朱燕秋

(江蘇省太倉高級中學(xué) 215400)

一、從氨談起，初步認識物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系

[師] 必修曾學(xué)過氨做制冷劑，你能從結(jié)構(gòu)上解釋嗎？

[生1]液氨汽化時吸收大量熱使周圍環(huán)境溫度降低，能吸收大量熱是因為氨的沸點高.

[生2]氨分子有氫鍵，所以沸點高，能做制冷劑.

[生3]氨分子中N原子半徑小，N-H鍵長短，N-H鍵能大，所以沸點高，能做制冷劑.

[生4] 氨做制冷劑，沸點高，是因為氨分子與氨分子之間存在氫鍵，必須強調(diào)分子間，因為氫鍵是存在于分子間的一種作用力.

[生5] 鍵能是指在101kPa、298K條件下，1mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過程中所吸收的能量.鍵能不能影響沸點等物理性質(zhì)，N-H鍵能大，是指N-H不容易斷，這樣氨分子比較穩(wěn)定，所以鍵能影響的是穩(wěn)定性這種化學(xué)性質(zhì)，當(dāng)我們比較NH3和PH3穩(wěn)定性大小時，可以比較N-H和P-H鍵能大小.

[師]“生4”和“生5”兩位同學(xué)說的非常好.NH3極易溶于水，能從結(jié)構(gòu)上解釋嗎？

[生6]氨分子和水分子之間存在氫鍵.

[生7]氨分子和水分子都是極性分子，相似相容原理.

[生8]氫鍵存在于NH3、H2O、HF之間，可用X—H……Y (N、O、F)，會影響物質(zhì)的熔沸點、溶解性等物理性質(zhì).

[生9]相似相容原理是極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑.

[生10]氨分子是極性鍵形成的三角錐構(gòu)型的分子，正電荷中心和負電荷中心不重合，是極性分子，水是極性鍵形成的V型結(jié)構(gòu)的分子，正電荷中心和負電荷中心不重合，是極性分子，所以氨極易溶于水.

課進行到這里，已經(jīng)喚醒和鞏固了學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗，教師沒有采用教師講知識點，或者學(xué)生提出問題教師答的復(fù)習(xí)方式，而是拋出一個從學(xué)生已有舊知識出發(fā)的新問題，引導(dǎo)學(xué)生向結(jié)構(gòu)和分子間的作用力的角度去思考問題，學(xué)生大膽的說，拋棄了以往教師問，學(xué)生聽或者學(xué)生僅能作簡單回答的課堂復(fù)習(xí)方式，這種情況下，學(xué)生的思維被充分調(diào)動起來，當(dāng)學(xué)生思維受阻的時候，教師沒有急于補充或者找其他學(xué)生回答，而是給學(xué)生充分的時間思考和交流討論，在學(xué)生自己復(fù)習(xí)舊知識的同時，找到了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學(xué)科思想，這樣在解題時會更容易找到方法，例如2017年江蘇高考試卷的21(4)乙醇的沸點高于丙酮，這是因為____.學(xué)生會很容易想到，分子間氫鍵，這不是靠背誦題型或者答案解決的，而是一種深植于學(xué)生內(nèi)心的解題思路.

二、從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的視角，預(yù)測物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)

[師]推測BCl3在有機溶劑中的溶解性？

[生11] 根據(jù)前面所學(xué)的相似相溶原理，BCl3是非極性分子，易溶于有機溶劑不易溶于極性分子水中.

[生12] BCl3是極性鍵形成的平面三角型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)對稱，正電荷中心和負電荷中心重合，所以為非極性分子，易溶于有機溶劑中.

[師]我展示BCl3的平面三角型模型和百度百科的說明，大家看到與自己推測一樣的結(jié)果時，非常激動.大家不熟悉BCl3，可以準(zhǔn)確的推測出它的溶解性，研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是不是可以看成研究未知物質(zhì)的一種方法.

此題學(xué)生非常容易的作出了正確答案，大家都非常激動，躍躍欲試的想要推測更多未知物質(zhì)的性質(zhì)，當(dāng)然未知物質(zhì)性質(zhì)的確定不僅需要推測，還需要大量的理論實驗加以驗證，因為物質(zhì)結(jié)構(gòu)是極其復(fù)雜的，影響物質(zhì)的性質(zhì)的因素遠不止課堂所呈現(xiàn)出來的，在這里盡可能科學(xué)的教給學(xué)生一種認識研究未知物質(zhì)的方法，讓學(xué)生深刻感受物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)性質(zhì)的密切關(guān)系，從而明白研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價值和意義.

三、判斷簡單分子或離子的空間構(gòu)型的三種理論

[師]請用三種理論解釋光氣COCl2的立體構(gòu)型？

[生13]價層電子對互斥理論：分子中的價電子對(成建電子對和孤電子對)由于相互排斥作用，盡可能的趨向彼此遠離，為使價電子斥力最小，盡可能采取對稱結(jié)構(gòu)，當(dāng)價電子對為4 時，正四面體結(jié)構(gòu)，為3時，平面三角形，為2時，直線形.COCl2(光氣)的分子中，碳原子(C)的價層電子與2個Cl和1個O原子的三個電子形成三對共用電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論，應(yīng)是平面三角形，這樣分子最穩(wěn)定.

[生14] 雜化軌道理論：在同一個原子中,能量相近的不同類型的幾個原子軌道在成鍵時，可以互相疊加重組,成為相同數(shù)目、能量相等的新軌道，這種新軌道叫雜化軌道.C原子中 1個2s電子激發(fā)到2p后，1個2s軌道和3個2p軌道重新組合成4個sp3雜化軌道，1個2s軌道和2個2p軌道重新組合成3個sp2雜化軌道，1個2s軌道和1個2p軌道重新組合成2個sp雜化軌道，幾種雜化軌道之后的分子空間形態(tài)，sp雜化：直線型；sp2雜化：平面三角形(等性雜化為平面正三角形)；sp3雜化：空間四面體(等性雜化為正四面體).光氣中的C采取的是sp2雜化，所以結(jié)構(gòu)為平面三角形.

[生15] 等電子體原理：是指價電子數(shù)和原子數(shù)相同的分子、離子或原子團.有些等電子體化學(xué)鍵和構(gòu)型類似.運用等電子原理可以推測某些物質(zhì)的空間構(gòu)型，光氣C的價電子數(shù)為4，向左移動一個變成B，O的價電子數(shù)為6，向右移動一個變成F，F(xiàn)向下移動變成Cl(價電子數(shù)不變)，左右各移動一個相互抵消變成BCl3，它們具有相似的結(jié)構(gòu)，平面三角形.

[生16] 需要提醒的是價層電子對理論中孤對電子間的排斥(孤-孤排斥)大于孤對電子和成鍵電子對之間的排斥(孤-成排斥)大于成鍵電子對之間的排斥(成-成排斥)，我們在預(yù)測分子或者離子的構(gòu)型時需要考慮孤電子對的斥力對分子構(gòu)型的影響.例如：氨分子中心原子N和三個H形成三個成建電子對，N原子還有一對孤電子對，因此N原子采用sp3雜化，理想構(gòu)型為正四面體，但由于孤對電子對成建電子對的斥力要大于成建電子對成建電子對的斥力，略去孤電子對，氨的真實構(gòu)型為三角錐.

此部分內(nèi)容也由學(xué)生討論交流來完成，教師不講解，課堂氣氛融洽，學(xué)生學(xué)習(xí)情緒高漲，取得了較好的復(fù)習(xí)效果.當(dāng)然，本節(jié)復(fù)習(xí)課有很多值得改進的地方，比如，對于四星級學(xué)校的學(xué)生來說，本節(jié)課內(nèi)容少許有些過于輕松，筆者也考慮過將例子改成難度更大一點的，但無論舉例簡單與否，想達到的教學(xué)目標(biāo)是一樣的，都是培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科思維，各位同仁可根據(jù)實際的教學(xué)實踐予以調(diào)整.