第一篇：专题三：认识物质结构的不同尺度层次——现代物质结构研究的思路与方法
物质结构与性质
专题三：认识物质结构的不同尺度层次 ——现代物质结构研究的思路与方法主持人：
北京师范大学化学教育研究所博士讲师魏锐 嘉宾：
教育部高中化学课程标准研制组组长北京师范大学化学教育研究所所长王磊教授
北京师范大学化学学院李奇教授 山东省诸城实验中学教师张福涛老师 北京第四中学高洁老师
1、回顾前部分讨论
主持人：在前面的讨论中，我们基本上是从原子层面和分子层面来对物质结构进行讨论，那么从这个专题，我们将进入一个新的层次，他是超越了原子和分子层次的，是原子间作用力和晶体结构。那么这个层次呢？他是原子和分子之外的层次，通过这两个层次的认识，可以帮助学生建立认识原子和分子的新的视角和角度，那么在讨论这个案例之前，我们先来看一个教学片断。
2、林红梅老师范德华力教学片断
教师提问：前面我们学会了微粒间强烈的相互作用是什么啊？ 学生回答：化学键
教师提问：化学键是原子或者离子之间的强相互作用，那么分子之间是否也有强烈的相互作用呢。我们先来阅读一则材料，壁虎的飞檐走壁之谜。
教师提问：读完这个材料，那么同学们对微粒之间的作用有了哪些新的认识呢？它也是一种电性作用，那么这个分子间作用力与前面所学的化学键有什么区别呢？它的存在对物质的性质又会产生什么样的影响呢？我们先来分析两个熟悉的事实，水分解和水的三态转换。
教师提问：第一个问题通过图中，水分子之间是否存在作用力呢，证据是什么？ 学生回答：水分子之间存在作用力，因为它变为气态，需要能量。
教师解释：看这里，这部分能量，来克服了水分子之间的作用力，而这部分力叫做范德华力。是由范德华首先提出了分子之间普遍存在着作用力，我们就把分子之间普遍存在的作用力称为范德华力。
主持人：我们刚才一起来观摩了这个教学片断，那么我们先请张老师和王老师来对这个片断进行点评，那么在这个片断设计的过程当中主要想体现的一些思路和思想是什么。
张福涛：林老师在设计过程中主要是首先关注了学生的已有基础，学生在必修二和本模块第二章的学习中已经从微观上知道了分子内原子间存在着强烈的相互作用，那就是化学键，但是对分子间的相对作用，范德华力呢，仍是一无所知，但是从微观上讲，学生又是已经了解了相关的一些现象。比如常温下水是液态的，水有三态变化等。正是基于这样的基础，林老师首先通过学生非常感兴趣的，现代科学材料，壁虎飞檐走壁之谜，将抽象的分子间作用力展示出来，让学生感受到它的客观存在，知道有范德华力，激发他们探究的欲望。再通过水的电解、水的三态变化这两个学生已经知道的变化，以及转换的条件，展示出了化学键与范德华力的区别，使抽象的问题形象化，让学生知道了什么是范德华力。王磊：给我印象很深刻的，老师的引入，提出分子间作用力还是很有层次性的，她是先让学生感知到分子间作用力的存在，而且是用非常趣味的生活的真实情景，壁虎事件，这是非常吸引孩子的，也就是让学生好奇了，然后再用一种典型的事件模型，水的电解、三态变化。我们说这可以是一个典型的化学事件来探讨、刺激学生形成一种分子间作用力的假设，他要和他已经知道的微粒间作用力---化学键进行比较，感受到它与化学键的区别，这样一个双层次的处理会给学生留下很深刻的印象。有利于学生的转变。因为以前学生是对此不意识的，这就是一个硬转变，所以他要用一个深刻的两重事件去刺激你，然后让你留下很深刻的印象，然后再进行微观探讨，这也是很成功的。
3、如何认识分子间作用力
魏锐：那么李老师，您能不能给我们介绍一下分子间作用力在我们现代前沿的科学研究中有什么意义。我们该如何认识分子间作用力呢。李奇：首先分子间作用力的本质是除了离子键、共价键和金属键以外，基团间和分子间相互作用的总称，包括了很多方面。比如：荷电基团间的相互作用。实际上呢，比如：羧基和氨之间的作用，本质和离子键相当，又称为盐键。另外一类是诱导偶极子和高级电极距间的相互作用，正比与r-6，称为范德华作用。另外就是氢键，疏水基团相互作用和…堆叠作用。…堆叠作用指的是两个或多个平面型的芳香环平行地堆叠在一起产生的能量效应，比如石墨层型分子的堆叠，层间距离为335pm。还有一种就是非键电子推斥作用。这是一种近程分子作用，当分子靠得很近的时候，那些非键电子间有一个推斥作用，其中最主要的是三个：取向力、诱导力、色散力，加上氢键。这样四种，前三种合称范德华作用，其中色散力比较强一些，这三个力都正比与r-6，永久偶极矩和永久偶极矩之间产生的是静电力。当一个极性分子和一个非极性分子靠近的时候会使原来的非极性分子产生一个诱导偶极矩，它就会产生一个诱导力。在瞬时偶极矩与瞬时偶极矩之间的作用力叫色散力（公式都如图）。把这三项合称为范德华作用，前两项都是要有极性作用力参与的情况下才会存在，而色散力是普遍存在的。我们可以发现色散力的大小也是较大的，所以色散力是普遍存在的。这是叫做范德华力。那么氢键，大家都已经很熟悉的，氢原子H 与电负性较大的原子X形成共价键时,有剩余作用力可与另一个电负性较大的原子Y形成氢键。这样氢键和范德华力相比，相同点是都是偶极-偶极作用，不同点是氢键具有方向性和饱和性。这个是水分子和蛋白质二级结构中存在的氢键以及DNA二级双螺旋结构中存在的氢键。下面我们再看一下分子间相互作用在目前研究中的作用，实际上超分子化学从上世纪80年代开始逐渐引起科学家们的重视，所谓超分子是两种或两种以上分子以非共价键的分子间作用力结合在一起，形成复杂的、有组织的缔合体，并能保持确定的完整性，即具有特定的相行为和比较明确的微观结构和宏观特征。这样看它完全是分子间作用力形成的超分子，所以它和我们常规的化学来比较，常规的分子化学研究原子结构或研究进一步的分子形成超分子体系，所以我们可以把超分子化学叫做分子层次以上的化学，这个分子层次以上的化学的研究已经是分子间作用力为主的，并已经是生物学和材料学方面很重视的研究方向。这个是国内的沈家骢院士以前对超分子化学所做的一篇综述。实际上从分子化学到超分子化学是一个研究对象的改变。超分子化学研究对象是落在分子间非共价键的相互作用，将分子结合和组织在一起，形成比分子本身复杂得多的化学物种。主持人：好，谢谢李老师，刚才李老师从一位科学家的视角给我们阐释了分子间作用力的模型，它的本质是什么，那这就给我们的老师带来一个挑战。我们怎样把科学家的视角，科学家建立的模型，并且用一个形象化的手段呈现给学生，以及我们怎样去体会科学建模的过程并引导学生通过他自己的思维去建立模型呢那么我们下面看一个教学片断。
3、分子间作用力教学片断
教师：那么通过刚才这个数据分子，我们可以用来解释这个问题，就是化学键与分子间作用力的大小是怎么样的。我们知道，分子一般我们认为它是中性的，那么这样中性的分子为什么会有分子间作用力的存在。下面请大家交流一下。好，请同学们暂停，我找一位同学来说一下讨论的结果。
学生：我们讨论有几种结果，我们觉得是万有引力，因为任何两种物体之间都有万有引力，但是这个比较小，然后我们又想是不是库仑力，就是因为他们都带电荷，这样是不是可能一点。但是它也不是所有带电的这些原子才有吸引力。所以这个也不一定对。
教师：很好，他们提出了两种假设，一种是万有引力，因为这两个微粒都很小，所以这个力很小，他们就自己否定了。然后又认为是库仑力，但是并不是所有微粒都带电，也自己产生了疑问。那其他同学有没有看法。、学生：我也觉得感觉看其它极性分子，有一个电子的偏向导致它某些部分显正电，某些部分显负电。但是对于比如：氧气、氮气。如果仅仅是电极的偏向，他应该是显中性，但是如果由于电子的运动，因为电子按照原子核是在无规则运动。那么按照这个理论，它在某个时刻会一个带正电，一个带负电。但是再想一下就感觉，它的空间结构比较杂乱无章，电子在里边做的还是内部的一种运动。那么这种情况下，是不是相交产生的范德华力也就非常非常小。感觉比题目中的范德华力还要小。
教师：好的，请坐，他不光分析了原因，里边还提到了好几点。首先是极性分子和中心不重合，所以会产生静电作用力。然后他还提出来一点疑问，那就是对于非极性分子是否还存在这种静电作用。还有就是这些复杂的分子，电子在运动的时候会存在相互抵消的问题，是不是能达到这个数值。那么首先我们要来解决的是这个极性分子的问题。那么我们先来看看这个极性分子的电荷。那么这是我提供的极性分子，咱们可以看到不管在固体还是液体状态下他都按照偶极矩有所排列，那么这个时候，因为正负电荷中心的不重合，那么相互的正电荷一端和负电荷一端是不是会存在静电作用力。相刚才同学们推测的类似的库伦力，这对极性分子比较好解释，但是同学们又指出另一个问题---非极性分子，非极性分子我们知道就是指正负电荷中心是重合的，比如：氦。它虽然本身非极性，但是如果有其它极性分子靠近它时，他会诱导其它非极性分子中心出现不重合的情况，所以在极性中心的诱导下它也能产生极性作用力，叫做诱导力。像刚才提到的极性分子作用力叫做取向力，那么这个问题应该可以帮我们对于非极性分子有一个初步解释。那如果非极性分子，没有极性分子靠近它的时候，是不是正负电荷中心就时刻都一定重合呢。那拿氢分子为例，电子是时刻都在告诉运转的，而原子核是不是也是在运动啊，在运动过程中的某个瞬间就可能出现正负电荷中心不重合的情况，这个时候也存在偶极矩，因此它也可以和其它分子之间存在作用力，这种力叫做色散力。那么三种作用力，诱导力、取向力、色散力都有可能在分子间存在着，根据资料一般来说，分子内电子书越多，分子的变形性越大，色散力也就越大。还有对于这三种作用力并不是平均存在于分子间的，对于大多数分子来说色散力是分子在运动过程中正负电荷的不重合产生的。是主要的，只有对那种极性、偶极矩非常大的分子，比如水和HF来说，取向力才是主要的，诱导力较小。
主持人：在刚才这个案例中，高洁老师带着孩子们来建立分子间作用力的模型。正好高洁老师也在现场，您能否跟我们的各位老师介绍一下，您在构建这个活动时是怎么想的，学生在构建这个模型过程中您是怎么引导的。
高洁：在本节课的教学设计中在提出分子间作用力之后，学生主要关注的是三个问题，一个是什么是分子间作用力，另外一个是分子间作用力产生的原因是什么，另外一个是分子间作用力会影响什么。那我们在通过数据比对、化学键键能和分子间数据之后学生能够得出直观的印象，就是分子间作用力比化学键能要小得多。然后他们把主要的精力关注在范德华力产生的这个原因是什么。范德华力产生的原因不仅学生非常关注。而且它也是认识范德华力本质的关键，更为后边氢键模型的建立做铺垫。因此，在这个问题上我采取让学生分组交流、分组讨论的方式来理解。分组交流与讨论是我校学生非常喜欢的一种课堂方式。在这个过程中有利于学生相互启发，得出结论。还有在影响范德华力的因素上，我在教学设计时有两种想法，第一种设计是由范德华力越大，物质的熔沸点越高，这是得出的一个结论。然后第二个我想提供数据，让学生看到分子相对质量越大，熔沸点越高，由以上两个结论得出相对分子质量越大，熔沸点越高。但是在后来思考过程中，我感觉这种解释方式在解释过程中有卡壳的感觉，总是隔着一层窗户纸，没有完全让学生真正体会到范德华力是什么因素的影响，因此在后面的过程中，我把这个问题交给学生，让学生来讨论交流影响范德华力的因素到底有哪些？但在把这个问题交给学生之前，分析这个问题有哪些原因之后我对这个问题进行了铺垫，一个铺垫是给学生提供知识，对大多数学生来说，色散力是主要的，只有偶极矩很大的分子，取向力才是主要的，诱导力一般比较小，然后提供另外一个支持。一般分子内电子数越多，分子变形性越大，色散力越大。因此，到这儿，学生再讨论影响范德华力因素的时候，很多学生能把我提供的知识迁移到影响范德华力的因素的分析中来，所以学生们在讨论交流过程中有一种感性的认识，仿佛分子体系越大，它变形的可能性越大，那么范德华力也越大。还有学生也体会到组成分子的原子数越多，分子量也就越大，它的范德华力也越大，能对这个问题有一个接近这种知识本源性的认识。在这两个问题的处理过程中，我自己的体会是在日常教学中引发学生的思考，让他的思考成为一种习惯，这对学生来讲是非常重要的，如何让学生的思考成为一种习惯，我觉得在教师得引导上需要注意鼓励学生善于思考、乐于思考。那如何鼓励学生，我自己有两个体会，一个是营造交流思考的氛围，不光是在日常教学中。包括在老师和同学的交流过程中，你也可以引导学生对一些问题进行深入的思考。另外一个方法就是激励性的评价，对学生上课回答问题也好，还是平时和你交流问题，你要善于抓住积极肯定学生回答中的合理因素，那么通过引导，学生就会逐渐养成积极思考的习惯。那么在这节课处理这两个问题的过程中让我进一步体会到引导学生思考，让学生积极自主的学习，这是非常重要的。教学生学会，更要教学生怎么学，教学生提出一个问题比让学生去解释一个问题更重要。这是我对这两个问题的体会和反思。王磊：高老师这个处理呢，比常规教学的处理更能刺激学生的思维，而我想这也是我们这个主题特别希望培养学生的假设创造性的思考，他要有一个自己的自主想象空间，基于已有的知识对于事实现象的本质原因的一种理论假设的过程。同时他要对这种创造性的假设进行一种论证。所以这个时候同学之间的相互质疑，论证和反论证的过程，同时还有老师要及时对于给他的证据的这种提供，检验它假设是否合理，并及时修正他的假设，这样逼近相对可能更合理的假设，我觉得这样的一种思维和能力可能是这个模块中特别需要的。
4、如何认识氢键
主持人：那么接下来呢，将要涉及到在我们分子间作用力当中还有一个非常重要的概念。它就是氢键，下面请李老师给我们介绍一下，如何认识氢键的本质。李奇：氢键的本质，我们简单的介绍了一下，就是H与电负性较大的原子X形成共价键时，由于键中电子云极大的趋向于高电负性的X，带正电的H原子核屏蔽明显减小，强烈地被另一个高电负性的Y吸引。因为氢键的本质实际上是一种非静电的掩蔽作用，就有了方向性和饱和性，有了方向性和饱和性它就在什么样的方向上生成的氢键较强。当对称性的氢键和直线性的氢键，那它的强度就是最大的，而随着氢键的角度变化，氢键的角度在减弱，比如在接近180°的时候，它的氢键强度可以达到50KJ/mol以上，那我们把它叫做强氢键。当氢键的键角在130°-180°的时候，那么它的强度是15-50KJ/mol，它叫中强氢键。当角度在90°-150°的时候，氢键的强度小于15KJ/mol的时候，叫做弱氢键。而其中最强的对称性的O—H—O，F—H—F，它实际上强度已经可以达到100KJ/mol以上。如果存在负离子的时候，甚至可以达到200KJ/mol以上。那这样的话，讨论氢键通常要注意两个问题，通常来讲对称的最强，但是实际上存在的不对称的为多。不对称的为多指的是这个氢不会在两个电负性的原子之间，一般会偏向其中一个电负性的原子，我们通常所说的共价键，但也比一般的共价键要短一些。在这个图中就是r要小于低值的。非直线性的要多一些。通常所说的氢键键长也指的是两个电负性大的原子之间的距离。因为这样通常不是直线型的情况下，它不去记x和y之间的键长。那实际上刚才我们说他有饱和性，原则上讲一个氢和电负性强的原子形成的键强，但是通常特别是在超分子体系中，一个氢可以和多个受体形成氢键，一个受体也可以和多个氢形成氢键。例如，氨晶体中每个N原子可以接受分属于其他3个氨分子的H。也就是氮上可以生成三个氢键。那么现在在超分子体系中弱分子氢键越来越引起人们的注意。所谓弱氢键指的是电负性不那么强的氢键，比如：C—HO、C—HS。所以现在在超分子体系中讨论这些，特别是氢键的有无，一般可以认为，氢到Y的距离小于氢的范德华半径和Y的范德华半径之和，那就认为它有氢键了。
5、氢键教学案例
主持人：那接下来我们一起分享林老师在她的教学过程中如何帮助学生理解氢键，建立氢键的认识。
教师：请同学们比较下列物质的熔沸点，他们的大小关系是什么。学生：物质的熔沸点越来越大。教师：第几个，为什么？
学生：因为他们的阴离子分子质量越来越大，所以他们的熔沸点越来越强。教师：（询问另一个同学，这个观点对不对）。学生：对。
教师：恩，好的，那同学们看看第二个。
学生：水的沸点是100℃，这是常识，而后面的，那个氢、硫酸。教师：那时硫化氢。
学生：硫化氢气体的沸点是-60℃，所以他们的熔沸点不是越来越大。教师：那提出的是谁最大啊。学生：是水。
教师：那你提出是谁最大啊，你提出的水最大。非常好，如果按照我们刚才的规律的话，水在常温下是状态，是液态。我们发现硫化氢的沸点都是60℃了，按一般规律水的沸点应该低于硫化氢，常温下应该是什么状态。学生：气态。
教师：但是事实上，常温下水是什么状态，那这又让我们想到了什么？这又是怎么回事。饶敏你是怎么想的。
学生：水分子之间有范德华力，但是水分子之间还有其它力。教师：说得太好了，那这个同学，你觉得他说的怎么样。如果水分子中除了范德华力，水分子间还存在其它力是不是会出现这种情况。
学生：是。
教师：同学们是不是这样想的，非常好。那到底存在着什么样的作用力呢？科学研究发现存在氢键这种作用力。那么氢键究竟是怎样形成的，我们先来看水分子的结构模型。在水分子中，氧原子与氢原子形成了两个共价键于是在氧原子中剩余了两对孤对电子。两个氧氢键和两队孤对电子分别指向了四面体的四个顶点，那水分子之间为什么可以产生这种电性作用---氢键呢，请同学们在组内交流一下。
学生：我们组认为氧原子和氢原子之间有共价键，氧元素的电负性越强吸引电子对的能力越强。所以它吸引共用电子对能力越强，显负性，所以他们之间形成静电作用。
教师：分析得非常好，来我们把这个氢键表示出来，咱们就以这一个为例。这一个氢键我应该怎样进行表示，这个是氢，这个是氧，然后用它来表示氢键。
张福涛：林老师的引出也是非常有层次的，他首先分析问题，这样既引出了对范德华力的小规律，同时水和其他氧族元素其它的氢化物比较出现的反常状况又引起学生的探究欲望。学生自然的就容易提出疑问，水分子之间除了范德华力之外，还有哪些作用力呢？这些作用力和范德华力有什么区别，那么林老师此时把问题交给学生。让学生去讨论，学生讨论之后林老师就鼓励学生，让学生去提出问题，自己去解答问题。从而总结引出了氢键的存在。而这种基于学生已有认识，寻找与原有认识有冲突的事实，建立新的认识。这种建构式的教学思路在我们结构这个模块中是非常值得推广的。
王磊：首先这种发现异常现象并根据异常现象提出假设，实际上是提出新的模型，也就是建构新的概念，这可以说在概念原理教学，特别是物质结构模块中尤其要还给学生的认识和活动机会。而氢键这个内容特别有利于开展这个教学。老师们都注意到了这种异常事件，关键是在用的时候要用到位。很多老师可能就自问自答了，一般用这个素材老师们都会选，但可能具体用起来就不一样了。林老师比较好的就是把这个作为一个刺激信息，让学生分组去发现讨论问题，解释问题。
张福涛：就算了解了氢键的存在，怎样思考氢键时怎样形成的，氢键的特点，这也是教学中的一个难点，那么林老师是依据水分子的分子模型、基于电负性设计了三个问题让学生讨论，第一个是氢与氧电负性差值怎样，这种差值会对氢与氧之间的成键怎样。在一个就是水分子之间为什么会产生这种键性作用。第三就是让同学们描述对水分子键性的理解。那么通过学生的讨论，老师的解说学生加深了对氢键的认识和理解。那么我们课后对学生一起进行了访谈。学生就说，我们以前不知道氢键是怎么回事，只是知道氨容易液化，但是通过本节课的学习之后呢，知道了氨为什么容易液化，也知道了氢键比范德华力强的原因，是因为氢键在形成时发生了一定程度的轨道重叠。那么这一点我当时听完之后，觉得这是学生确确实实真实的感受。在就是林老师在教学过程中结合进行教学尝试，解释了冰为什么能浮在水面上，而大家有没有想过冰的密度为什么比液态水小。这就让学生从冰的角度理解了冰的密度比水小的原因。而且进一步学生认识了氢键的方向性和饱和性。我们课后的访谈，学生也谈到，我们知道了冰的密度比水小的原因是冰的温度降低，水分子间会最大程度的形成氢键。氢键具有方向性核饱和性，所以形成冰时水分子间的间隙会增大。同时他们还提出一系列问题，比如：氢键是否只有温度降低时才形成最多，冰分子内部的空穴是什么构型，在空穴里还能否填充上其它的分子或者原子。水蒸气有没有氢键，水的孤对电子方向上的氢键与氢氧键方向上的氢键有什么不同。这一系列问题，对学生在大学继续学习结构化学或者研究晶体，应该是能打下很好的基础。
主持人：通过两位嘉宾的介绍使我认识到，在进行结构教学的过程中要充分体现模型建构的思路，让学生参与模型建构过程，让我们把学习过程还给学生的时候，学生就能够创造出一片很广阔的天地，所以在许许多多优秀的教学案例中，都会让学生参与模型建构，从而促进学生的发展。那好，接下来让我们再来欣赏高老师在她的教学过程中是如何组织学生活动进行模型建构的。
6、模型建构活动组织教学案例
教师：当我再把水搁进去的时候，你看，这个规律性出现了问题，按理说谁的沸点应该比较低，但是出现了突然升高。那我就想，这里边分子间作用力是不是更强了，这种更强的分子间作用力到底是在什么对象之间产生呢。还是那氢化物，氟也特别的高。这个氮形成的氢化物也特别的高，通过这个数据我们观察，这个氮、氟形成的氢化物和同主族的氢化物相比是不是突然升高了，这是怎么回事呢，对于这个问题，他们分子间很强的分子间作用力是怎么形成的。还有为什么能形成，咱们这三个问题，这种更强的作用力什么对象间形成、为什么形成、怎么形成，让大家讨论一下。
学生：我觉得范德华力形成的原因是他们之间因为都是共价键，电子是会便宜的，然后这样形成分子间作用力，然后我看它的沸点比较高的，是N、F、O在元素周期表里边他们是属于氧化性比较强的，所以比较容易获得电子。就是比较容易吸引电子，然后氢原子就是比较容易偏向这三个原子更多一点，这样O显得负电的电性比较大，氢原子显得正电电性比较大，这样可能吸引力就更大，所以它的吸引力会大很多。
教师：好的，大家还有补充吗？张萧刚才很关键的一点就是他认为，N、S、O刚才提到是氧化性，实际上这里可以认为是电负性。共用电子对极度的偏向他们，所以这个氢就像变成一个裸露的质子似的。所以这种吸引力变得特别强了。
学生：我们刚才在想。O、F、N、C他们都是同一个周期的，那么C也应该上去，但是这儿也有区别，就是前三个都应该是平面结构，这就导致了这个N这个裸露的H。
教师：氨分子是平面结构吗？是立体结构，呵呵。
学生：老师我的意思是这个电子一定是出来的，它的电子一定是不能被H包裹。所以相当于它相对于和其它的裸露的H原子是有一些接触的可能。而但是这个甲烷，几乎是四个原子几乎是把它包进去了，那么这个被包进去的C和外边的H接触的话我觉得是一件比较困难的事情。因为他们之间距离如果比较近，那么其它的氢原子和这个氢原子一定会有一个较大的排斥作用，所以这样甲烷是不大容易形成氢键。
教师：非常好，我觉得陈同学给了我们一种非常新的思路，首先它的思路集中在O、F、N和C的电子结构的对比上，然后他又将这个问题联系到三种分子的空间结构上，他从空间阻力的角度来分析问题，我觉得这是一个很好的角度。
学生：我觉得还是有一点类似于化学键的成分在里边，就是O上边的电子有可能和H原子原来的电子层发生了一些吸引，但是说不清楚。
教师：谭同学提到有类似化学键这样的作用力，H原子它的轨道和N、F、O之间产生了作用力，这个作用力究竟是怎样产生的，让我们来看看。
主持人：现在请高老师来介绍一下，您在设计这个课程的时候有什么思考以及通过你的教学又有哪些反思，和我们分享一下好吗。
高洁：好的，在这个教学环节中设计这个问题是希望学生相互思考，建构形成氢键的基本要素，在学生的讨论过程中提出两种假设，一种是基于静电作用，一种是看到更高的熔沸点之后想到更大的、更强的范德华力的一种本能的迁移。另外一个是有学生能够深入结构甚至分子的空间结构，让学生来分析氢键形成的可能。在及时总结学生第一个层次，也就是更强的静电作用之后，老师进一步提出问题，难道这个更强的作用是停留在静电作用的基础上吗？有没有其它的可能。这个时候有学生能够提出第二种假设，他提出有类似于化学键的成分，他认为可能在轨道上存在着一定的相互作用，在这个过程中可以感觉到学生有一种朦胧的认识，这个时候我及时的给出了总结。总结有两方面分析，一个是化学键上的作用，一个是轨道上的作用。然后给出了氢键的概念，然后布置任务，让学生能够画出氢键的模型。然后再画模型的过程中，让学生能够比较清晰的把这个模型表示出来。在后面的访谈中，也有学生谈到，氢键感觉有点像配位键，他举的例子，在形成铵根离子过程中，仿佛一边有空轨道，另一边提供孤对电子。他又思考，实际上以水分子为例，虽然共用电子极度偏向氧，但并没有真正意义上的氢离子存在。他有这个认识。又有一些思考，在这个探讨过程中对学生应该还是很有收获的。
王磊：应该来说，高老师在这个活动过程中也有一定的反思再设计的过程，可能高老师能够体会到反思设计前后改变的不同，那么可不可以请高老师谈谈这一块的感受。
高洁：恩，我在这块进行最初设计的时候也是利用了氢化物沸点的数据，第一次设计时给出这个数据，学生能感觉到不同，但是这个不同到底是什么，他们能认识到更强的分子间的作用力。到底这个分子间作用力是怎么产生的，第一次过程中我没有给学生更多空间让学生更多的思考。我直接用另一些数据给出了什么是氢键，包括氢键的本质是什么。我告诉学生是一种静电作用，其实学生在静电作用这个层次上是能够认识的。但是在于轨道的认识上，它是不能认识到的，这个时候学生在课下问了我很多问题。实际上他知道是氢键，但是氢键是怎样产生的他依然是模糊的，实际上氢键概念的建构上并没有在学生的头脑中，学生也就并没有科学本质的认识。
王磊：高老师做了一个这样的改进其实也是非常具有潜在的意义的，让我们的学生敢于去进行概念的假设，就是学生不再认为这些事情只有是化学家独有的权利，他不会觉得这些事情是那么神秘，好像我只有接受结论的份，我只有接受概念定义的机会。他会觉得这个定义很可能就是像我们这样去构想的，所以我觉得这是结构模块很多概念本身的一种思想方法。另外一个在这个模块中我们可以再次看到学生以前学的知识对新的知识的迁移作用。比如说他对于轨道不清楚，对于共价键是表层的，甚至对于离子键、静电作用不清楚，那么他是没有办法展开对于氢键的思考的。但是这比你直接去问他对离子键、共价键是什么更能反映他的那种真实的认识，以及他体会到氢键与那些价键体系的联系。我觉得这点特别好。当然还有一个问题，我们这个讨论是基于成因、本质去想的，其实还有一个空间，孩子们也很关心，哪些原子、分子间是容易形成氢键的。其实这个他是可以发现规律，这个规律发现的活动，如果老师可以问问他们是不是能够想到提出这个问题，然后再给他提供更多的信息，帮他去找寻规律。刚才李老师谈到氢键本身就具有不同类型，例如直线型的。他就发现了这里面是有规律性的。
高洁：这个课完成之后我提出来了，同学们还想研究什么，这个不同原子之间的氢键，强弱是什么样的，包括李老师刚才提到的F-H-F，这个氢键是非常强的。有同学就问到了，这个F的氢键是多少吗？他认为就可能和化学键差不多吧。还有一个同学就在黑板上给我画他认为的轨道是怎么重叠的，然后就可以去想这些问题。还有提到的有机中的空间结构问题是否会影响氢键，提出来一系列问题。我就对他们还是能够引发一些思考。
7、实验教学案例
主持人：通常认为啊，对物质结构与性质这个模块是非常的枯燥的，因为它比较难也比较抽象，但是我们认为我们要让学生来建立模型，其实建立模型最主要的就是给学生提供证据，我想学生们会认为物质结构与性质这个模块很难，是因为我们提供的大多是抽象化的证据，比如说：温度的数据、键能以及汽化热的数据。都是一些抽象的数据，那我们再回顾我们的化学，其实化学的发展，不管是理论还是应用方面，他一个很重要的来源都是来自实验的。这样就给我们提出一个有挑战性的问题，也是启示，对于物质结构与性质这块是不是可以用实验来承载，用实验来建立模型，通过实验来提供建立模型的证据。
教师：那么现在请同学依据屏幕上的实验要求，在小组内进行分子实验，现在开始。那么要注意我们看得是温度计液柱的变化。在刚才做实验的过程中，大家都观察到了哪些现象。
学生：我们发现，在分别滴三种溶液时，温度计液柱都分别降低，第二个现象，我们都闻到了气味。
学生：三种液柱都下降，还有都闻到气味。
教师：三种液体滴下去以后，温度都会发生变化，对不对啊，我们来看看，实验过程中温度计液柱降低，在实验过程中温度发生了什么样的变化。
学生：温度降低。
教师：那么在实验国过程中又能闻到三种液体的气味，这个作用又是什么。我们能闻到气味，说明原先的三种液体变成了什么。
学生：气体。
教师：气体，那么气体再挥发，那么现在我们再来思考一下，温度降低他的原因是什么。为什么温度会发生改变呢？我们请第一组的同学来展示一下。
学生：温度降低说明三种液体挥发时会吸收热量。
教师：恩，温度降低，最直接的原因是什么呢，就是在挥发的时候要吸收热量。好的，请坐，那么再结合我们看到的，闻到的液体分子变成气体分子，我们又能思考些什么，我们又能得到些什么结论呢？请同学们想一想。在下边交流。现在我们要解决的一个问题就是它为什么要在挥发的时候吸收热量。也就是吸收的热量是干什么用的，对吧。
学生：这说明在挥发吸热过程中它需要克服分子间一种力。
教师：很好，刚才张同学说在吸收的过程中它会吸收一种能量，它吸收的能量是用来干什么的呢？那么这个能量它需要克服分子间的一种作用力对吧，那么这种力实际上存在于分子与分子之间。
张福涛：姜明晓老师啊，对范德华力的设计，最充分的特点就是设计了一个实验，我们以前在讲分子间作用力时很难涉及到实验，实验设计较少。但他这节课一个是利用了水的电解实验，一个是设计了一个挥发物质导致温度变化的实验。那么这种教学设计对于学生认识分子间作用力及其对教学的影响，应该是非常深刻的，这进一步启发了我们，物质结构这一模块并不完全是微观的、不可想象的，我们完全可以借助一些实验使我们的教学方式多样化、教学效果形象化。
8、晶体结构教学讨论
主持人：尽管实验比较简单，但是我想呢，它毕竟给我们提供了一个新的视角，一个新的结构模型，提供证据的视角。它更大的意义是提供给我们启发，我们方向。我们各位老师是不是再今后的教学中可以不断的探讨和思考，有哪些实验可以用来支持物质结构与性质这个模块的教学。在这里其实是有一个广阔的天地去让我们进行教学探讨和研究的。刚才一系列的讨论我们是在分子间的层次来展开研讨，我们把这个作用扩到一些由有限层次扩展到无限的层次就是我们的晶体了，和大纲版教材对比，新课程建立的物质结构模块晶体的内容增加了，也引入了一些新的概念。那么引入这些概念对我们学生的认识有哪些帮助呢？为什么我们要在这个模块中加大晶体的内容呢？李老师您能否从学科的角度来描述一下学生学习这部分知识对于理解化学有什么好处呢。
李奇：因为我们学习的物质以汽、液、固三态存在，当然现在包括了液晶，应该是出于液态和固态之间的，当然也有人把它称为“第四态”了。而在固态当中，又基本上分为晶体和非晶体。当然随着科学发展又分为纳米、准晶等等。我们研究结构化学首先要研究物质结构，其中研究固体是最重要的。现代科学技术赖以发展的各种光学、电学、磁学材料，主要存在于固体，因此人是物质组成结构、物质性质都主要通过固体来研究，另外固体中原子排列位置是固定的。在固定结构基础上设法掺入、去除，位移某些原子，设计合成新材料。另一个固体中原子间存在多种化学键，物质的多样性源于键型的多样性。因此固体学是重要的，那么为什么晶体学尤为重要，因为我们研究固体时大部分都是以晶体形态研究的，研究固体材料实际就是要研究晶体结构。现代结晶化学研究哪些问题呢？晶体学研究有300多年历史，从1912年开始就有了对晶体形态学的研究。就是从1912年X射线发现以前我们成为经典晶体学，X射线发现以后，人们可以通过X射线来解晶体结构，认识晶体结构也从宏观到微观了，这个时候真正跨入了现代晶体学。所以经典晶体学与现代晶体学的分水岭是1912年X射线发现的。这是在化学学科中基本没有争议的，这在各个学科中也是很少出现的。因为从经典跨越到现代基本是个过渡状态，大家对此为什么没有争议。因为有了X射线才能探讨晶体内部。马上X射线发现就快100年了，而晶体学的研究实际上是非常迅速的，晶体学研究包括了：晶体的点阵理论、晶体对称性理论、晶体的衍射。因为晶体结构本身就是一种点阵结构。而点阵结构是靠点阵来研究的。由于这样的点阵结构都有一定的的对称性，所以晶体的对称性也是非常重要的。可以领用衍射原理设计各种实验来分析晶体材料。实际在晶体学应用方面就产生了晶体化学、晶体物理学等等。我们学化学的当然关心的是晶体化学，它主要研究典型晶体结构，主要包括：金属晶体、离子晶体等。常见的按来源分为：天然晶体（宝石、冰、砂子等）人工晶体（各种人工晶体材料等）。按照成键的角度，因为化学键在物质中起了很大的作用，按不同的化学键组成，它的结构不一样，这样划分就有共价晶体：金刚石（原子晶体）；离子晶体：NaCl；金属晶体：Cu；分子晶体：CO2；混合键型晶体：MoS2等。
主持人：刚才李老师介绍了各种各样的材料，其实材料中的结构是非常复杂的，正式这样复杂的材料中不断抽象出简单的模型，这才在教学中产生了原子晶体、离子晶体等不同的晶体类型。这是我们不断提炼的结果。刚才李老师提到了我们的晶体中很大部分都是混合型晶体，这就是我们在教学中需要不断提炼出这些简单的模型，让学生在以后的学习中能够从简单的模型拓展到混合型模型。为他们提供很重要的概念认识的铺垫并奠定基础。我们进一步思考，在这些晶体模型中也有简单的，也有复杂的，所以这也是我们在教学设计中为什么要从简单的入手，再给他不断地丰富和变化，那我们来看对于晶体这一块教学，最简单的模型不外乎就是堆积模型了，那我们再来看一个堆积模型教学案例。
9、堆积模型教学案例
教师：上节课我们简单的认识了晶体，晶体具有规则的几何外形是由什么决定的。
学生：晶体中的微粒按照一定规律周期性的重复排列。
教师：好的，晶体中的微粒按照一定的规律周期性的重复排列，那么晶体中的微粒是怎样进行排列的，我们怎样来认识这样规律性呢，课本上介绍了一种实验。
学生：X射线衍射实验。
教师：对的，这个实验表明，晶体尽量按照紧密堆积，使其结构紧密，能量最低。那么这节课我们以X射线衍射实验为依托来介绍一下晶体的紧密堆积模型。我先来检查一下上节课的预习情况。第一个，等径圆球在一条直线上是如何排列最紧密的。
学生：一行排列，球与球之间紧密相切。
教师：好，第二，排列方式是不是没变啊，好的，哪个小组展示一下。
学生：中间的小球与旁边的六个小球接触。
教师：你的这个排列是中间的小球与几个？
学生：六个。
教师：六个小球，这是一种方式，有没有哪组同学排列是不一样的。
学生：我们组的排列是和四个小球相切。
教师：他排得非常好，用颜色给它表示出来了，中间这个小球与周围的四个小球相切。那么这两组排列，哪一组小球是最为紧密的呢？
学生：第一组。
教师：第一组较为紧密，好的，我们来对比一下，第一组是与六个小球相接触，第二种是和四个小球相接触，第一组因为是最紧密的排列，所以称为密置层。第二个排列因为不是最紧密排列，所以称为非密置层。密置层在空间上的排列有几种。
学生：一种。
教师：只有一种排列，在空间上无限的连接，那么咱们就以第一层的密置层排列为基础进行排列，然后先检查各组排列是否为密置层的，并在该密置层上继续进行第二层密置堆积，最紧密的堆积方式有几种。
学生：第二层在第一层的空隙中往上排。
教师：就是在第一层形成的空隙当中往上排球。这样形成的也是第二层的密置层。
学生：这样排出的有两种，因为这里有正三角和倒三角两种形式，所以排出两种。
教师：你认为正三角空隙和倒三角空隙不同，所以排出两种不同结构。下面我们来看一下，这面是不是相同排列。下面再来看看，我们会发现两种排列是完全相同的。所以，请坐，密置双层是将两层紧密堆积在一起的，密置双层在空间中应该怎么排列，也只有一种。现在再在密置双层基础上进行紧密堆积，大家再找找看是怎样的。
王磊：我想这是一个很好的教学策略，因为这个教学活动一举多得学生的这种空间想象实验需要直观的手脑并用的活动它才能帮助他去实现这种空间立体模型的认识，它本身也是一种兴趣，它相当于把堆积的要素拆解了再进行组合，相当于探究了堆积了什么。是什么方式来推积的，我觉得再这方面有探究的意义。
主持人：刚才王老师谈到通过堆积活动去认识模型、理解模型是一种非常有效的策略。那么我们再拉近镜头看看鲁海玲老师在她的课堂教学中是如何组织学生进行堆积活动的。
10、堆积活动组织教学案例
教师：下面请同学们继续观察第二层球和第一层球的关系，他们有什么样的特点。
学生：（观察活动、讨论、交流）
教师：当三层球在双层球形成的空隙四面体上时，与第一层球完全对应，三层球形成的空隙有的能穿透三层球，再观察一下。
学生：观察在八面体空隙上时，均不能穿透。
教师：当三层球在双层球形成的正八面体空隙上时，第一层球和第二层球均不对应，三层球都不能穿透三层球。同学们再观察一遍，现在最后一步，如果多层小球，将会出现什么样的重复性规律。
学生：他们的排列方式有两类，从第三层开始重复一、二层排列，第二类是从第四层开始重复第一、二、三层的排列。
教师：好，请坐，这是第一层记做A，从第三层开始重复A、B。大家看这个第一层记做A、第二层记做B，第三层和一、二层都不相同记做C，从第四层开始重复，这种叫做A3型最密堆积。其中从A3型最密堆积中可以画出一种六方最密堆积模型。所以A3型最密堆积又叫六方最密堆积。同学们从这里可以看出它的来源吗？那么大家堆积一下六方单位模型和面心立方模型。能看出来吗？（介绍六方单位模型，怎么观察），从几个方向观察正八面体特性，可以每一个方向切半来表示。可以有几个方向。
学生：四个方向。
教师：在第一个方向和第四个方向上各插入一个小球。
学生：介绍观察到的现象。
教师：观察八个小球之外的情况。
张福涛：鲁老师对等径小球的堆积模型的设计一个显著特点就是和学生一起动手，由点到线，由线到面，并在这个过程中不断提出问题，然学生思考。在这个过程中我们可以看到，学生在堆积过程中是非常兴奋的，这种动手教学方式我们应该提倡。而且在这个活动中鲁老师由A1型密堆积过渡到A3型密堆积，这个过渡啊，设计得非常好。
主持人：谢谢张老师的评价，在刚才鲁老师的案例中它不仅组织学生进行具体活动，而且他还是用乒乓球这个生活中的材料去制作模型。让学生非常清楚的体会到层与层之间，球与球之间的关系是怎样的。我们在设计活动的时候取材可以是多种多样的，及可以设计多种多样的活动。大家看这种小球，是分子结构模型的小球，它的好处在哪儿呢。把它放在一起，它的各层平面之间不易滚动，我们可以用他不易滚动的特点让学生来做活动。当然还有各种的球形的，做成各种各样的切面来做成模型，这也给了我们很大的方便。这是我在市场上发现的，它是女同志用来保持头发卷定型的，这是海绵的，放在桌上也不易滚动。我在这个地方给大家做一个演示。A1型堆积，如何从A、B、C的堆积中抽象出面心立方的结构是一个难点，那我们来看一下。首先完成平面的堆积（旁边多搭几个做脚架），在此之上再搭第二层，这个因为比较轻，所以是不容易倒掉的，我们在此基础上堆上第三层。观察正方形顶点、中心。通过这样的堆积可以抽提出面心结构。为什么我们要堆积模型，因为不同搭法，里边会有不同变化，我们可以抽提出不同模型，甚至是混合键型模型。比如在这个结构中，它还是有空隙的，我们再把这些小的球放入这些空隙中，其实就是NaCl的结构。这样我们就不难理解，教学中先要学生学习等径圆球模型，在这个基础上不断变化，这样我们的教学就具有连续性，学生思维就具有了联系性。搭完这些模型之后呢，我也有了一些问题，就是说我们在堆积过程中，看小球怎样去排布、连接这些都是几何学的问题，那作为老师我们就产生疑问了，作为化学老师我们为什么要让学生去堆积。这些堆积活动对于认识化学有哪些价值，李老师能不能给我们简单的谈一谈。
11、堆积方式在化学中的重要意义
李奇：这个2500多万种化合物，大约有1%都可以测出结构了，也就是我们用这个密堆积可以不仅仅单一的认识A3、A1型密堆积。因为这些结构间有密切关系，有时，一种结构形式可以涵盖数以百计化合物。金属中近80%都采用了密堆积A1、A2、A3三种典型结构.当然还有一些其它化合物，这些实际又可以把我们研究的一些新的结构形式。就是在这些结构基础上进行了一些置换、填隙。堆叠。也就是在这样的基础上通过一些基本的晶体结构出发获得一系列新的晶体结构形式。新的结构形式就会显示出一些特殊的性质，形成新的材料，为进一步研究做基础。特别是在中学在接触的时候，更该打好基础，比如：认识金属键，其本质就是作为一个金属原子，把外层少数价电子释放，变为原子实，这个原子实接近球形对称，那么组成金属的原子实因为是球形对称，所以组成的单质结构是半径相等。为什么可以密堆积，你就可以推测因为金属键无方向性和饱和性，为了达到能量最低，那就尽可能多的配位。那么A1、A3最高配位达到12配位，空间占有率74.05%。A2型密堆积配位数最大可以是8，占有率也达到68%。那刚才我们说这三种典型结构形式，在金属中我们可以看到其分类。这已经大部分晶体采用这种结构形式。所以你把这些搞透，就基本了解了。其它的也就还有A4、A6型的以及一些不规则的最密堆积。也就是它重复周期可以是四层或者更多的情况。还有一些非紧密堆积的，比如A2堆积，以及一些其它情况。那这就是六方密堆积的认识，这是立方密堆积的分割。所以刚才鲁老师现场表演的，非常清晰的搭建立方密堆积的模型是教学中不可缺少的手段。实际从等径密堆积发展到离子晶体，就可以作为不等径密堆积，因为在离子晶体中都是正负离子组成。正离子是半径较小的，负离子是半径较大的，而正负离子成为满壳层后都是球形对称。这个时候就可以在等径密堆积基础上，负离子等径密堆积，正离子填在空隙中，实际上魏老师也拿这个展示了。
主持人：刚才李老师的介绍给了我们很多启示，首先我们要认识到堆积模型作为非常典型基本的模型构成了丰富多彩的固体世界的基础，另外一方面我们也认识到科学家怎么推测原子与原子间相互作用及特点。其实原子与原子之间的空间位置关系是给了我们很多启示的，比如刚才您提到了我们认识金属键的特点，那恰恰是因为金属之间倾向于采取一种密堆积方式，所以我们知道他是不具有方向性的。而我们也知道离子晶体倾向于采取一种填隙的密堆积方式，由此可以推论，离子键也不具有方向性。当然其它原子晶体，尽管他们的空间关系是几何关系，但是对我们认识化学键特点、结构特点有很大认识的。认识化学键的特点有助于学生认识晶体的排列，认识晶体的排列又有助于学生体会化学键的特点，所以在我们的高中物质结构模块，三类重要的专题，原子结构、化学键、晶体这几类之间都具有紧密的联系。我们讨论了这么多的有关堆积的问题，那么在堆积之后的问题就是怎样抽提出晶胞了，所以接下来我想再问李老师的问题，既然我们对堆积方式有了探讨，那么我们为什么要抽提出晶胞这个概念呢？
12、晶胞概念的讨论
李奇：因为我们知道晶体是一种点阵结构，靠结构基元平移能够重复这个结构。我们实际在研究这个结构，对于这个无限延伸的体系，怎样抓住它最本质的体系。我们就提出了晶胞的概念。晶胞的概念是：大小、形状相同、包含等同内容的基本单位，作为晶胞。所以从这个角度看，晶胞是晶体结构的基本组成单位。这和结构基元是不同的，结构基元是周期重复的一个最小单位。而晶胞是晶体结构的基本单位。靠这个基本单位平行排列就得到整个晶体。这个晶胞如果是一个素晶胞只有一个点阵点，那他就含一个结构基元。如果是一个富晶胞，带心的，那它就含有多个结构基元。所以它和结构基元是有区别的。所以晶胞的定义来看，它是没有空心的重复单位，可以把晶体重复出来，所以有素晶胞，和带心晶胞的概念。选取晶胞的条件不是体积越小越好，但是体积太小，失去晶体性质了也不行。而性质最具代表性的就是晶体的代表性，我要取的这个晶胞不能失去它晶体特征的对称元素，所以才有必要去取成带心的，并非都是素晶胞。另外晶胞重要性在于，它包含了晶体结构的两个要素。一个是晶体的内容、一个是重复的方式。这样一个晶胞它所含的原子就是重复的内容，它的大小和形状，就是三个不同方向的棱长以及夹角就决定了重复的周期大小和方向。所以晶胞抓住了，晶体结构就决定了。我们描述晶体的最重要两个参数实际就是晶胞参数与原子坐标参数。晶胞参数指的是三个轴长以及他们之间的夹角，原子坐标参数指的是把晶胞内自己的全部原子种类和位置决定出来。那么有了这两个参数，整个晶体就得到了，所以掌握晶胞是非常重要的概念。因为一个无限的体系怎样去研究它，研究好晶胞就行了，是吧。
主持人：这个概念非常的重要，它在教学中确实也是教学难点，张老师，您能在介绍一下在晶胞教学过程中学生可能存在哪些困难，教学难点在什么地方呢。
张福涛：刚才李老师介绍了晶胞的概念，我觉得特别的有意义。但是我们和学生访谈和老师交流起来晶胞教学有两个难点，一是得让学生真正理解晶胞是晶体结构的基本单位，真正让学生以小见大，建立从局部建立整体的分析方法。这是我们的第一个问题。
主持人：那么这个难点在教学过程中如何突破呢，我们先来观看一个案例，王丽老师在她的氯化钠的提取教学案例中带学生进行了有意思的活动，下面请大家观看。
13、晶胞教学案例
教师：晶体结构中最小的结构重复单元叫晶胞，那么晶体就是上边、下边、左边、右边这样不断重复堆叠起来的，我们只要研究里边最小的重复单元晶胞就知道它的结构性质了，每个同学那里都有一个氯化钠晶胞，大家看着氯化钠晶胞，思考ppt上的问题。二组起来回答。
学生：第一题，钠离子和氯离子的配位数都是六个（并在模型中指出）。氯离子和它相同。钠离子周围和它相同的钠离子有12个，并在晶胞中展示。第三题，钠离子个数有八个顶点、六个面心，共4个。氯离子也是4个。所以一个晶胞中含氯离子、钠离子各四个。第四题，氯化钠这一方程式表示在氯化钠晶体中钠离子和氯离子比例都是1:1。
教师：回答得基本正确，这里边钠离子和氯离子的配位数，我们一般先看中间的那个，这个钠离子周围的氯离子然后前边一个、后边一个、左边一个、右边一个、上边一个、下边一个。同样的灰球，氯离子它周围的绿球，钠离子是不是也是这样。同样的，钠离子周围和它最近的钠离子个数，这里边总共就13个钠离子，出了这一个其他的都是离他最远的。同理离他最近的灰球，离它最近的是不是对角线长度。第三题比较简单氯化钠晶体中氯离子和钠离子的个数，都是4个。那为什么氯化钠写钠1，氯1，这个是什么意思。标识钠离子和氯离子的个数比是1:1，那里边有没有氯化钠分子，里边有的是钠离子和氯离子，里边有的是阴阳离子。通过刚才看的这个模型，大家发现，这一个晶胞大家是不是不好看。实际上这边还有一个叉，叉这边的配位数是6，那么边上的离子配位数也是6吗。大家拆了一个模型来插在一个上边看看是不是。
主持人：刚才大家观看了王丽老师的教学案例，下面请在场嘉宾对这个教学案例进行点评。
张福涛：王丽老师的特点，他不是让一个老师去看一个氯化钠的教学模型，而是将几个模型钉在一起，这样不仅看见氯化钠中心的球。更直观的是让学生发现立方体晶胞的面上、棱上的球都是几个晶胞共用的。再加上她的展示让学生更能认识晶胞的特点，或者它的结构更加明显细致。
14、总结
主持人：各位老师、各位嘉宾，在这样一个专题的讨论过程中，我们更能体会到晶体这部分内容与分子科学、材料科学等现代科技有密切的联系。所以在中学阶段，引入晶体这样一个认识物质的尺度和视角是非常重要的。通过这两块内容的教学呢，学生看待物质的层次和视角都发生了变化，它眼中的物质世界就丰富了，在这个专题的讨论中，我们也对相应的教学方法进行了讨论。我想其中最为重要的就是不管哪个概念的教学都希望让学生体现模型建构，认识发展的过程。那好专题三的研讨到此结束，谢谢各位老师和嘉宾。
附录：
1、作业：
选取本专题中的一个内容点，设计成学生活动，并说明学生在过程方法方面应获得哪些体验与发展，以及如何促进这一教学目标的实现。
2、拓展资源：
①、超分子科学研究进展
②、晶体工程及其在化学中的应用
③、决定物质性质的一种重要因素---分子间作用力 ④、溶液中分子间作用力 ⑤、吴国庆教授晶体内容访谈 ⑥、卤化物稳定性 ⑦、浅议晶格能公式
⑧、氢键及其对化合物性质的影响 ⑨、粘接过程中配位键力的研究
第二篇：《物质结构与性质》教学反思
高二是高中教学承上启下的阶段，高二学生的素质关系到高三的复习策略以及高考成绩单，《物质结构与性质》教学反思。本学期所教的课程为《物质结构与性质》是研究物质的微观世界，理论性较强，对学生的逻辑思维与化学素养都是很好的培养教材，本学期的教学主线为化学微观概念的重建，围绕这主轴我们高二备课组针对每个专题进行了详细的备课。
在初中阶段所学化学用语主要是元素符号、化学式、化学方程式等概念的建设，这些又是众多化学用语的基础，所以初中阶段化学用语的学习则显得尤为重要，但是又显得凌乱，学生很难建设出基本概念的知识网络。学习《物质结构与性质》时，学生更重要的是理解所学化学用语的涵义，做到“名”与“实”结合，形成基本概念系统，培使学生的抽象思维中建设出基本化学素养。化学用语是代表物质的组成、结构和变化的一系列符号或图式，化学用语不仅代表化学事物，且表达特定化学概念，让学生理解化学用语的涵义，把符号、图式与物质的特征、化学反应发生和现象结合起来，丰富联想线索，减少机械记忆，增加理解记忆，减轻学生的记忆负担，提高记忆效率。
从微观世界了解物质的组成是本书的教学重点也是难点。学生需要先对元素的实体----原子的结构建立起基本和清楚的认识之后，才能探讨元素之间存在怎样的规律性联系（本质是元素的原子结构属性之间的联系），教学反思《《物质结构与性质》教学反思》。对于原子结构，我们只要求学生掌握几代科学家建立的原子结构模型，而对于不同种的原子具体结构我们在这里不做强调，并扩展到离子与分子的涵义是元素周期表的科学本质是在原子结构水平上对元素性质及其规律性联系的认识成果。而元素周期表，以及电离能，电负性等性质的周期性变化的解读对于学生了解元素的化合价以及物质化合的化学式的书写都有很大的帮助。对于学生来说，并没有建立起用原子结构的观点理解、分析元素性质的联系，所以原子结构、元素的化合价、化合物的化学式等都成为了孤立的知识点。
其实《物质结构与性质》是在分析元素周期表，将元素周期表“立体化”，要求学生会用表，能从表中找出相应的信息，如原子的符号、质子数、相对原子质量，以及在此基础上的如何计算中子数，会计算相对分子质量、物质中各元素质量之比或元素在改物质中的质量分数等等。有能力的学生还可以在此基础上分析概括一类元素（同一族）的特点，使得对其产生的离子以及化合物有更深的认识。可以要求能力强的学生从物质看到元素，从元素看到原子，从原子看到原子结构，从原子的孤立构成看到核电荷数、原子半径、核外电子、最外层电子数及其之间的关系，再看到这些原子结构属性与得失电子能力以及氧化还原性之间的初步关系，并对晶体类型进一步地了解。
在《物质结构与性质》这部分内容的教学中，发现学生就简单的概念的定义是理解的，但是复述还是有这样或那样的科学术语的缺失，但是对一些基础的解题的规范就生疏多了。因此我们一定要将这部分概念原理知识功能化。例如，要学生计算二氧化碳中各元素的质量比，学生知道其中的氧元素和碳元素的质量比是8：3，但是要他们写出具体的解题过程，他们就呆住了，不知道从何下手，在复习的时候就要把要求放低，动员每一个同学都同手写一写解题的格式，不在于答案而是在于过程的熟悉。
第三篇：公文思路研究之一：思路与结构
公文写作构思中确立了主旨和观点、选取了材料，是解决了言之有理、言之有物的问题。要解决言之有序的问题则必须考虑结构的安排。
有人说学习公文写作，主要是解决格式问题，掌握了不同文种的格式，就可以依样画葫芦了。诚然，公文在长期的发展过程中，已逐步形成了一套约定俗成的甚至统一规定的文面格式和结构方法，掌握结构的这些低层次方法是比较容易的。但这些决不是公文结构的全部内容，公文的结构还有其高层次的规律有待我们去研究、学习。公文结构的实质，是客观事物的内部规律和作者思维轨迹的高度统一。复杂的客观事物千差万别，不同作者的思维也会大相径庭，因此，公文的结构决不可能只是千篇一律、一成不变的。我们探究公文的结构，就不能只停留在格式这个浅层面上，而要深入到思路这个深层次领域中去，在思维上下功夫。本文正是要从思路与结构的关系出发，研究公文结构的内容、形式、方法和艺术。
一、结构的涵义和作用
结构指文章内部的组织结构，以及这种内部构造所反映出的外部形态。刘勰在《文心雕龙·附会》中说：“何谓附会？谓总文理，统首尾，定与夺，合涯际，弥纶一篇，使杂而不越者也。”他说的“附会”，指的就是谋篇布局、安排结构，具体说就是要使主旨清晰地、有条有理地贯穿全文，连缀成篇，做到首尾呼应，取舍得当，考虑好各部分的分合接榫，使全篇文章完整严密，使文章内容充实丰满而不零乱。在构思的过程中，安排结构和确立主旨、选择材料同等重要，结构和主旨、材料必须密切配合、相互依存，才能实现文章的构思。主旨是文章的灵魂，材料是文章的血肉，结构则是文章的骨架。离开了结构，主旨、材料就失去组成文章的依托了。在构思、写作的过程中，精心安排好结构，就能使文章准确、充分、清晰地表现主旨、表达内容，就能激发起阅读者的接受兴趣，使他们阅后能迅速地按作者的思路，准确、完整地领会到文章的写作意图和主要内容。针对同样的工作，写出同样文种的文章，有的头头是道、条理清晰，有的杂乱无章，前言不搭后语，原因之一就在于安排结构本领的高下不同。有经验的人写应用文时不贸然动笔。不是临文觅意，想一句写一句，想一段写一段，而是先把结构考虑成熟才动手，一气呵成。这就像修建房屋之前，必须先搞好总体设计，画出蓝图一样，按图施工，质量才能得到保证。
二、思路的涵义
思路是思维活动的运行轨迹。文章的思路，就是构思文章时，作者有规律、有条理、有方向、连贯的思维过程的“路线”。思路是作者整体思维、系统思考的结果。正如张志公先生在《怎样锻炼思路》中剖析的：“作者的思路是他对客观事物怎样观察、理解、认识的反映。思路不是凭空产生的，而是以客观事物为基础的。客观事物反映在作者头脑里，经过观察、理解、认识的过程，形成了他对这件事物的印象、看法、态度或感情。把这些印象、看法、态度或感情理出一个头绪来，就是所谓思路。”
文章思路的发展和推进是有一定走向的，不同文体，可分别沿着时空线、逻辑线、情感线或意识流线展开思路。公文主要沿逻辑线和时空线展开思路。
三、思路与结构的关系
文章的结构，和作者对客观事物的观察、理解、认识以及思想脉络是紧密相关的。因此，结构实质上就是作者认识客观事物的思想脉络在文章构造上的反映，是作者思路的体现。只是不同的文体这种反映和体现的程度是不同的：文艺作品的这种反映和体现是曲折迂回的、深藏含蓄的；而公文的结构，通常是作者思路的直接体现。叶圣陶说：“作者思有路，遵路识斯真。”（叶圣陶：《语文教学二十韵》）如果说结构是文章的骨架的话，思路则是文章的脉络。文章的结构，总是沿着思路展开主旨、组织材料、谋篇布局的。思路是结构的内核和基础，结构是思路的外在表现，有了结构，思路就可以物化了。文章的结构提纲，就是作者用文字把自己的思路反映出来。可见思路和结构的关系是十分密切的。文章结构是否严谨清楚，取决于思路是否严密清晰。有的文章结构杂乱无章，主要原因就是思路不清。所以“思路，这是关乎文章结构的最根本的东西”（张志公：《怎样锻炼思路》）。为了完整、严谨、条理清晰地组织结构，为了写出通顺流畅的文章，准确地表达思想，就要先把思路理清、理顺。
（选自叶黔达、柯世华《现代公文写作技巧》四川人民出版社版）
第四篇：高考冲刺物质的结构与性质一（选修三）
2020-2021学高考冲刺物质的结构与性质一（选修三）
1．分析下图信息，结合所学内容解答问题。
回答下列问题:
(1)①第三周期某元素的前5个电子的电离能如图1所示。该元素是_______填元素符号，判断依据是_______。
②第二周期元素的第一电离能随原子序数的变化情况如图6，I1随Z的递增而呈增大趋势，导致在a点出现齿峰的原因是
_______。
③铝镁合金是优质储钠材料，原子位于面心和顶点，其晶胞如图2所示。1个铝原子周围有_______个镁原子最近且等距离。
(2)配合物的熔点，沸点，可用于制备纯铁。的结构如图3所示。下列关于说法不正确的是_______。
A．是非极性分子，含有δ键和π键
B．中Fe原子的配体与互为等电子体
C．含有键
D．反应中没有新化学键生成(3)独立的分子中，键键角为如图4所示是的部分结构以及其中键键角。请解释离子中键角变为的原因是_______。根据VSEPR模型判断，下列微粒中所有原子都在同一平面上的一组是_______。
A．和
B．和
C．和ClO3-
D．和
(4)已知立方BN晶体硬度很大，其原因是_______;其晶胞结构如图5所示，设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为anm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度为_______列式即可，用含a、的代数式表示
(5)在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构.结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图7所示。
①组成该晶体的化学式为
_______。
②完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为
_______。
③若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的_______
位置。
2．元素周期表中第四周期某些过渡元素(如Ti、Mn、Zn等)在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)钛的应用越来越受到人们的关注。
①第四周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有___________(填元素符号)。
②钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是___________。
(2)锰及其化合物的应用研究是前沿科学之一
①已知金属锰有多种晶型，γ型锰的面心立方晶胞俯视图符合下列___________(选填字母编号)。
②三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]是一种很好的有机反应氧化剂。三醋酸锰[(CH3COO)3Mn]中阳离子的价层电子排布式中电子的自旋状态___________(填“相同”或“相反”)。
③Mn2＋能形成配离子为八面体的配合物MnClm·nNH3，在该配合物的配离子中，Mn2＋位于八面体的中心。若含1
mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液作用可生成l
mol
AgCl沉淀，则该配离子化学式为___________。
(3)比较Fe和Mn的第三电离能，I3(Fe)___________I3(Mn)(填“大于”或“小于”)，原因是___________。
(4)某钙钛型复合氧化物如图，以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe时，这种化合物具有巨磁电阻效应。
已知La为＋3价，当被钙等＋2价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物LaxA1-xMnO3，(x＞0.9)，此时一部分＋3价锰转变为＋4价，导致材料在某一温度附近有反铁磁-铁磁、铁磁-顺磁转变及金属-半导体的转变，则复合钙钛矿化合物中＋3价锰与＋4价锰的物质的量之比为___________(用含x的代数式表示)。
(5)具有较高催化活性的材料金红石的晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为d
g·cm-3，Ti、O原子半径分别为a
pm和b
pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则金红石晶体的空间利用率为___________(列出计算式)。
3．金属陶瓷是一种复合材料，兼有金属和陶瓷的优点，应用非常广泛，金属基体可为，，陶瓷基体为碳化硅等.回答下列问题：
(1)位于元素周期表中第四周期_______族，与的基态原子核外未成对电子数之比为_______。
(2)与C相比，原子之间难以形成双键的原因是_______。
(3)已知的一种晶体结构与、相似，则该晶体的熔点比晶体的_______(填“高”、“低“)，原因是_______。
(4)钴献菁可显著提升二次电池的充放电效率，为增强水溶性将其改性为四氨基钴酞菁，其结构如图所示：
四氨基钴酞菁中与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是_______；水溶性得到有效改善的原因是_______。
(5)的晶胞结构如图所示.晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，晶体的密度为_______.以晶胞参数为单位长度建立的坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标，若图中原子1的分数坐标为，则原于2的分数坐标为_______。
4．中国古代文献中记载了大量古代化学的研究成果，《本草纲目》中记载：“(火药)乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者”，反应原理为S＋2KNO3＋3C=K2S＋N2↑＋3CO2↑。
(1)氮原子的价层电子排布图为___________，烟花燃放过程中，钾元素中的电子跃迁的方式是___________，K、S、N、O四种元素第一电离能由大到小的顺序为___________。上述反应涉及的元素中电负性最大的是___________(填元素符号)。
(2)碳元素除可形成常见的氧化物CO、CO2外，还可形成C2O3(其结构如图)。C2O3与水反应可生成草酸(HOOC—COOH)。
①C2O3中碳原子的杂化轨道类型为___________，CO2分子的立体构型为___________。
②草酸与正丁酸(CH3CH2CH2COOH)的相对分子质量相差2，二者的熔点分别为101℃、－7.9℃，导致这种差异的最主要原因可能是___________。
③CO分子中π键与σ键个数比为___________。
(3)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，晶胞如右图所示，其密度为ρg·cm－3，设NA是阿伏加德罗常数的值，则磷原子的配位数为___________，晶胞参数为___________pm。
5．W、R、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，其元素性质或原子结构如下：
元素
元素性质或原子结构
W
基态原子L能层所有能级上电子数相同
R
第二周期元素基态原子中未成对电子最多
X
基态原子核外s能级上电子总数与p能级上电子总数相等，且第一电离能低于同周期相邻元素
Y
次外层电子数是最外层电子数的2倍
Z
最外层只有1个电子，其它所有轨道电子均成对
请按要求填空：
(1)Y的基态原子有___________种不同的运动状态的电子，Z的价电子轨道表示式为___________
(2)W、R、X的简单氢化物中，键角由大到小排列是___________(用对应的分子式表示)，原因___________
(3)已知：羧酸的酸性可用pKa（pKa=-lgKa）的大小来衡量，pKa越小，酸性越强；
羧酸
三氯乙酸()
0.65
三氟乙酸()
0.23
由表可见，酸性：三氯乙酸___________三氟乙酸(填“大于”、“小于”或“等于”)，从键的极性角度解释原因___________
(4)W和Y两种元素可形成一种熔点为2700、摩氏硬度为9.5的化合物，该化合物的晶胞结构如图所示，Y原子紧邻的Y原子有___________个；若晶胞参数为a
nm，晶体密度为，则阿伏伽德罗常数为___________(列出计算式即可)。
6．过渡金属硫族化合物为具有良好可控性的半导体材料，可用于太阳能电池制备、激光技术、光催化水的裂解等领域。的其中一种制备方法是以CuS、ZnS、和Cu为原料高能球磨后，在气氛中退火。回答下列问题：
(1)所给电子排布图中，能表示基态S原子3p轨道电子状态的是_______(填标号)。
A．B．
C．
D．
(2)基态的价层电子排布式是_______。
(3)CuS由与反应制备。根据价层电子对互斥模型，中心原子价层电子对数为_______。的空间构型为_______。
(4)的晶体类型与CuS相同，除上述用途外，也用于制作火柴头。火柴燃烧时，转化为和，这三种物质熔点由高到低的顺序是_______。
(5)的四方晶胞如图所示。
①Sb位于晶胞的顶点和体心，则图中A代表的原子是_______。
②原子A的坐标为，原子B的坐标为，则原子C的坐标为_______。
③设阿伏加德罗常数的值为，则的密度为_______(列出计算表达式)。
7．锂离子电池让电动汽车飞速发展，有利于实现节能减排。LiCoO2、LiFePO4、Li4TisO12常用作电池的电极材料，LiPF6、LiAsF6常用作锂离子聚合物电池的载体材料。
回答下列问题：
(1)LiCoO2中基态Co原子的电子排布式为___________，其核外电子的空间运动状态有___________种。
(2)LiFePO4与LiPF6中所含的非金属元素电负性由大到小的顺序为___________，PF的空间构型为___________。
(3)含氧酸的通式可写为(HO)mROn，根据含氧酸的结构规律，下列酸中酸性与H3PO4相近的有___________。
a．HClO
b．H2SO4
c．HNO2
d．HNO3
(4)电池工作时，Li+可在电解质LiPF6或LiAsF6的中发生迁移，相同条件下，Li+在___________(选填“LiPF6”或“LiAsF6”)中迁移较快，原因是___________。
(5)Li4Ti5O12中Ti元素的化合物TiO2是一种重要的瓷器釉料。研究表明，在TiO2中通过氮掺杂反应可生成TiO2-aNb，能使TiO2对可见光具有活性，掺杂过程如图所示。
则TiO2-aNb晶体中a=___________，b=___________。
8．镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属，且抗腐蚀，是重要的合金材料和催化剂。回答下列问题：
(1)基态镍原子的价电子排布式为___________。
(2)可以形成多种配离子，如[Ni(NH3)4]2+、[Ni(CN)4]2-、丁二酮肟镍分子(见下图)等。
①CN-中碳原子的杂化方式为___________，1
mol[Ni(CN)4]2-中含有___________molσ键。
②[Ni(NH3)4]2+中H-N-H键角比NH3分子中H-N-H键角___________(填“大”或“小”)，NH3极易溶于水的原因是___________。
③丁二酮肟镍分子内含有的作用力有___________(填字母)。
a．配位键
b．离子键
c．氢键
d．范德华力
(3)NiO的晶胞结构如图所示，其密度是d
g/cm3，距离最近的两个O2-之间的距离为___________(用含d、NA的代数式表示，设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
9．元素的金属性、非金属性及有关单质和化合物的性质与其原子结构、分子结构等有着密切的联系。回答。下列问题：
(1)下列基态原子的核外电子排布式正确的是__(填序号)。
A．
B．
C．
D．
(2)第IA、IIA族部分元素氯化物的熔点如下表，从NaCl到CsCl熔点依次降低，但BeCl2的熔点比MgCl2的低，其原因是__。
氯化物
NaCl
KCl
RbCl
CsCl
熔点/℃
801
776
715
645
405
714
(3)下列物质的变化破坏了极性共价键的是__(填序号)。乙酸中碳原子的杂化方式为__，1
mol乙酸分子中含有的σ键和π键的个数比为__；乙酸易溶于水的原因是相似相溶，以及___。
A．二氧化硅晶体熔化
B．乙酸溶于水
C．干冰升华
D．冰融化
(4)某晶体的晶胞如图所示，则该晶体的化学式为__；已知该晶体的晶胞边长为540 pm，阿伏加德罗常数的值为，则体积为10
cm3晶体的质量为__g(列出计算式即可)。
10．、在电化学和催化领域均有重要地位.回答下列问题：
(1)基态原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图的形状为_______；、两种基态原子的价层电子数目之比为_______；、、的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(2)碳有多种同素异形体，其中等质量的石墨与金刚石中共价键的数目之比为_______。
(3)、、的沸点由高到低的顺序为_______，原因为_______。
(4)的酸性弱于的原因为_______；中的杂化方式为_______。
(5)的晶胞结构如图所示。
①晶体中，C周围距离最近且相等的的数目为_______。
②若阿伏加德罗常数的值为，则晶体密度_______。
11．碳(C)、铜(Cu)、锡(Sn）及其化合物有许多用途。回答下列问题。
(1)在元素周期表里，锡和碳同族，锡位于第五周期。基态锡原子的最外层电子排布式为_______。
(2)磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜，磷青铜是含少量锡、磷的铜合金。磷化铜与水反应产生有毒的磷化氢(PH3)气体，P、S的第二电离能(I2)的大小关系为I2(P)___I2(S)(填“＞”、“＜”或“=”)，原因是_。PH3分子的热稳定性比NH3______(填“强”或“弱”)。
(3)1mol苯中含键的数目为______。CH3CH2COOH中C的杂化方式有______；
(4)磷青铜晶体的晶胞结构如图所示，该晶体中P原子与最近的Cu原子的核间距为anm，该晶体中P原子位于由铜原子形成的正八面体的空隙中，则该正八面体的边长为__________nm，该晶体密度为______gcm-3(用含NA的代数式表示)。
12．由Mg、C和Ni组成的三元合金系统具有超导电性。回答下列问题：
(1)基态Ni原子核外电子排布式为_______。
(2)对羟基苯甲酸()具有防腐、防霉和X菌等作用，其中C原子的杂化轨道类型为_______，1
mol对羟基苯甲酸中键数目为_______(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(3)对羟基苯甲酸()沸点比邻羟基苯甲酸()____(填“高”“低”或“相等”)，原因是_______。
(4)新型超导材料晶体的晶胞结构中镁原子和镍原子位于顶点和面心，它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体空隙的数量是1：3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中，沿晶胞立方格子对角线取得的截图如图所示。
①该新型超导材料的化学式为_______。
②已知晶胞参数，阿伏加德罗常数的值为NA，Mg的C配位数为_______，该晶胞密度为_______(列出计算式即可)。
13．宋代《开宝本草》记载“取钢煅作叶如笏或团，平面磨错令光净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”“铁华”是醋酸亚铁，其熔点约为195℃。回答：
(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图为___________，铁所在的周期第一电离能由大到小的前三种元素是___________(用元素符号表示)。
(2)醋酸亚铁中碳原子的杂化轨道类型有___________，该微粒中是否存在四面体结构___________(填“存在”或“不存在”)，其晶体类型最可能是___________。
(3)盐水若洒在煤火上会产生黄色火焰，此过程中相应原子中电子跃迁方式为___________。
(4)Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等。其分子中键和键的数目之比为___________。CO的沸点高于N2的原因是___________。
(5)铁氮化合物在磁记录材料领域有着广泛的应用前景，其中一种晶胞结构如下图所示，则一个该晶胞的质量为___________g．若晶胞参数为d
pm，N、Fe的原子半径分为、，则该晶胞中原子的空间利用率是___________。(用表示阿伏加德罗常数的值，表示圆周率)
14．下表中A、B、C、D、E、F为短周期主族元素，G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。
A．元素周期表中原子半径最小的元素
B．原子最外层电子数是内层电子数的2倍
C．元素原子的核外p电子总数比s电子总数少1
D．元素价电子排布式为nsnnp2n
E．同D主族元素，且原子序数为D的2倍
F．元素的主族序数与周期数的差为4
G．基态原子最外层电子排布为4s1，内层处于全充满状态
(1)C基态原子电子排布式为___________，CA3中心原子的杂化方式为___________，分子空间构型为___________。
(2)E的最高价氧化物的VSEPR模型名称为___________，其属于___________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)A2D的沸点比A2E的沸点高，其主要原因是___________。
(4)下列关于B2A2的说法中正确的是___________(填序号)。
A．B2A2中的所有原子都满足8电子结构
B．B2A2分子中σ键和π键数目比为1：1
C．B2A2是由极性键和非极性键形成的非极性分子
D．B2A2分子发生加成反应σ键断裂
(5)下列图象可表示两个F原子间成键后的电子云的图像是___________。
(6)向G2+的硫酸盐溶液中滴加氨水直至过量，首先观察到生成蓝色沉淀，离子方程式为___________，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，加入乙醇后有深蓝色晶体析出，其溶质的化学式为___________(不用写结晶水)。
15．芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺中_______(名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有_______种。
(3)画出基态O原子的价电子排布图_______。
(4)写出BH的等电子体_______(分子、离子各写一种)。
(5)某锰氧化物的晶胞结构如图所示，该氧化物的化学式为_______。
参考答案
1．Mg
是的5倍多，说明最外层有2个电子
基态N原子的2p能级半充满
C、D
氨分子与形成配合物后，孤对电子与形成配位键，原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用减弱，所以键键角变大
B
立方BN晶体是原子晶体，键键能大，所以质地坚硬
1:3
棱心
【详解】
(1)①由图1可知电离能I3是I2的5倍多，说明最外层有2个电子，结合该元素是第三周期元素，则该元素为第三周期第ⅡA族元素，此元素为镁元素，元素符号为Mg；
②第二周期元素的第一电离能随原子序数的变化情况如图6，同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第ⅡA元素第一电离能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族元素，即I1随Z的递增而呈增大趋势，而导致在a点出现齿峰的原因是基态N原子的2p能级半充满；
③根据图示，1个铝原子周围有8个镁原子最近且等距离；
(2)
A.根据配合物的结构图，是三角双锥结构，正负电荷分布均匀，是非极性分子，分子中含有δ键和π键，选项A正确；
B.中Fe原子的配体是CO，价电子数是10，与互为等电子体，选项B正确；
C.含有键，选项C不正确；
D.是化学变化，有化学键的断裂和生成，断裂配位键、生成金属键，选项D不正确；
答案选CD；
(3)分子与Zn2+形成配合物后，孤对电子与Zn2+成键，原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用，排斥作用减弱，所以键键角变大；
A.中S原子价电子对个数＝，含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，中N原子价电子对个数＝，含有一个孤电子对，所以为V形结构，选项A不符合；
B.中N原子价电子对个数＝，没有孤电子对，所以为平面结构，中S原子价电子对个数＝，没有孤电子对，所以为平面结构，选项B符合；
C.中O原子价电子对个数＝，含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，ClO3-中Cl原子价电子对个数＝，含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，选项不C符合；
D.中P原子价电子对个数＝，没有孤电子对，所以为四面体结构，中S原子价电子对个数＝，含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，选项D不符合；
答案选B；
(4)立方BN晶体是原子晶体，键键能大，所以质地坚硬；
根据均摊原则，1个晶胞中含有N原子数是4、含有B原子数是，晶胞中最近的B、N原子之间的距离为anm，则晶胞体对角线为4anm，晶胞边长是nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体的密度为＝；
(5)①根据均摊法，C原子位于晶胞内部，个数为1，Mg原子位于顶点，个数为1，Ni原子位于面心，个数为3，所以化学式为MgNi3C；
②据图可知镍原子构成的八面体空隙数目为1，每条棱上的两个镁原子与相邻面心的镍原子构成正八面体空隙的，所以镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙为3，则完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为1：3；
③若取碳原子为晶胞顶点，镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙中有2个镁原子、4个镍原子，则镍原子位于晶胞的棱心位置。
2．Ni、Ge、Se
Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强
D
相同
小于
Mn2+的3d能级是半充满的相对稳定结构，较难失去电子
【详解】
(1)①Ti是22号元素，价电子排布是，Ti的基态未成对电子数为2个，同周期中未成对电子数为2个的价电子排布还有Ni()、Ge()、Se()共3种；
②Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强；
(2)①金属锰的晶胞构型和氯化钠的相同，都属于面心立方构型，晶胞俯视图符合D；
②Mn是25号元素，根据构造原理知，Mn的基态原子核外电子排布式[Ar]3d54s2，失电子时，从最外层失去，即失去4s上2个电子和3d上一个电子，Mn3+核外价电子排布为3d4，则电子的自旋状态相同；
③配离子是八面体，即中心离子的配体共6个，含1
mol该配合物的溶液与足量AgNO3溶液作用可生成l
mol
AgCl沉淀，说明外界有1个Cl-，其余Cl-和氨都在内界，作为配体，外界是一个单位负电荷，则整个内界应带一个单位正电荷，锰离子有两个单位正电荷，氨不带电荷，只需要一个带负电荷的氯离子即可，故配离子的化学式为；
(3)Fe的电子排布是[Ar]3d64s2，Mn的电子排布为[Ar]3d54s2，则Fe2+的电子排布为[Ar]3d6，Mn2+的电子排布为[Ar]3d5，Mn2+的3d能级是半充满相对稳定结构，较难失去电子，故第三电离能I3(Fe)较小；
(4)设中三价锰与四价锰的物质的量分别是m和n，则有3x+2(1-x)+3m+4n=6，m+n=1，解得m=x，n=1-x，则中三价锰和四价锰的物质的量之比为；
(5)晶胞中Ti原子数目=，O原子数目=，因此该物质的化学式为TiO2，则晶胞中原子总体积为，晶胞的质量=，则晶胞体积=，故晶胞的空间利用率是
3．Ⅷ
3:1
Si的原子半径大于C的原子半径，原子间难以形成π键
高
碳氧键的键长比硅氧键短、键能比硅氧键大，碳氧键的共价键比硅氧键强
1,3
氨基中氮原子能与水分子形成氢键
【详解】
(1)钴元素的原子序数为27，位于元素周期表第四周期Ⅷ族；铬元素的原子序数为24，价电子排布式为3d54s1，核外有6个不成对电子，镍元素的原子序数为28，价电子排布式为3d84s2，核外有2个不成对电子，则铬与镍的基态原子核外未成对电子数之比为3:1，故答案为：Ⅷ；3:1；
(2)
C原子的原子半径较小，C原子中p轨道能形成肩并肩的π键，与C原子相比，Si原子的原子半径较大，Si原子中p轨道难以形成肩并肩的π键，则Si原子之间难以形成双键，故答案为：Si的原子半径大于C的原子半径，原子间难以形成π键；
(3)由题意可知，二氧化碳晶体和二氧化硅晶体都为原子晶体，原子晶体的熔点取决于共价键的强弱，由于碳原子的原子半径比硅原子小，非金属性比硅原子强，二氧化碳晶体中碳氧键的键长比二氧化硅晶体中硅氧键短、键能比硅氧键大，则二氧化碳晶体中碳氧键的共价键二氧化硅晶体中比硅氧键强，熔点比二氧化硅晶体大，故答案为：大；碳氧键的键长比硅氧键短、键能比硅氧键大，碳氧键的共价键比硅氧键强；
(4)
含有孤对电子的氮原子与钴离子通过配位键结合，形成配位键后氮原子能形成4个共价键，由钻酞菁的结构可知，1、3号氮原子形成4个共价键，2、4号氮原子形成3个共价键，则四氨基钴酞菁中与钴离子通过配位键结合的氮原子为1、3号；四氨基钴酞菁中含有4个氨基，氨基中氮原子能与水分子形成氢键，增大在水中的溶解性，故答案为：1、3；氨基中氮原子能与水分子形成氢键；
(5)由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碳原子的个数为8×+6×=4，位于体内的硅原子个数为4，设晶体的密度为dg/cm3，由质量公式可得：=(c×10—10)3，解得d=；由位于体对角线四分之一处上部原子1的分数坐标为可知，晶胞的边长为1，则位于体对角线四分之一处下部原子2的分数坐标为，故答案为：。
4．由高能量状态跃迁到低能量状态
N>O>S>K
O
sp2
直线型
草酸分子间能形成更多氢键
2∶1
【详解】
(1)基态N原子价电子排布式为2s2p3，结合泡利原理、洪特规则，价电子排布图为；烟花燃放过程中，钾元素中的电子由高能量状态跃迁到低能量状态，以光的形式释放能量；金属的第一电离能小于非金属元素的，N原子元素2p能级为半充满稳定状态，N元素的第一电离能高于O元素的，同主族自上而下第一电离能减小，故第一电离能：N>O>S>K；同周期自左而右电负性增大、同主族自上而下电负性减小，故O的电负性最大，故答案为：，由高能量状态跃迁到低能量状态，N>O>S>K，O。
(2)①C2O3中碳原子没有孤对电子、形成3个σ键，杂化轨道数目为3，C原子采取sp2杂化；CO2分子中碳原子没有孤对电子，价层电子对数为2，其立体构型为直线形，故答案为：sp2，直线形。
②草酸分子含有2个“O—H”键，正丁酸分子含有1个“O—H”键，草酸分子之间形成更多的氢键，故草酸的沸点比正丁酸高的多，故答案为：草酸分子之间形成更多的氢键。
③CO分子与N2互为等电子体，结构相似，故CO的结构式为C≡O，三键含有1个σ键、2个π键，故CO分子中π键与σ键个数比为2：1，故答案为：2：1。
(3)根据晶体结构可知每个B原子被四个距离相等且最近的P原子包围，每个P原子被四个距离相等且最近的B原子包围，所以P原子的配位数是4；在一个晶胞中含有的P原子数目：8×＋6×=4，在一个晶胞中含有的B原子数目：4×1=4，即1个晶胞中含有4个BP，晶胞的质量是m==g，由于晶胞密度为ρg·cm-3，所以晶胞的体积为==cm3，所以晶胞参数为cm=×1010pm，故答案为：4，×1010。
5．14
CH4＞NH3＞H2O
NH3中心原子有一对孤电子对H2O中心原子有两对孤电子对，CH4中心原子没有孤电子对，而孤电子对排斥力比键合电子对排斥力大，所以孤电子对越多，键角减小
小于
F的电负性比Cl大，F-C极性大于Cl-C的极性，使F3C-C极性大于Cl3C-C的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子
【分析】
W基态原子L能层所有能级上电子数相同，W的电子排布式为1s22s22p2，为C元素；R第二周期元素基态原子中未成对电子最多，故R为N元素；X基态原子核外s能级上电子总数与p能级上电子总数相等，且第一电离能低于同周期相邻元素，X为O元素；Y次外层电子数是最外层电子数的2倍，K、L、M层电子数分别为2、8、4，故Y为Si元素；Z最外层只有1个电子，其它所有轨道电子均成对，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，为Cu元素。
【详解】
(1)根据分析，Y是Si元素，核外所有电子的运动状态均不同，因此有14种不同的运动状态的电子；Z为Cu，价电子为3d104s1，价电子排布图为；
(2)
W、R、X的简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O，三个分子的中心原子均为sp3杂化，孤电子对排斥力比键合电子对排斥力大，所以孤电子对越多，键角减小，CH4、NH3、H2O中中心原子的孤电子对分别为0、1、2，故键角CH4＞NH3＞H2O；
(3)由于pKa越小，酸性越强，由表可以看出，三氯乙酸的pKa大于三氟乙酸的，故酸性三氯乙酸小于三氟乙酸；同主族元素电负性从上到下依次减弱，F的电负性比Cl大，所以F与C形成的共价键极性较大，CF3COOH中F3C-C极性大于CCl3COOH中Cl3C-C的极性，导致三氟乙酸的负电性偏向-CF3，致使羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，酸性更强；
(4)由均摊法可知，晶胞中W的个数为8×+6×=4，Y的个数为4，故该物质的化学式为SiC，由图可以看出，C在8个顶点和6个面心，与C紧邻的C有12个，由于化学式为SiC，故Si原子紧邻的Si原子也有12个；晶胞密度，故NA=。
6．AC
正三角形
Cu
(1，)
【详解】
(1)硫元素的原子序数为16，基态硫原子的价电子排布式为3s23p4；
A．符合核外电子排布规律，故正确；
B．由洪特规则可知，电子在能量相同的轨道上排布时，总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，则违背洪特规则，故错误；
C．
符合核外电子排布规律，故正确；
D．由泡利不相容原理可知，一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋相反，则违背泡利不相容原理，故错误；
AC正确，故答案为：AC；
(2)铜元素的原子序数为29，价层电子排布式为3d104s1，则基态亚铜离子的价层电子排布式为3d10，故答案为：3d10；
(3)硫化氢分子中硫原子的价层电子对数为4；硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3，孤孤对电子对数为0，则离子的空间构型为平面正三角形，故答案为：4；正三角形；
(4)分子晶体的熔点小于离子晶体，二氧化硫为分子晶体，三氧化二锑和三硫化二锑都为离子化合物，则二氧化硫的熔点最低；离子晶体中，离子键越强，晶体的熔点越高，由于氧离子的离子半径小于硫离子，锑离子和氧离子形成的离子键强于锑离子和硫离子形成的离子键，三氧化二锑的熔点高于三硫化二锑，则三种物质熔点由高到低的顺序为，故答案为：；
(5)
①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心的锑原子个数为8×+1=2，位于面上的小黑球的个数为8×=4，位于面心和棱上的小灰球的个数为2×+4×=2，位于体内的大白球的个数为8，由晶体的化学式为可知，小黑球A、B、C均为铜原子，小灰球为锌原子，大白球为硫原子，故答案为：Cu；
②由位于yz面上的原子A的坐标为和位于xz面上的原子B的坐标为可知，位于xyz面上的原子C的坐标为(1，)，故答案为：(1，)；
③设晶胞的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=[
(a×10—10)
×2a×10—10]×d，解得d=，故答案为：。
7．1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2
F>O>P
正八面体形
C
LiAsF6
PF的半径比AsF的小，PF与Li+的作用比AsF的强，迁移速度就慢
【详解】
(1)基态Co原子核外有27个电子，根据能量最低原理书写电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；s轨道有一种空间运动状态，p轨道有三种空间运动状态，d轨道有五种空间运动状态，因此基态Co厦于的核外电于的空间运动状态有15种，故答案为：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；15；
(2)LiFePO4与LiPF6中所含的非金属元素为P、O、F，电负性由大到小的顺序为F>O>P；PF的价层电子对数为6+(5+1-6)=6，没有孤电子对，空间构型为正八面体形，故答案为：F>O>P；正八面体形；
(3)H3PO4的通式可写为(HO)3PO，HClO的通式可写为HOCl，H2SO4的通式可写为(HO)2PO2，HNO2的通式可写为HONO，HNO3的通式可写为(HO)3N，HNO2和H3PO4的非羟基氧原子数n相同，酸性相近，故答案为：C；
(4)PF的半径比AsF的小，PF与Li+的作用比AsF的强，迁移速度就慢，故答案为：LiAsF6；PF的半径比AsF的小，PF与Li+的作用比AsF的强，迁移速度就慢；
(5)由图可知，在TiO2
晶胞中，Ti
原子位于顶点、面上和体心处，O
原子位于面上、棱边以及晶胞内部，因此
个晶胞中含有的Ti
原子个数为：8×+4×+1=4，O
原子个数为：8×+8×+2=8，进行
N
掺杂后，棱边上和晶胞内部分别有
个
O
原子形成氧空穴，面上有
个
O
原子被
N
原子替代，则掺杂后晶体中
N
原子个数为：12，O
原子个数为：8−1−−=，晶胞内各原子数为：Ti4ON，将
Ti
原子数定为
1，可得：TiON，即2-a=，a=，b=，故答案为：。
8．3d84s2
sp
大
氨气和水都是极性分子，且它们之间能形成氢键
ac
【详解】
(1)Ni是28号元素，根据构造原理，可知基态Ni原子核外电子排布是1s22s22p63s23p63d84s2，则基态镍原子的价电子排布式为3d84s2；
(2)①在CN-中C、N原子之间以共价三键结合，C原子的价层电子对数为1+=1，所以C原子杂化方式是sp杂化；
在[Ni(CN)4]2-中，中心Ni2+与4个配位体CN-之间以配位键结合，配位键属于σ键；在CN-中含有1个C≡N键，其中1个为σ键，2个为π键，因此1个[Ni(CN)4]2-中含有σ键含有4+1×4=8个σ键，则在1
mol
[Ni(CN)4]2-中含有8
mol
σ键；
②NH3中N原子上有1对孤电子对，在[Ni(NH3)4]2+中NH3的孤电子对形成配位键后，使N-H成键电子对所受斥力减小，键角增大，则[Ni(NH3)4]2+中H-N-H键角大于NH3分子中的H-N-H键角；氨气和水都是极性分子，根据相似相溶原理可知NH3易溶于水；且NH3、H2O分子之间能形成氢键，增加了分子之间的吸引作用，也增大了氨在水中溶解度；
③在丁二酮肟镍分子内，配位体的N原子与中心Ni原子之间以配位键结合；N=O键的O原子与O-H键的H原子之间以氢键结合，故丁二酮肟镍分子内含有的作用力有配位键、氢键，合理选项是ac；
(3)在NiO晶胞中含有Ni原子数为：，含有的O原子数为；晶胞质量m=，晶胞体积边长L=，O原子在晶胞边长L的一半，则晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为a=。
9．C
从NaCl到CsCl均为离子晶体，阳离子半径逐渐增大，离子键逐渐减弱，熔点降低；但BeCl2是分子晶体，MgCl2是离子晶体，分子晶体的熔点低于离子晶体
AB
sp3、sp2
7∶1
乙酸分子与水分子间能形成氢键
ZnS
【详解】
(1)A．根据构造原理可知原子的核外电子排布式应该为，A错误；
B．根据构造原理可知原子的核外电子排布式应该为是；
C．原子核外电子排布遵循构造原理，C正确；
D．原子核外3d轨道全满时原子处于稳定状态，则其电子排布式应该是，D错误；
故合理选项是C；
(2)NaCl、KCl、RbCl、CsCl均为离子晶体，由于金属阳离子半径按Na+、K+、Rb+、Cs+顺序逐渐增大，离子半径越大，离子键越弱，断裂离子键消耗的能量就越低，物质的熔点就越低，所以从NaCl到KCl、RbCl、CsCl逐渐降低；而BeCl2在固态时属于分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力比化学键弱，因此其熔沸点比较低；而MgCl2属于离子晶体，Mg2+与Cl-通过离子键结合，离子键是一种强烈的相互作用力，断裂消耗能量较高，所以BeCl2的熔点比MgCl2低；
(3)A．SiO2为共价晶体，熔化时将破坏Si-O共价键，Si-O属于极性共价键，A符合题意；
B．乙酸溶于水时电离产生H+和CH3COO-，破坏的是H-O共价键，H-O共价键属于极性共价键，B符合题意；
C．干冰是固体CO2，由分子通过分子间作用力结合而成。干冰气化破坏的是分子间作用力，与分子内的共价键无关，C不符合题意；
D．冰是固体H2O，由分子通过分子间作用力结合而成。冰熔化破坏的是分子间作用力，与分子内的共价键无关，D不符合题意；
故合理选项是AB；
乙酸是由分子构成的物质，结构简式是CH3COOH，其中甲基(-CH3)中的碳原子形成4个单键，杂化轨道数目为4，采用的是sp3杂化；羧基(-COOH)中的碳原子形成3个σ键，杂化轨道数目为3，采用的是sp2杂化，因此乙酸分子中C原子杂化类型为sp3、sp2杂化；
在1个CH3COOH分子中含有7个σ键和一个π键，因此在一个CH3COOH分子中含有的σ键和π键的个数比为其个数比为7∶1；
乙酸分子、水分子都是极性分子，且乙酸分子与水分子间会形成氢键，增加了分子间的作用力，因此乙酸易溶于水；
(4)晶胞中Zn在8个顶角和6个面心上，所以每个晶胞中含有Zn原子个数为，在每个晶胞内部含有4个S原子，晶体中Zn、S原子个数比为4：4=1：1，所以该晶体的化学式为ZnS；每个晶胞的质量为m=，晶胞体积为V=(540×10-10cm)3，则晶胞密度ρ=，故体积为10
cm3的晶体的质量m(晶体)=。
10．球形
2∶3
3∶4
分子间能形成氢键，的相对分子质量大于，分子间作用力大于
中非羟基氧原子数小于中非羟基氧原子数，中的正电性弱于中的正电性，更难电离出氢离子
【详解】
(1)为28号元素，基态原子价层电子排布式为，的电子云轮廓图的形状为球形；基态原子的价层电子排布式为、基态原子的价层电子排布式为，二者的价层电子数目之比为2∶3；同周期元素的原子半径越小，第一电离能往往越大，故、、的第一电离能由大到小的顺序为；
(2)石墨与金刚石的质量相等，物质的量相等，石墨中含有共价键，金刚石中含有共价键，二者数目之比为3∶4；
(3)三种物质中，分子间能形成氢键，沸点最高，的相对分子质量大于，分子间作用力更大，沸点高于，则三种物质沸点由高到低的顺序为；
(4)同种元素形成的含氧酸中，非羟基氧原子数越多，酸性越强；中的价层电子对数目为4，杂化方式为杂化；
(5)①由的组成和晶胞结构知，晶胞顶角处为C，与之距离最近且相等的的数目为6；
②由晶胞结构知，每个晶胞中含有1个C和2个，则晶体密度。
11．5s25p2
＜
P失去的是3P2上的电子，S失去的是3P3上的电子，3P3为半充满结构、较稳定、难失去电子
弱
12NA
sp3、sp2
【详解】
(1)锡和碳同族，碳属于ⅣA族元素，价电子排布式为2s22p2，则基态锡原子的最外层电子排布式为5s25p2。答案为：5s25p2；
(2)P失去1个电子后，其价电子排布式为3s23p2，S失去1个电子后，其价电子排布式为3s23p3，从价电子排布式可以看出，失去1
个电子后的S最外层处于半满状态，所以P、S的第二电离能(I2)的大小关系为I2(P)＜I2(S)，原因是P失去的是3P2上的电子，S失去的是3P3上的电子，3P3为半充满结构、较稳定、难失去电子；元素的非金属性越弱，其氢化物的稳定性越差，P、N属于同主族元素，P在N的下方，P的非金属性比N弱，所以PH3分子的热稳定性比NH3弱。答案为：＜；P失去的是3P2上的电子，S失去的是3P3上的电子，3P3为半充满结构、较稳定、难失去电子；弱；
(3)苯的结构式为，但苯不是单双键交替，而是形成大π键，所以1mol苯中含有6
NA个碳碳键和6
NA个碳氢键，键的数目为12NA。CH3CH2COOH中，-CH3、-CH2-中C原子的价层电子对数都为4，-COOH中C的价层电子对数为3，所以C的杂化方式有sp3、sp2。答案为：sp3、sp2；
(4)该正八面体的边长为晶体中P原子与最近的两个Cu原子构成的直角三角形的斜边，所以该正八面体的边长为nm；在晶胞中，含有1个P原子、Sn原子个数为、Cu原子个数为，则该晶体密度为=gcm-3。答案为：。
【点睛】
当原子或离子的价电子轨道处于全满、半满或全空时，电子的能量低，原子或离子稳定，再失去1个电子时的电离能大。
12．sp2
16NA
低
高两个化合物都可以形成氢键，但前者因取代基在对位，易形成分子间氢键，沸点较高；后者因取代基在邻位，易形成分子内氢键，故沸点较低
MgCNi3
【详解】
(1)Ni为第四周期VIII族的28号元素，基态原子核外电子排布式为或。
(2)对羟基苯甲酸()苯环中C原子和羧基中C原子的杂化轨道类型均为sp2；单键是一根σ键，双键含一根σ键，苯环中6个碳原子间形成6根σ键，则1
mol对羟基苯甲酸中σ键数目为16NA。
(3)对羟基苯甲酸()沸点比邻羟基苯甲酸()高，原因是两个化合物都可以形成氢键，但前者因取代基在对位，易形成分子间氢键，沸点较高；后者因取代基在邻位，易形成分子内氢键，故沸点较低。
(4)①在如图晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱心位置，它们的比例是1：3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子，所以C处于体心位置，则Mg处于顶点位置，Ni处于面心位置，该超导材料晶体的结构如图所示：，含Mg的个数为=1，含Ni的个数为=3，含C的个数为1，该新型超导材料的化学式为MgCNi3。
②由图可知，与Mg距离最近的C的个数为8，该晶胞密度。
13．Kr＞Br＞As
sp3、sp2
存在分子晶体
由激发态跃迁到基态(或由较高能量的轨道跃迁到较低能量的轨道)
1：1
二者相对分子质量相同，CO为极性分子，N2为非极性分子，CO的分子间作用力大于N2的(即相对分子质量相同，组成和结构相似，极性越强，分子间作用力越大，沸点越高。)
【详解】
(1)Fe是26号元素，根据构造原理可知基态Fe原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电子排布式是3d64s2，原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，则其基态价电子排布图为；
Fe位于第四周期第VIII族，一般情况下同一周期元素的原子序数越大，其第一电离能就越大，当元素处于第IIA、第VA时，其第一电离能大于同一周期相邻元素，故铁所在的周期第一电离能由大到小的前三种元素是Kr＞Br＞As；
(2)Fe(CH3COO)2中甲基C形成4个σ键，为sp3杂化；羰基C形成了碳、氧双键，为sp2杂化；故Fe(CH3COO)2中C原子杂化类型为sp3、sp2杂化；
由于其中含有CH3—，与该C原子连接的4个原子构成的是四面体结构，故该微粒中是否存在四面体结构；醋酸亚铁的熔点约为195℃，相对来说比较低，因此其晶体类型可能是分子晶体；
(3)盐水若洒在煤火上会产生黄色火焰，这是由于NaCl中的Na+在灼烧时，电子由能量低基态跃迁到能量高的激发态，电子处于高能量状态不稳定，会再回到能量比较低的基态，多余的能量以光的形式释放出来，即此过程中相应原子中电子跃迁方式为由激发态跃迁到基态(或由较高能量的轨道跃迁到较低能量的轨道)；
(4)Fe(CO)5为络合物，Fe与5个CO形成配位键，配位键属于σ键；在配位体CO分子中含有1个键和2个键，则Fe(CO)5分子中键和键的数目之比为(5+5)：(2×5)=1:1；
CO、N2为等电子体，CO的沸点高于N2是由于二者相对分子质量相同，CO为极性分子，N2为非极性分子，CO的分子间作用力大于N2的(即相对分子质量相同，组成和结构相似，极性越强，分子间作用力越大，沸点越高)；
(5)在一个晶胞含有的Fe原子数目为：；含有的N原子数为：1个，则晶胞质量为m=；
晶胞体积为V(晶胞)=(d×pm)3=
d3pm3；在一个晶胞中含有的4个Fe原子和1个N原子的体积为V(Fe)总+V(N)=()，故该晶胞中原子空间利用率是。
14．1s22s22p3
sp3
三角锥
平面三角形
非极性
水分子之间存在氢键
C
B
Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2
NH
[Cu(NH3)4]SO4
【分析】
A为元素周期表中原子半径最小的元素，则A为H元素，B原子最外层电子数是内层电子数的2倍，则B为C元素，C元素原子的核外p电子总数比s电子总数少1，则C为N元素，D元素价电子排布式为2s22p4，则D为O元素，E与D同主族，且原子序数为D的2倍，则E为S元素，G基态原子最外层电子排布为4s1，内层处于全充满状态，则G为Cu元素，据此分析解题。
【详解】
(1)C为N元素，基态原子电子排布式为：1s22s22p3；CA3为NH3，有三条σ键一个孤电子对，中心原子的杂化方式为sp3杂化，分子空间构型为三角锥形。
(2)E的最高价氧化物为SO3无孤对电子，VSEPR模型名称为平面三角形，SO3是平面三角形分子，键角120度，因此它是非极性分子。
(3)A2D(H2O)的沸点比A2E(H2S)的沸点高，其主要原因是因为水分子之间存在氢键。
(4)下列关于B2A2(C2H2)为乙炔含有三键，A．B2A2中的氢原子不满足8电子结构，故A错误；
B．B2A2分子中σ键和π键数目比为3：2，故B错误；
C．B2A2是由极性键(C-H)和非极性键(CC)形成的非极性分子，故C正确；
D．B2A2分子发生加成反应Π键断裂，故D错误；
故选C。
(5)两个F原子间成键后为F2，图象可表示其电子云的图像是B，因为F原子之间形成p-pσ键。
(6)向Cu2+的硫酸盐溶液中滴加氨水直至过量，首先观察到生成蓝色沉淀，沉淀为氢氧化铜，离子方程式为：Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，生成[Cu(NH3)4]2+，加入乙醇后有深蓝色晶体析出，其溶质的化学式为[Cu(NH3)4]SO4。
15．氮
CH4、NH
MnO2
【详解】
(1)根据天冬酰胺结构可判断所含元素为碳、氢、氧、氮；C、H、N、O的价电子排布式分别为：2s22p2、1s1、2s22p3、2s22p4，未成对电子分别为：2、1、3、2，所以氮元素未成对电子最多，答案为：氮；
(2)根据题干给的天冬酰胺结构可以看出碳原子形成的化学键的类型有单键和双键，碳原子以sp3和sp2杂化，所以碳原子的杂化类型有2种，正确答案：2；
(3)基态O原子的价电子排布式为:：2s22p4，则O原子的价电子排布图为：。
(4)原子数和价电子数都相等的为等电子体，所以BH的等电子体的分子有CH4，离子有NH。
(5)在立方晶胞的八个顶点各有一个Mn，立方晶胞体心也有一个Mn，根据均摊法可知一个晶胞中含有8×+1=2个Mn；在立方晶胞上下两个面上共含有4个O，立方晶胞内含有2个O，所有一个晶胞含有4×+2=4个O，Mn的个数与O的个数比为1：2，所以该氧化物的化学式为：MnO2。
第五篇：新课标高中化学选修教材《物质结构与性质》
新课标高中化学选修教材《物质结构与性质》—三种版本的比较研究
作者：蔡文联 文章来源：：《化学教学》2007年01期 点击数：31 更新时间：2008-3-24
新课标高中化学选修教材《物质结构与性质》—三种版本的比较研究
蔡文联
饶志明
余靖知
摘要：根据2003年出版的《普通高中化学课程标准(实验》)编定的高中化学教材已通过审定的有三种版本，分别由人民教育出版社、江苏教育出版社、山东科技出版社出版。高中化学课程8个模块中选修3“物质结构与性质”是属于化学基本理论知识的模块。本文将对新版三种教材(选修3“物质结构与性质”)的设计思路、体系结构、栏目设置等方面进行比较研究，以期有助于教师理解新课标、选择教材、教法以及把握教学尺度。
为了适应我国21世纪初化学课程发展的趋势，化学课程标准研制组经过深入的调查研究，多次讨论修改，于2003年出版了《普通高中化学课程标准（实验）》。他们将高中化学课程采用模块的方式分为必修和选修两部分，共8个模块，其中必修模块2个，选修模块6个。新课程“在保证基础的前提下为学生提供多样的、可供选择的课程模块”，兼顾“学生个性发展的多样化需要”，适应不同地区和学校的条件。目前以高中化学课程标准和基础教育课程改革纲要为指导编写的新版高中化学教材经全国中小学教材审定委员会初审通过的共有3种，分别是由人民教育出版社出版（宋心琦主编，以下简称人教版），江苏教育出版社出版（王祖浩主编，以下简称苏教版），山东科技出版社出版（王磊主编，以下简称山东科技版）。
在6个选修模块中，选修3“物质结构与性质”模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和基本思想方法。在以“提高学生的科学素养”为主旨的高中化学课程改革中，如何将新课程理念很好地融合进化学基本概念和基础理论的教学中，转变学生的学习方式，培养学生的逻辑思维能力，提高学生学习本课程的意义，是值得广大化学教师研究、推敲的。因此，针对上述三种版本的教材（选修3物质结构与性质）进行具体的分析、比较、评价，对教师在选择教材、教法以及把握教学尺度方面都具有十分重要的意义。
1.“物质结构与性质”模块教材的简介
1.1教材的设计思路
结构决定性质，进而影响到物质的用途。随着时代的进步，科学技术的发展，化学与生活、生产中的各个方面越来越紧密的联系在一起。物质结构理论“揭示了物质构成的奥秘，物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据”，并且物质结构理论还与医学、生命科学、材料科学、环境科学、能源科学信息科学等多门学科息息相关。物质结构理论为这些科学提供理论依据，为科学的发展奠定坚实的基础。
高中化学课程改革将“物质结构与性质”作为选修模块3，就是在以提高学生科学素养为核心的前提下，帮助学生体会科学探究的过程和方法，通过学生自己不断探索，理解物质构成的奥秘，增强学习化学理论知识的兴趣，提高抽象思维能力，是在高中化学必修课程之后，对物质结构理论的拓展与加深。
本着这个宗旨，三种教材（选修3物质结构与性质）在设计上的总体思路均为：让学生“了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法，研究物质构成的奥秘，认识物质结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力”。
1.2教材的主要内容
教材从原子、分子水平上介绍物质是怎样构成的，围绕着“微粒之间的不同作用力”这条基本主线展开，主要包括两部分内容：一是有关物质结构的基本概念和原理；二是有关物质结构的基本观点和基本方法。教材通过各种栏目或附加的资料展示相关的化学知识，引导学生在化学学科的背景下去掌握物质结构的知识，体会物质结构的探索是无止境的。
2.三种教材内容的编排
2.1以课程标准为本，整体设置教材的体系结构
三种教材（物质结构与性质）所编排的内容都是严格按照高中化学课程标准的要求设置的，但在此基础上编者根据各自的设计风格整体设置教材的具体结构，对教材的编写形式、侧重方向的确定都有很大的自由度，使得三种教材具有各自鲜明的特色和编写方式。
针对三种教材的体系结构与化学课程标准内容的比较（见附录）。通过比较可以看到三种教材在内容编排上的异同。
2.1.1人教版
教材的引言部分体现了课标主题4“研究物质结构的价值”的大部分内容标准，其中包括“人类探索物质结构的价值、研究物质结构的意义”等等。第1章“原子结构与性质”基本上是按照化学课标主题1“原子结构与元素性质”所要求的内容进行编写，主要包括“原子结构的构造原理、核外电子的能级分布、电子排布、能级跃迁”等内容，此外在第2节“原子结构与元素性质”还包含课标主题4“研究物质结构的价值”中“认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值”这部分内容；第2章“分子结构与性质”主要内容包括“共价键的形成、类型、键参数，共价分子的结构，分子间作用力对物质性质的影响，氢键的存在对物质性质的影响”同时还密切联系实际说明了“手性分子”、“等电子原理”、“无机含氧酸的酸性”等知识，这一章包括了主题2“化学键与物质的性质”与主题3“分子间作用力与物质的性质”的部分内容；主题2与主题3的其余内容编排在教材第3章“晶体结构与性质”中，所包含的内容与课标一致，只是知识出现的顺序有所不同。
2.1.2苏教版
根据课程标准的4个主题进行整体编排，将选修3“物质结构与性质”教材划分为5个专题。专题1“揭示物质结构的奥秘”及专题5“物质结构的探索无止境”与课标主题4“研究物质结构的价值”相对应；专题2“原子结构与元素的性质”中所编排的内容与课标主题2“原子结构与元素性质”基本上一致，其中第二单元“元素性质的递变规律”还包含课标主题4中“认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值”这部分内容；教材专题3和专题4将课标主题2“化学键与物质的性质”、主题3“分子间作用力与物质的性质”的内容进行融合，重新编排，从另一个角度划分为“微粒间作用力与物质性质”、“分子空间结构与物质性质”，专题3包含了“离子键、共价键、金属键、分子间作用力”及其构成的晶体等主要内容，专题4则着重编排了“分子或离子的构型、配合物的成键情况”及其与物质性质的关系等内容，并通过实例介绍了“手性分子”、“等电子原理”的应用。
2.1.3山东科技版
教材把课程标准中的4个主题融合为三章进行编写，课标主题1“原子结构与元素的性质”与教材第1章“原子结构”的内容编排一致，其中课标主题4“研究物质结构的价值”中“认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值”这部分内容也被分散到教材第1章第2节“原子结构与元素周期表”里；教材第2章“微粒间的相互作用”与第3章“物质的聚集状态与物质性质”对应于课标主题2“化学键与物质性质”、主题3“分子间作用力与物质性质”，在内容安排上是把两个主题内容进行融合，重新分类，第2章的主要内容为“共价键、离子键、配位键、金属键、分子间作用力、分子的立体模型”等，第3章的内容是在承接第2章的基础上，主要编排了在微粒间作用力的作用下形成的“金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体以及这些物质的性质”，还包括了“物质聚集的其他状态”的内容。
2.1.4三种教材内容编排具体实例
三种版本的教材在呈现“晶体”的相关内容时，编排的方式不同。人教版、山东科技版的编排方式较为类似，它们是将微粒间的相互作用与物质的聚集状态分为两章来设置，而苏教版是将二者合并，教材中每介绍一种微粒间的相互作用接下来就引出这种相互作用所形成的晶体，如：金属键—金属晶体、共价键—原子晶体。从内容的设置来看，苏教版的编排，使得相关知识排列紧凑，学生在学习过程中会感到有章可循，而教师在教学中更容易找到学生的“最近发展区”进行适当指导。
但是，在“物质的聚集状态”这方面的内容，苏教版仅仅是根据新课标介绍了几种晶体，而人教版、山东科技版的教材在这方面有所拓展。人教版除了介绍“晶体”外还简单介绍了“非晶体”的知识；山东科技版则拓展得较深，教材用一节的篇幅来介绍除“晶体”以外的物质的聚集状态，如非晶体、液晶、纳米材料、等离子体。
2.2通过多样化的教材栏目，转变学生的学习方式
新版的三种教材关注学生的化学素养，重在培养学生的自主探究能力，因此编者在编写教材时，穿插了丰富多彩的栏目，将其作为转变学生学习方式的一种重要手段。通过阅读这些内容生动的栏目，学生遵循栏目的提示，明确自我学习的方向，获得自主学习化学的思想和方法，进一步激发了学生学习这门课程的兴趣。同时，在教师和学生之间，更突出了以学生为课堂的主体，让学生体验到不同的学习方式，增强师生之间以及教材与学生之间的互动，同时提高了学习的效果。
表1教材栏目设置及出现频次统计
人教版
栏目 思考与交流 学与问 资料卡片 科学探究 实践活动
科学视野 科学史1话
频次 5 11 8 6 2 12 6
苏教版 栏目 你知道吗
活动与探究 交流与讨论 观察与思考 问题解决 信息提示 化学史话 拓展视野 整理与归纳 回顾与小结 练习与实践 资料卡 频次 13 5 25 1 12 5 5 12 3 9 2 山东科技版
栏目 联想 置疑 观察 思考 活动 探究 交流 研讨 身边的化学 身体内的化学 化学与技术 资料 在线 思维 历程 频次 32 3 4 13 3 2 5 7 5 栏目 精要 概括 追根 寻源 拓展 视野
学海 无涯 知识 支持 方法 引导 工具栏 迁移 应用
频次 11 5 12 5 4 3 2 9
上表对三种教材所包含的栏目进行了统计，以下针对栏目的类型及其设置的意义进行分析：
表2教材栏目归类分析
栏目
人 教 版 学与问 交流与 思考 科学探 究实践 活动 资料卡片
科学视 野科学 史话 归纳与 整理习题 苏 教 版 你知道 吗 活动与 探究交 流与讨论 资料卡 信息提 示
化学史 话 拓展视野 整理归 纳 回顾总结 练习与 实践 问题解决 山东 科技 版 联想· 质疑 观察· 思考 活动· 探究
交流· 研讨 工具栏 方法导 引 知识支 持 身边的 化学 身体里 的化学 化学与 技术 资料在 线 思维历 程 追根寻 源 拓展视 野 学海无 涯 精要 概括 迁移应 用 栏 目 设 置 的 目 的 通常设 在新课 学习之
前，根 据学生 已有经 验，营 造问题 情境，激发学习动机 在学习过 程中 培养 学生 观察、思考、讨论、探究 的自 主学习能 力 为学生 进一步 学习提 供必要 的知识 储备，如数
据、背景、条件等 引导学 生多角 度认识 物质的 密切关 系，联系 生活，社 会、技
术，学以 致用 在原有 知识基 础上拓 展学生 的知识 层面，使得部 分学生 能够向 更高水平发展 帮助学 生构建 良好的 知识网 络，系 统地掌 握知 识，提 高学习效率 通过设 置多样 化的问 题，培 养学生 分析问 题、解 决问题 的能 力，对 所学知 识有所 反馈
三种教材中所出现的栏目种类众多，各种栏目也都具备各自的内容和功能，培养了学生各方面的能力。但在上述的分析比较后，我们发现有些具备同一功能的栏目又细分为几个栏目，如山东科技版的教材中为学生学习新知识提供基本资料的栏目有“工具栏”、“知识支持”，将学生所学知识与现实联系的栏目有“身边的化学”、“身体里的化学”、“化学与技术”等，这些功能相同的栏目设计过多会显得重复、累赘，使教材不够整体自洽，建议将其合并。
2.3运用丰富的插图，激发学生的学习动机
“物质结构与性质”是一门理论性的课程，学生在学习这些化学基本概念和理论时容易产生枯燥乏味的感觉，导致疲乏被动的学习状态。因此，编者在编写教材时根据高中生的特点穿插了丰富的图片，增加了理论知识的趣味性，唤起学生的求知欲，以下是对三种教材中的图片的分类统计和分析：
表3三种教材中图片的分类、统计
从上表的分类统计，可以看出三种教材中数量占多数的插图是“理论、模型、分类、归纳”。这是由“物质结构与性质”这门课程的特点决定的。这类图片有助于学生在学习抽象的化学理论知识时，将抽象化为形象，帮助学生形成正确的认识；教材中还安排了部分“实验仪器装置”的插图，将现代科学技术展示给学生，让学生初步“了解研究物质结构的基本方法和实验手段”，扩大学生的视野；“生产、生活、科技”类插图是让学生体会到物质结构理论在实际中的应用，认识到“人类探索物质结构的价值”，了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学发展的趋势，激发学生的学习兴趣，这类插图在人教版和山东科技版中出现得较多，在苏教版中较少；“人物”这类插图是为学生学习化学提供良好的学科背景，提高学生科学素养。
2.4编排多样化的习题，注重实践性探究，培养学生解决问题的能力
习题的编排在教材编写中占有很重要的地位。通过多样化的习题可以培养学生多方面的能力，同时学生解决问题的程度也能反映出学生掌握知识，运用知识的程度。新教材中习题的编排数量不多，但是形式多样，综合性强，不仅有适量的巩固性习题用以评价学生掌握基础知识的情况，还出现了如调查报告、小论文、查阅资料等实践性题型。这些新题型的出现既突出了新课程的理念以提高学生科学素养为主旨，又使学生能够在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观各方面取得相应的发展。
表4教材习题分类统计及所占百分比
注：习题数量统计包括每一章（专题）后的习题
从统计比较结果来看，新教材的习题与以往教材的习题相比有两大特色，其一是主观题在总习题数中所占的比例较大，三种教材中的问答题、调查研讨以及实验设计这些题型占大部分，而客观题如选择题只占了20%～30%左右，苏教版则更少一些。这样的习题构成有助于在立足于基础知识的要求上，更加全面地考核学生运用知识解决实际问题的能力；其二，在大量的主观题中出现了具有新颖性、启发性和探索性的新题型，其中包括小论文、调查咨询、查阅资料、用计算机制作物质结构模型、方案设计等，这是新教材习题设计的又一大亮点。人教版中编排的习题新题型出现得较多，苏教版中传统题型较多。学生通过这类新题型可以有更多机会主动体验到科学探究的过程，培养团队合作的精神，充分利用课程资源，感受到化学对人类社会发展的密切关系，在多个方面取得不同程度的发展。
3.对三种教材的几点评价与建议
3.1三种教材根据这门课程的特点在整体安排上的指导思想是相同的，首先是设置问题情境，利用化学基本概念和原理的知识特点，引导学生推理、论证，体验科学思维的过程，培养抽象思维能力，在教学过程中拓展学生视野，向学生渗透化学思想方法，养成积极思考的习惯，最后帮助学生归纳总结，做到知识传授与能力培养兼顾。
3.2三种教材内容总体编排是遵照化学课程标准进行的，但不同版本有些内容呈现方式与课标之间还是有些不符。如课标主题4“研究物质结构的价值”，人教版将其大部分内容安排在引言和第一章，苏教版在专题
1、专题
2、专题5中分散编排相关内容，而山东科技版中只出现了“原子结构与元素周期系的关系”这一内容，其余内容虽然通过部分栏目有所表现，但并不完整，知识呈现不够系统化。
3.3“物质结构与性质”是一门属于化学基本概念和原理的课程，如果在教学中多采用活动探究如实验、模型制作、方案设计来引导学生自主学习，启迪思维，对这门课程的学习有很大帮助。三种教材都安排了一些需要学生动手的活动探究，苏教版教材中包含实验部分较多。教师在选择与运用教材时可根据教学设计的需要适当补充一些有助于学生建构知识成的实践活动，帮助学生体验理论探究的过程。
3.4习题的编排在三种教材中都体现出发展学生多元智能,从多方面评价学生的学习效果,但不足的是在教材中很少出现习题范例。习题范例作为学生学习解题的示范，具有很好的借鉴性、参照性和引导性，对学生在学习过程中培养正确的思维方式有很大的帮助，而三种教材在这方面的编排都略显不足。同样，苏教版的教材在栏目“问题解决”中设置的诸多问题也
欠缺一些适当的参照、引导，让学生独立解决这些问题的难度增大，因此，教师在使用教材的过程中要注意为学生提供适当的引导。
3.5已通过初审三种新版教材在印刷方面采用的是全彩印，学生在学习过程中眼前色彩丰富，有助于激发学习兴趣，不易产生疲劳、枯燥、厌学的情绪，而且教材印刷用纸纸质较好，防水，经久耐用。
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