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高二选择性必修2-课序56-§2-4-3

《分子结构与性质》全章复习（第3课时）教学设计

【教学目标】

1.能够辨别分子中的共价键类型与数目

2.能够比较键参数的大小并说明理由

3.能够判断分子中特定原子的杂化类型

4.能够利用氢键说明分子的某些性质

【教学过程】

【引入】在疫情期间，我们可以通过检测核酸来发现新冠病例从而快速控制疫情。核酸是一种生物大分子，可以发生水解反应，最终生成磷酸、戊糖和碱基，其中腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）是其中的两种碱基，结构简式如图所示：

胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A）

下面请同学们运用本章的学习内容从结构上来认识这两种物质请同学们完成例题1的相关填空

【环节一】复习分子中的共价键

【学生活动1】

例题1.请根据胸腺嘧啶分子（T）的结构填空。

1.分子含有的σ键的数目为：______，π键的数目为：______。

2.分子中含有极性键的种类有______种。

3.甲基（-CH3）和亚氨基（-NH-）中的键长比较：C-H___N-H（填“”或“”），判断的理由是_______________________。

【答案】1.153

2.4

3.氮的原子半径比碳的小,对氢原子的吸引力,比碳原子对氢原子的吸引力更大

【解题过程】

第1小题是求算分子中含有的σ键和π键的数目，求算σ键的数目需要将所有的共价键展开，尤其是分子中省略的氢原子形成的共价键，分子中共价键展开后的情况如图所示，1个单键就是1个σ键，1个双键含有1个σ键和1个π键。因此σ键总数为15个，分子中含有3个双键，故π键的个数为3。

第2小题要判断的是极性键的种类，极性键是由不同种原子形成的共价键，分子中符合这种条件的共价键，由碳氢键碳氧双键碳氮单键氮氢键，故分子中极性键的类型由4种。

第3小题要比较甲基和亚氨基中的键长大小，碳和氮原子均为第二周期的原子，氮的原子半径比碳的小，氮原子对氢原子的吸引力，比碳原子对氢原子的吸引力更大，故氮氢键的键长比碳氢键的更小，因此第一空填大于号。理由是氮的原子半径比碳的小，氮原子对氢原子的吸引力，比碳原子对氢原子的吸引力更大。

【小结】

1.键数的计算

（1）σ键：共价单键是1个σ键,共价双键中有1个σ键

（2）π键：共价双键中有1个π键,共价三键中有2个π键

2.共价键的极性：根据形成的原子种类是否相同即可判断

3.键长：根据构成共价键的两原子的半径的大小来判断

【巩固练习1】某物质的结构简式如图所示，下列说法正确的是()

A.分子中σ键和π键的个数比为5﹕3

B.键角最大的是180°

C.键长比较：C-NC=NC≡N

D.分子中所有原子的最外层均达到8电子稳定结构

【答案】B

【解题过程】

A选项要求计算σ键和π键的个数比，根据刚才的方法，可将所有的共价键展开，可知σ键的数目为9个，分子中含有1个三键和1个双键，所以π键的数目为3，σ键和π键的个数比为9比3，化简后为3比1，A选项错误。

B选项判断的时键角的大小，分子中有一个碳氮三键，其中碳原子的杂化类型为sp杂化，键角为180度，其他键角均小于180度，因此B选项正确。

C选项要求比较三种键键长的大小，一般来说，相同的两个原子，在形成不同重键的时候，键长大小顺序为，单键大于双键，双键大于三键，因此选项中的三种键的键长，由大到小的顺序依次为，碳氮键碳氮双键碳氮三键，因此C选项错误。

D选项要判断原子的最外层是否达到，8电子的相对稳定结构，一般来说在分子中，我们可以通过该原子的成键电子对和，孤电子对的数目来判断，该原子是否达到8电子的相对稳定结构。例如，1号位的氮原子原来的最外层有5个电子，与碳原子成键时，氮提供3个电子与碳原子，形成三对共用电子对，此时在碳氮之间有6个电子。另外氮原子还有两个电子，形成一对孤电子对，这样氮原子的周围总共有8个电子，其他氮原子也能达到8个电子相对稳定结构，分子中的碳原子和其他原子均是形成4对共用电子对，故碳原子最外层也是达到8电子的相对稳定结构，而氨基中的氢原子本省只有1个电子，只能提供1个电子，与氮原子形成1对共用电子对，因此，氢原子周围只有2个电子，不能达到8电子的相对稳定结构，故D选项错误。本题答案选B。

【环节二】复习分子中原子的杂化类型

例题2.胸腺嘧啶分子(T)存在以下Ⅰ和Ⅱ两种互变异构体：

1.Ⅰ和Ⅱ中碳原子的杂化类型有_____。

2.Ⅱ中N原子的杂化类型是_______。

3.Ⅰ和Ⅱ分子中含有孤电子对的原子是：________。

【答案】1.sp3、sp22.sp23.O、N

【解题过程】

例题2主要涉及的是胸腺嘧啶分子两种互变异构体中碳、氮等原子