师：各位同学，大家好。今天我们学习高二人教版化学选择性必修2第二章分子结构与性质全章复习的第三课时。在前面的学习中，我们已经学习了共价键、分子的空间结构和物质性质等内容。本节课将在之前的基础上，运用已学知识来认识或分析简单陌生物质的结构和性质等问题，巩固所学知识，同时提高同学们运用分子结构与性质的知识解决简单化学问题的能力。
本节课的学习目标如下：
能够辨别分子中的共价键类型与数目。
能够比较键参数的大小并说明理由。
能够判断分子中特定原子的杂化轨道类型。
能够利用氢键说明分子的某些性质。
下面进入本节课的学习。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，其中胸腺嘧啶和腺嘌呤是其中的两种碱基，它们的结构显示如图所示。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。请同学们完成例题一的相关填空。
师：下面是解题过程。例题一，请根据腺嘌呤分子的结构填空。第一小题是求算分子中含有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。一个单键就是一个σ键，一个双键含有一个σ键和一个π键。因此，σ键总数为15个，分子中含有3个双键，故π键的数目为3。
第二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有碳氢键、碳氧双键、碳氮单键、氮氢键。故分子中极性键的种类有四种。
第三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，氮原子的半径比碳的小，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。
师：小结，通过例题一可知，在计算较复杂分子中的σ键个数时，需要将分子中所有的共价键展开，尤其是容易忽略的氢原子形成的σ键。共价单键就是一个σ键，共价双键含有一个σ键，而π键只存在于多重键中，共价双键中含有一个π键，共价三键中含有两个π键。共价键从极性的角度可分为极性键和非极性键，根据形成的原子种类是否相同即可判断。一般来说，相同原子形成非极性键，不同原子形成极性键。键长是构成化学键的两个原子的核间距，键长的大小可以通过原子半径的大小来进行判断。原子半径越小，吸引电子能力越大，与其他相同原子形成的共价键的键长就越小。下面请同学们完成巩固练习。
师：以下是解题过程。某物质的结构简式如图所示。下列说法正确的是：
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。我们可以从左到右、从上到下的顺序来数，可知σ键的个数为9个，分子中含有一个三键和一个双键，所以π键的数目为3。σ键和π键的个数比为9 : 3，化简后为3 : 1。A选项错误。
B选项判断的是键角的大小。分子中有一个碳氮三键，其中碳原子的杂化轨道类型为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键的时候，键长的大小顺序为：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：碳氮单键大于碳氮双键大于碳氮三键。因此，C选项错误。
D选项要求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个电子与碳形成3对共用电子对，即在碳氮之间有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，其他碳原子也能达到8个电子的相对稳定结构。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身只有一个电子，只能提供一个电子，与氮原子形成一对共用电子对，因此氢原子周围只有两个电子，不能达到8电子的相对稳定结构，故D选项错误。
综上所述，本题答案选B。以上是有关共价键参数等知识在认识陌生有机分子结构中的应用。在之前的学习中，我们可以利用价层电子对互斥模型来判断分子或离子中心原子的VSEPR模型，然后就可以确定中心原子的杂化轨道类型。对于有机分子中某些原子的杂化轨道类型，又应该如何确定呢？下面请同学们完成例题。
师：尝试判断有机分子中某些原子的杂化轨道类型等情况。例题二，胸腺嘧啶存在以下两种互变异构体，本题主要涉及的是胸腺嘧啶分子的两种互变异构体中碳、氮等原子的杂化轨道类型和孤电子对的判断。对于有机分子中某些原子的杂化轨道类型，我们也是可以根据分子结构中该原子的价层电子对的数目来初步确定。首先可通过展开有机分子中的共价键情况来确定成键电子对的数目，主要是成σ键的电子对数。然后再加上孤电子对的数目，两者之和就是价层电子对的数目了。结合其他信息就可以判断某些原子的杂化轨道类型了。
下面是解题过程。第一小题要确定胸腺嘧啶脱氧核苷酸分子的两种互变异构体中碳原子的杂化轨道类型有哪些。观察两种互变异构体的结构简式可知，分子中的碳原子主要有两种情况，一种是甲基中的碳。碳原子形成4对共用电子对，且形成的都是单键，4个σ键（3个碳氢键，1个碳碳单键），也就是成键电子对的数目为4。另外这个碳原子上没有孤电子对，因此甲基上的碳原子的杂化轨道类型为SP3杂化。