖原子軌道示意圖能級交錯能級交錯ns (n-2)f (n-1)d np 原子核外電子排布是原子核外電子排布是以實驗事實為依據(jù)。以實驗事實為依據(jù)。 價價電子在外層分布時存在能電子在外層分布時存在能級交錯。它是多電子體系級交錯。它是多電子體系電子相互作用（排斥）的電子相互作用（排斥）的結(jié)果。結(jié)果。 軌道能量的差值軌道能量的差值與核電荷數(shù)的大小有關(guān)。與核電荷數(shù)的大小有關(guān)。 電子填充的順序與原電子填充的順序與原子失去電子的順序不同。子失去電子的順序不同。4s3d4p 5S4d4p 6s4f5d6p 1-361-36號元素的電子填充號元素的電子填充1-181-18號（各電子層可填充最多電子號（各電子層可

12、填充最多電子數(shù)數(shù)-2n-2n2 2； 各能級可填充最多電子各能級可填充最多電子數(shù)數(shù)2(2l+1)2(2l+1)） 1s1s1 1-1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6 19-3619-36號（能級交錯與洪特規(guī)則號（能級交錯與洪特規(guī)則）1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6 4s4s1 1- -1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6 3d3d10104s4s2 23p3p6 6 Cr 1sCr 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6 3d3d5 5 4s 4s1 1 Cu

13、 1s Cu 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6 3d3d1010 4s 4s1 1FeFe原子的軌道能級和原子的軌道能級和核外電子排布核外電子排布1s22s22p63s23p6 3d64s2 電子在原子軌道上的填充和排布電子在原子軌道上的填充和排布知道應(yīng)用排布原則（能量最低原理、泡利不相容原理、洪特知道應(yīng)用排布原則（能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則）和基態(tài)原子的原子軌道能級高低書寫電子排布式。規(guī)則）和基態(tài)原子的原子軌道能級高低書寫電子排布式。外圍電子排布式外圍電子排布式 3d6 4s2電離能及應(yīng)用電離能及應(yīng)用M M（g) eg) e- - = M = M

14、+ +(g) (g) H=IH=I1 1 電離能是原子核外電子分層電離能是原子核外電子分層排布的實驗驗證。第一電離能可排布的實驗驗證。第一電離能可衡量元素原子失去衡量元素原子失去1 1個電子的難易個電子的難易程度。值越小，元素的金屬性越程度。值越小，元素的金屬性越強。（注意區(qū)別氣態(tài)原子的金屬強。（注意區(qū)別氣態(tài)原子的金屬性與金屬活動性性與金屬活動性-固體金屬單質(zhì)固體金屬單質(zhì)的金屬性）的金屬性） 第一電離能呈周期性變化。第一電離能呈周期性變化。是原子核外電子排布周期性變化是原子核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。當電子在原子軌道的必然結(jié)果。當電子在原子軌道上呈全空、全滿、半滿時第一電上呈全空、全滿、

15、半滿時第一電離能較大。離能較大。 判別元素的金屬性、非金屬性強弱判別元素的金屬性、非金屬性強弱 一般說，金屬元素的電負性在一般說，金屬元素的電負性在2.02.0以下以下, ,非金屬元素的電非金屬元素的電負性在負性在2.02.0以上。元素的電負性呈周期性變化。以上。元素的電負性呈周期性變化。電負性及其應(yīng)用電負性及其應(yīng)用 鮑林首先用電負性衡量元素在鮑林首先用電負性衡量元素在化合物中吸引電子的能力。此后不化合物中吸引電子的能力。此后不同科學(xué)家提出度量元素電負性的不同科學(xué)家提出度量元素電負性的不同標度。如，除鮑林提出的標度外，同標度。如，除鮑林提出的標度外，還有以元素的電離能和電子親合能還有以元素的電

16、離能和電子親合能的平均值來度量的，根據(jù)核對電子的平均值來度量的，根據(jù)核對電子的靜電引力計算電負性的等。的靜電引力計算電負性的等。 結(jié)合其它鍵參數(shù)判別化學(xué)鍵型結(jié)合其它鍵參數(shù)判別化學(xué)鍵型 電負性相差較大（電負性相差較大（x1.7)x1.7)的兩種元素的原子結(jié)合形成化合物，的兩種元素的原子結(jié)合形成化合物， 通常形成離子鍵。電負性相差較小（通常形成離子鍵。電負性相差較小（x x1.7)1.7)的兩種元素的原子結(jié)的兩種元素的原子結(jié)合形成化合物，通常形成共價鍵，且電負性不相等的元素原子間一合形成化合物，通常形成共價鍵，且電負性不相等的元素原子間一般形成極性共價健。般形成極性共價健。電負性的周期性變化電負性

17、的周期性變化專題專題3 微微粒間作用力粒間作用力與物質(zhì)的性與物質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)第第 1 1 單 元單 元 金屬鍵金屬鍵 金金屬晶體屬晶體 第第2 2單元單元 離子鍵離子鍵 離離子晶體子晶體第第3 3單元單元 共價鍵共價鍵 原子晶體原子晶體第第4 4單元單元 分分子間作用力子間作用力 1 1金屬鍵與金屬鍵與金屬特性金屬特性（交流與討論：影響金屬鍵的交流與討論：影響金屬鍵的因素；理解金屬的特性因素；理解金屬的特性 2 2金屬晶體金屬晶體（活動與探究：活動與探究：認識金屬晶體的密堆積）認識金屬晶體的密堆積）1 1離子鍵的形成離子鍵的形成 2 2離子晶體離子晶體（交流與討論：離（交流與討論：離子晶體晶格能與

18、其物理性質(zhì)的關(guān)系）（子晶體晶格能與其物理性質(zhì)的關(guān)系）（ 拓展視野：離子晶拓展視野：離子晶體中離子的配位數(shù)）體中離子的配位數(shù)）1共價鍵的形成共價鍵的形成 （價鍵理論、（價鍵理論、鍵和鍵和鍵鍵等）等） 2共共價鍵的類型價鍵的類型 3共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱共價鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱（問（問題解決：利用共價鍵的題解決：利用共價鍵的鍵鍵能計算化學(xué)反應(yīng)熱）能計算化學(xué)反應(yīng)熱） 4原子原子晶體晶體 整理與歸納：比較整理與歸納：比較三種化學(xué)鍵三種化學(xué)鍵1 1范德華力范德華力（交流與討論：以鹵素單質(zhì)、鹵化氫的熔、交流與討論：以鹵素單質(zhì)、鹵化氫的熔、沸點變化規(guī)律為例認識范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響）沸點變化規(guī)律為例認識

19、范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響） 2 2氫鍵氫鍵的形成的形成( (分子間、分子內(nèi)氫鍵分子間、分子內(nèi)氫鍵) ) 交流與討論：交流與討論：以氨、氟化氫、鄰（對）羥基苯甲酸、羥基苯甲酸的性質(zhì)為以氨、氟化氫、鄰（對）羥基苯甲酸、羥基苯甲酸的性質(zhì)為例討論氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響例討論氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響 3 3分子晶體分子晶體 整整理與歸納：比較理與歸納：比較四種類型晶體四種類型晶體 理解理解并能描述三種化學(xué)鍵的形成與三類晶體的特點，能說并能描述三種化學(xué)鍵的形成與三類晶體的特點，能說明晶體中明晶體中化學(xué)鍵類型對晶體性質(zhì)的決定化學(xué)鍵類型對晶體性質(zhì)的決定作用；作用； 認識說明認識說明金屬晶體的密堆積金屬晶體的密堆積，

20、了解了解晶胞與晶體晶胞與晶體的關(guān)系的關(guān)系 ； 了解什么是離子晶體了解什么是離子晶體晶格能晶格能，了解它與離子晶體性質(zhì)的關(guān)，了解它與離子晶體性質(zhì)的關(guān)系，能應(yīng)用系，能應(yīng)用晶格能說明物質(zhì)的某些性質(zhì)，了解晶格能說明物質(zhì)的某些性質(zhì)，了解怎樣怎樣運用晶胞結(jié)運用晶胞結(jié)構(gòu)模型說明晶體的組成構(gòu)模型說明晶體的組成； 認識認識共價鍵的類型共價鍵的類型（ 、 鍵、極性鍵、非極性鍵）鍵、極性鍵、非極性鍵）能從能從成鍵原子核外電子排布特點分析成鍵原子核外電子排布特點分析共價鍵的共價鍵的方向性、飽和性、共方向性、飽和性、共價分子的組成與鍵型，價分子的組成與鍵型，能能運用共價鍵的參數(shù)說明運用共價鍵的參數(shù)說明共價鍵的穩(wěn)定共價鍵

21、的穩(wěn)定性性；了解原子晶體熔點、硬度與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系；系統(tǒng)認識了解原子晶體熔點、硬度與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系；系統(tǒng)認識三種三種化學(xué)鍵本質(zhì)、影響鍵強弱的因素、化學(xué)鍵本質(zhì)、影響鍵強弱的因素、是否有方向性、飽和性是否有方向性、飽和性； 了解兩種常見分子間作用力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響；了解兩種常見分子間作用力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響； 比較四類晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)特點比較四類晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)特點 。 中心內(nèi)容：微粒間作用力類型與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系中心內(nèi)容：微粒間作用力類型與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系編寫編寫思路思路金屬金屬金屬鍵、金屬金屬鍵、金屬鍵的強弱鍵的強弱金屬晶體金屬晶體金屬原子在晶體中的金屬原子在晶體中的堆積方式堆積方式晶體物理性質(zhì)特晶

22、體物理性質(zhì)特點（金屬原子化點（金屬原子化熱）熱）離子化離子化合物合物離子鍵的形成、離子鍵的形成、特點特點離子晶體離子晶體 離子晶體離子晶體的晶格能、晶胞的晶格能、晶胞晶體物理性質(zhì)特晶體物理性質(zhì)特點（晶格能）點（晶格能）共價化共價化合物、合物、共價分共價分子子共價健的形成共價健的形成共價鍵的類型共價鍵的類型共價鍵的鍵能共價鍵的鍵能鍵長鍵長 原子晶體原子晶體分子晶體分子晶體晶體物理性質(zhì)特晶體物理性質(zhì)特點點 （共價化合（共價化合物的穩(wěn)物的穩(wěn) 定性與定性與反應(yīng)熱）反應(yīng)熱）分子分子分子間作用力分子間作用力（范德華力、范德華力、氫鍵的形成）氫鍵的形成）分子晶體分子晶體晶體物理性質(zhì)特晶體物理性質(zhì)特點（氫鍵對

23、物質(zhì)點（氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響）性質(zhì)的影響）學(xué)習(xí)情景學(xué)習(xí)情景作用力作用力物質(zhì)性質(zhì)物質(zhì)性質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)認識共價鍵的類型認識共價鍵的類型 鍵與鍵與 鍵鍵雜化雜化鍵鍵極性鍵與非極性鍵極性鍵與非極性鍵（含義、判斷與推測（含義、判斷與推測方法）方法）拓展視野：拓展視野：三種分子間作三種分子間作用力用力-幫助學(xué)幫助學(xué)生認識分子間生認識分子間作用力存在的作用力存在的原因和普遍性原因和普遍性+ + + + + + + + + +-取向力取向力誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力色散力色散力范德華力范德華力 聯(lián)系實例認識存在的意義、與化學(xué)鍵的區(qū)別、作用大聯(lián)系實例認識存在的意義、與化學(xué)鍵的區(qū)別、作用大小對物質(zhì)性質(zhì)的影響小對物質(zhì)性質(zhì)的影

24、響 共價分子為什么可以以凝聚態(tài)存在？共價分子為什么可以以凝聚態(tài)存在？NaCl HClNaCl HCl的熔的熔點（點（801801、-112-112）為什么差別大？鹵素單質(zhì)常溫下存在）為什么差別大？鹵素單質(zhì)常溫下存在狀態(tài)差異的原因。干冰融化與狀態(tài)差異的原因。干冰融化與COCO2 2分解的難易。為什么分解的難易。為什么氡在水中溶解度（氡在水中溶解度（230cm230cm3 3L L-1-1）比其他稀有氣體大？）比其他稀有氣體大？氫鍵與物質(zhì)的性質(zhì)氫鍵與物質(zhì)的性質(zhì) 對物質(zhì)熔點和沸點的影響對物質(zhì)熔點和沸點的影響氫鍵對物質(zhì)溶解度的氫鍵對物質(zhì)溶解度的影響影響氫鍵對酸性的影響氫鍵對酸性的影響水的獨特性質(zhì)水的獨

25、特性質(zhì)-沸點反常升高、冰密度小于水、水密度在沸點反常升高、冰密度小于水、水密度在4 4 0 0C C最大最大 DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵雙螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵 認識氫鍵的存在，了解氫鍵的形成，從具體事例認識認識氫鍵的存在，了解氫鍵的形成，從具體事例認識氫氫鍵對物質(zhì)的性質(zhì)影響鍵對物質(zhì)的性質(zhì)影響 氫鍵的形成氫鍵的形成 當分子中的當分子中的H H和電負性大、半徑小的有孤對電子的和電負性大、半徑小的有孤對電子的元素元素(F,O,N)(F,O,N)結(jié)合時，共用電子對強烈偏向電負性大的結(jié)合時，共用電子對強烈偏向電負性大的原子一側(cè)，幾乎裸露的原子一側(cè)，幾乎裸露的H H原子核可以與分子中另一個電原子核可以與分

26、子中另一個電負性大、半徑小的原子產(chǎn)生吸引作用，形成氫鍵。因負性大、半徑小的原子產(chǎn)生吸引作用，形成氫鍵。因此，在這種情況下，此，在這種情況下，一個氫原子是被兩個原子強有力一個氫原子是被兩個原子強有力地吸引著，可以把氫鍵看作是在兩個原子之間的鍵，地吸引著，可以把氫鍵看作是在兩個原子之間的鍵，可表示為可表示為X-HX-HY Y 。 氫鍵是一種弱鍵，鍵能在氫鍵是一種弱鍵，鍵能在2-10kcal/mol2-10kcal/mol范圍，因范圍，因為鍵能小，它在形成和分離時所需的活化能也很小，為鍵能小，它在形成和分離時所需的活化能也很小，特別適合在常溫下的反應(yīng)特別適合在常溫下的反應(yīng). . 氫鍵能使蛋白質(zhì)分子限

27、制氫鍵能使蛋白質(zhì)分子限制在它的天然構(gòu)型上。在它的天然構(gòu)型上。 在氫鍵中，氫原子總是比較靠近兩個原子中的一在氫鍵中，氫原子總是比較靠近兩個原子中的一個，例如冰的晶體中，質(zhì)子離一個氧原子的距離為個，例如冰的晶體中，質(zhì)子離一個氧原子的距離為100pm100pm，離另一個氧原子為，離另一個氧原子為176pm176pm。形成氫鍵的物質(zhì)的。形成氫鍵的物質(zhì)的物理性質(zhì)，如沸點、熔點會發(fā)生明顯的變化物理性質(zhì)，如沸點、熔點會發(fā)生明顯的變化-由此得由此得出結(jié)論，出結(jié)論， HFHF、NHNH3 3、H H2 2O O晶體中的氫鍵在熔化時一部分晶體中的氫鍵在熔化時一部分被破壞，還有一部分（超過半數(shù)）還留在液體中，最被破

28、壞，還有一部分（超過半數(shù)）還留在液體中，最后汽化時才破壞。只有后汽化時才破壞。只有HFHF中的氫鍵特別強，在蒸汽中中的氫鍵特別強，在蒸汽中仍有部分聚合體。仍有部分聚合體。 有些液態(tài)物質(zhì)如有些液態(tài)物質(zhì)如NHNH3 3、H H2 2O O，觀察到反常的高介電常，觀察到反常的高介電常數(shù)，可歸結(jié)為氫鍵產(chǎn)生的連續(xù)聚合作用。數(shù)，可歸結(jié)為氫鍵產(chǎn)生的連續(xù)聚合作用。 氫鍵的特點氫鍵的特點 鍵長特殊鍵長特殊 297pm297pm 鍵能小鍵能小 E E 28kJ/mol) 28kJ/mol) 具有飽和性和方向性具有飽和性和方向性 不僅同種分子不僅同種分子間可形成氫鍵，不間可形成氫鍵，不同種分子間也可以同種分子間也可

29、以形成氫鍵。如形成氫鍵。如NHNH3 3和和H H2 2O O間的氫鍵。間的氫鍵。 除了除了HFHF、H H2 2O O、NHNH3 3 有有分子間氫鍵分子間氫鍵外，在有機羧酸、外，在有機羧酸、醇、酚、胺、氨基酸和蛋白質(zhì)中也有氫鍵的存在。例如：醇、酚、胺、氨基酸和蛋白質(zhì)中也有氫鍵的存在。例如：甲酸、乙酸靠氫鍵形成二聚體。甲酸、乙酸靠氫鍵形成二聚體。HCOOHHOOHC 除了分子間氫鍵外，還有除了分子間氫鍵外，還有分子分子內(nèi)氫鍵內(nèi)氫鍵。例如，。例如， 鄰硝基苯酚、鄰羥鄰硝基苯酚、鄰羥基苯甲酸、基苯甲酸、NaHCO3NaHCO3晶體、硝酸等。硝晶體、硝酸等。硝酸的分子內(nèi)氫鍵酸的分子內(nèi)氫鍵使其熔、沸點較低。使其熔、沸點較低。尿素的氫鍵尿素的氫鍵 尿素尿素CO(NHCO(NH2 2) )2 2有兩個有兩個N N和一個羰基氧原子和一個羰基氧原子, , 每個每個N N與與另一個尿素分子的氫形成一另一個尿素分子的氫形成一個氫鍵個氫鍵, ,氧也可形成一個氫鍵氧也可形成一個氫鍵, ,共可形成三個氫鍵。共可形成三個氫鍵。 這使得它的熔點比分子這使得它的熔點比分子量相近的醋酸、硝酸高。量相近的醋酸、硝酸高。