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年 级：高二 学 科：化学（人教版）
课时2.3.1 共价键的极性和分子的极性
第三节 分子的结构与物质的性质
第二章 分子结构与性质
1.熟悉两种常见的分子间作用力:范德华力和氢键;了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
2.结合实例初步认识分子的手性以及手性分子在生命科学和药物合成中的应用,培养科学态度与社会责任的核心素养。
1．了解氢键形成的条件及氢键的存在，学会氢键的表示方法，会分析氢键对物质性质的影响。
2．结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
分 类 标 准 类 型
共用电子对是否偏移
极性键、非极性键
共用电子对数目
单键、双键、三键
原子轨道重叠方式
σ 键、 π 键
【主干知识梳理】
一、键的极性和分子的极性1、共价键的极性：共价键按共用电子对是否发生偏移可分为两大类，极性键和非极性键(1)极性键 ①定义：共用电子对发生偏移(电荷分布不均匀)的共价键，称为极性共价键，简称为极性键 ②特征：成键的原子呈正电性或负电性③原因：不同的成键原子的电负性不同。电负性的不同，使核间的电子云密集区域偏向电负性较大的原子一端，电子对会偏向电负性较大的原子，电负性较大的原子呈负电，电负性较小的呈正电
电负性： 2.1 3.0
H—Cl
H—Cl
δ＋
δ－
氯化氢分子中的极性共价键
键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。
(2)非极性键①定义：共用电子对不发生偏移(电荷分布均匀)的共价键，称为非极性共价键，简称为非极性键 ②特征：成键的原子不显电性③原因：相同的成键原子的电负性相同。电负性相同时，吸引电子对的能力就相同，这样核间的电子云密集区域在两核间的中间位置
(3)极性键、非极性键的判断方法①从组成元素判断:同种元素的原子之间形成的共价键为非极性键；不同种元素的元之间形成的共价键以为极性键②从电子对偏移判断：有电子对偏移为极性共价键；无电子对偏移为非极性共价键③从电负性判断：电负性相同为非极性共价键；电负性不同为极性共价键
共价键 极性共价键 非极性共价键
成键原子 不同种原子（电负性不同） 同种原子（电负性相同）
电子对 发生偏移 不发生偏移
成键原子的电性 电负性较小的原子呈正电性(δ+), 电负性较大的原子呈负电性(δ-) 电中性
示例
　　　 H2、O2、Cl2等
注：（1）电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强
（2）共用电子对偏移程度越大，键的极性越强
2.键的极性——极性键与非极性键比较
小练习：指出下列物质中的共价键类型
1、O2
2 、CH4
3 、CO2
4、 H2O2
5 、Na2O2
6 、NaOH
非极性键
极性键
极性键
(H-O-O-H)
极性键 非极性键
非极性键
极性键
2、分子的极性(1)分子有极性分子和非极性分子之分。在极性分子中，正电中心和负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性(δ+)，另一部分呈负电性(δ—)；非极性分子的正电中心和负电中心重合
(2)键的极性与分子的极性的关系：分子的极性是分子中化学键的极性的总向量和。键的极性是一种向量，不但有大小，还有方向。它的大小可以由成键原子的电负性差值来判断：电负性差值为零，则键无键性；差值不为零，则键有极性。差值越大，则键的极性越大。键的极性方向是由正极到负极的方向表示
(3)极性分子和非极性分子①极性分子：当分子中各个键的极性的向量和不等于零时，是极性分子。即：正电中心与负电中心不重合。或者是：电荷分布不均匀、不对称的分子是非极性分子，如：HCl、NH3②非极性分子：当分子中各个键的极性的向量和等于零时，是非极性分子。即：正电中心与负电中心重合。或者是：电荷分布均匀、对称的分子是非极性分子，如：Cl2、CO2、BF3、CH4
3、分子极性的判断方法(1)分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时，可根据以下原则进行：①只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子，如：O2、H2、P4、C60②以极性键结合而成的双原子分子，都是极性分子，如：HCl、HF、HBr③以极性键结合而成的多原子分子a．空间结构对称的分子(直线型、平面正三角型、正四面体型、三角双锥型、正八面体型)，是非极性分子，如：CO2、BF3、CH4、PCl5、SF6b．空间结构不对称的分子(V形、三角锥形)，是极性分子，如：H2O、NH3、CHCl3
(4)判断ABn型分子极性的经验规律①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。②若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。如：CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子
分子式 中心原子 分子的极性 具体方法
元素符号 有无孤电子对 CS2 ①An型(单质)：非极性分子(O3除外)②AB型：极性分子③ABn型：A上无孤对电子：非极性分子A上有孤对电子：极性分子
SO2 H2S CH4 NH3 H2O PCl3 【微点拨】①极性分子中一定含有极性键，可能含有非极性键，如：H2O2②非极性分子中有的只含非极性键，如O2；有的只含极性键。如BF3等，有的既含极性键又含非极性键，如CH2==CH2③稀有气体分子是非极性分子，不含共价键④一般情况下，单质分子为非极性分子，但O3是V形分子，其空间结构不对称，故O3为极性分子⑤H2O2的结构式为H—O—O—H，其空间结构如图所示，是不对称的，为极性分子
化合价法
ABn型分子中
中心原子化合价的绝对值
该元素的价电子数
≠
该分子为极性分子
分子的空间结构不中心对称
V形
三角锥形
四面体
化合价法
ABn型分子中
中心原子化合价的绝对值
该元素的价电子数
=
该分子为非极性分子
分子的空间结构中心对称
直线形
平面正三角形
正四面体
分子 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2
化合价绝对值
价电子数
分子极性
3
3
4
4
5
5
6
6
2
6
3
5
4
6
非极性
非极性
非极性
非极性
极性
极性
极性
方法２：对于多原子分子判断的思路是
根据分子的立体构型和分子内共价键的极找到分子的正电荷中心和负电荷中心
分析分子的正电荷中心和负电荷中心是否重合
重合为非极性分
不重合非极性分
O
O
C
H
O
H
NH3：
δ＋
δ－
δ＋
δ＋
δ＋
BF3：
120
F
F
F
δ+
δ-
δ-
δ-
分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表物
双原子 分子 A2 非极性键 直线形(对称) 非极性 H2、O2、
Cl2、N2等
AB 极性键 直线形(不对称) 极性 HF、HCl、CO、NO等
三原子 分子 A2B(或 AB2) 极性键 直线形(对称) 非极性 CO2、CS2
等(键角180°)
极性键 V形(不对称) 极性 H2O(键角105°)等
③根据所含共价键的类型及分子的空间结构判断
当ABn型分子的空间构型是空间对称结构时，由于分子的正负电荷中心重合，故为非极性分子，如：CO2、BF3、CH4，当分子的空间构型不是空间对称结构时，一般为极性分子，如：H2O、NH3。
分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表物
四原子 分子 AB3 极性键 平面三角 形(对称) 非极性 BF3、BCl3等
极性键 三角锥形 (不对称) 极性 NH3(键角107°)等
五原子 分子 AB4 极性键 正四面体 形(对称) 非极性 CH4、CCl4(键角
109°28')等
ABnC4-n (n<4且为整数) 极性键 四面体形 (不对称) 极性 CHCl3、CH2Cl2等
资料卡片
是一种重要物质。大气高空的臭氧层；保护了地球生物的生存；空气质量预报中臭氧含量是空气质量的重要指标；它还是有机合成的氧化剂、替代氯气的净水剂……
臭氧分子的空间结构与水分子的相似，臭氧分子中的共价键是极性键，臭氧分子有极性，但很微弱。仅是水分子的极性的28%。其中心氧原子是呈正电性的，而端位的两个氧原子是呈电负性的。
臭氧是极性分子
键的极性与分子极性的关系
①只含非极性键的分子一定是非极性分子。
②含有极性键的分子，如果分子中各个键的极性的向量和等于零，则为非极性分子，否则为极性分子。
③极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。例如CH4是非极性分子，只含有极性键。含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的极性分子。
共价键
极性键
非极性键
空间不对称
极性分子
双原子分子：HCl、NO、CO
V型分子：H2O、H2S、SO2
三角锥形分子：NH3、PH3
非正四面体：CHCl3
特别地：H2O2、O3
非极性分子
单质分子：Cl2、N2、P4、O2
直线形分子：CO2、CS2、C2H2
正三角形：SO3、BF3
平面形：苯、乙烯
正四面体：CH4、CCl4、SiF4
空间对称
小 结
以极性键结合的多原子分子，判断分子的极性，一定要结合分子的立体构型来看。
方法：对于ABn型分子，
当其空间构型是高度对称的结构时，分子的正负电荷中心能够重合，故为非极性分子（如CO2、BF3、CH4等等）；
当分子的空间构型不是高度对称结构，例如只有对称轴而无对称中心时，为极性分子（如H2O、SO2、NH3等等）。
A、都是由非极性键构成的分子一般是非极性分子。
B、极性键形成的双原子分子一定为极性分子。
C、极性键形成的多原子分子，可能为 非极性分子，也可能为极性分子。
D、多原子分子的极性，应有键的极性和分子的空间构型共同来决定。
4、键的极性对化学性质的影响：键的极性对物质的化学性质有重要的影响。例如，羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa (pKa=—lgKa)的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，如下表所示 不同羧酸的pKa
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH) 4.88
乙酸(CH3COOH) 4.76
甲酸(HCOOH) 3.75
氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29
三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65
三氟乙酸(CF3COOH) 0.23
(1)甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐减弱：烃基(符号R—)是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的烃基的极性越小，羧酸的酸性越弱。所以，甲酸的酸性大于乙酸的，乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长，酸性的差异越来越小(2)三氟乙酸大于三氯乙酸：氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使CF3—的极性大于CCl3—极性，导致三氟乙酸的羧基中羟基的极性更大，更容易电离出氢离子(3)与羧基(—COOH)相连的C—X(X为卤素原子的极性越大，羧酸的酸性越大；C—X的数量越多，羧酸的酸性越大，如酸性：CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH；CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH
【对点训练1】
烃基（符号R-）是推电子基团
甲酸的酸性大于乙酸
烃基越长推电子效应越大
使羧基中的羟基的极性越小
羧酸的酸性越弱
随着烃基加长，酸性的差异越来越小
烃基(符号R—)是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱。所以酸性:甲酸>乙酸>丙酸
三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸
F的电负性
Cl的电负性
>
F-C的极性
Cl-C的极性
>
F3-C的极性
Cl3-C的极性
>
三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大
三氟乙酸更容易电离出氢离子
三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸,这是由于氟的电负性大于氯的电负性,C—F键的极性大于C—Cl键,导致羧基中的O—H键的极性更大,更易电离出氢离子。
据此,酸性关系:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH

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