资源简介 (共49张PPT)人教版高中化学选择性必修2第三节分子结构与物质的性质第一课时共价键的极性极性共价键 由不同原子形成的共价键,电子对会发生偏移非极性共价键由相同原子形成的共价键,电子对不发生偏移以共价键结合的分子是否也有极性分 子、非极性分子之分呢 分子的极性又是 根据什么来判定呢 δ 十 δH—Cl氯化氢分子中的极性共价键1.共价键的极性共 价 鍵要对分子极性进行判断,也可用极性向量。极性向量的矢量和指向的一端,说明该处负电荷更为集中,为极性分子。若矢量和为零,为非极性分子。电荷分布不均匀、不对称的分子极性分子或:正电荷中心与负电荷中心不重合,即键的极性向量和不为0电荷分布均匀、对称的分子非极性分子或:正电荷中心与负电荷中心重合,即键的极性向量和为02.分子的极性3.分子的极性判断方法(1)单原子分子(稀有气体)—— 非极性分子化合物——极性分子单质——非极性分子(2)多原子分子共用电子对HC1分子中,共用电子对偏向C1原子,为极性键。∴ C1原子一端相对地显负电性,H 原子一端相对地显正电性,极性向量 矢量和指向C1原子,使整个分子的电荷分布不均匀。∴HC1 为极性分子以极性键结合的双原子分子为极性分子CCI CI共用电子对Cl 分子中,共用电子对不偏向,为非极性键。极性向量矢量和为零,电荷分布均匀,为非极性分子。以非极性键结合的双原子分子均为非极性分子(3)多原子分子(AB,型)取决于分子的空间构型—— AB,分子极性的判断方法①物理模型法(从力的角度分析)在AB,分子中,A-B键看作相互作用力,根据中心原子A所受合 力是否为零来判断,F合=0,为非极性分子(极性抵消),F合≠0, 为极性分子(极性不抵消)。0F合=0180°C=O 键是极性键,CO 是直线形、对称分子,两个 C=O 的极性互相抵消(F 合=0),∴整个分子没有极性,电荷分布均匀,是非极性分子。F F O-H 键是极性键,分子是V 形不对称分子,两个O-H 键的极性不能 抵消(F 合≠0),∴整个分子电荷 分布不均匀,是极性分子。F 合≠0F 105°FNH :三角锥形,不对称分子,键的极性不能抵消,是极性分子。BF : 平面三角形,对称分子,键的极性互相抵消(F 合=0),是非极性分子。F F 正四面体形,对称分子,C-H 键的极性 互相抵消(F 合=0),是非极性分子。②化合价法 AB,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直线形平面三角形正四面体分子的空间结构中心对称②化合价法 AB,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V形三角锥形四面体分子的空间结构不中心对称分子 BF CO PCl SO H O NH SO 化合价绝 对值 3 4 5 6 2 34价电子数 3 4 5 6 6 56分子极性 非极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性极性②化合价法分子类型 键的极性 分 子 空 间 结 构 分子极性代表物双原子 分子 A 非极性键 直线形(对称) 非极性H 、O 、Cl 、N 等AB 极性键 直线形(不对称) 极性HF、HCl、CO、NO等三原子 分子 A B(或AB ) 极性键 直线形(对称) 非极性CO 、CS 等极性键 V形(不对称) 极性H O、SO 等四原子 分子 AB 极性键 平面三角形(对称) 非极性BF 、BC l 等极性键 三角锥形(不对称) 极性N H 等五原子 分子 AB 极性键 正四面体形(对称) 非极性CH 、CCl AB,C4-(n<4) 极性键 四面体形(不对称) 极性C HCl 、CH Cl 等③根据所含共价键的类型及分子的空间结构判断(1)分析H O 分子中共价键的种类有哪些 提示:H O 分子中H—O 键为极性共价键,O—O 键为非极性共价键。(2)H O 分子中正电中心和负电中心是否重合 H O 属于极性分子还是非 极性分子 提示:不重合。H O 属于极性分子。H O 分子的空间结构可在二面角中表示,如图所示:、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。资料卡片 臭氧是极性分子是一种重要物质。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双原子分子:HCl、NO、COV型分子:H O、H S、SO 三角锥形分子:NH 、PH 非正四面体:CHCl 特别地:H O 、O 单质分子:Cl 、N 、P 、O 直线形分子:CO 、CS 、C H 正三角形:SO 、BF 平面形:苯、乙烯正四面体:CH 、CCl 、SiF 空间不对称极性键空间对称非极性键共价键非极性分子极性分子羧酸pKa丙酸(C H COOH)4.88乙酸(CH COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH CICOOH)2.86二氯乙酸(CHCl COOH)1.29三氯乙酸(CCl COOH)0.65三氟乙酸(CF COOH)0.23键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如,羧酸 是一大类含羧基的有机酸。 羧酸的酸性可用pKa的大小来 衡量,pK 越小,酸性越强。pKa=-lgKa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。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F的电负性F-C的极性F -C的极性Cl的电负性C1-C的极性Cl -C 的极性据此,酸性关系:CCl COOH>CHCl COOH >CH CICOOH三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸烃基(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。随着烃基加长,酸性的差异越来越小甲酸的酸性大于乙酸判断物质酸性强弱的方法根据元素周期律判断①同一主族元素的非金属氢化物的酸性从上到下逐渐增强,如 HF②同一周期元素的非金属氢化物的酸性从左向右逐渐增强,如H S③同一主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性从上到下逐渐减弱,如 HC1O >HBrO >HIO ;HNO >H PO ;H CO >H SiO 。④同一周期元素最高价氧化物对应水化物的酸性从左向右逐渐增强,如 H PO 对物质溶解性 的 影 响相似相溶 非极性溶质一般能溶于 非极性溶剂分子极性相似 极性溶质一般能溶于 极 性 溶 剂如蔗糖和氨易溶于水,难 溶于四氯化碳。碘易 溶于四氯化碳,难溶于水。比较NH 和CH 在水中溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们溶解度的不同 NH 为极性分子,CH 为非极性分子,而水为极性分子,根据相似相 溶规律,NH 易溶于水,而CH 不易溶于水。1.判断正误(正确的打“ √ ”,错误的打“×”)(1)极性分子中不可能含有非极性键。(×)(2)离子化合物中不可能含有非极性键。(×)(3)非极性分子中不可能含有极性键。(×)(4)极性分子中 一 定含有极性键。( √ )(5)H O、CO 、CH 都是非极性分子。(×)2.下列物质:①BeCl ②Ar ③白 磷 ④BF ⑤NH ⑥H O , 其中含极性键的非极性分子是(C)A.①④⑥ B.②③⑥ C.①④ D.①③④⑤3.下列各组物质的分子中,都属于含极性键的非极性分子的是(B)A.CO 、H S B.C H 、CH C.Cl 、C H D.NH 、HCl4.回答下列问题。①H ②O ③HCl ④P ⑤C 0 ⑥CO ⑦CH ==CH ⑧HCN ⑨H O ⑩NH BF CH SO CH Cl Ar 6H O (1)只含非极性键的是①②④⑤ (填序号,下同);只含极性键的是③⑥⑧⑨⑩① ④,既含极性键又含非极性键的是 ⑦ 6 。(2)属于非极性分子的是①②④⑤⑥⑦ 5,属于极性分子的是③⑧⑨⑩④⑥人教版高中化学选择性必修2第三节分子结构与物质的性质第二课时分子间作用力与分子的手性授课人:长沙县实验中学 王 姣那为什么冰山融化过程仍要吸收能量呢 这说明水分子之间存在着相互作用力。冰山融化现象是物理变化还是化学变化 冰山融化过程中有没有破坏其中的化学键 1.概念:把分子聚集在一起的作用力,叫分子间的作用力。常见的有范德华力和氢键两类。2.本质:一种分子之间的静电作用。 3.存在:广泛存在于各种分子之间。(1) 非金属单质:有的非金属单质,原子之间靠共价键连接,并形成分子,分子之间有分子间作用力,如C 0 、P 、H 、O 。有的非金属单质,内部只有共价键,不存在分子,例如金刚石 (C)、Si。(2) 共价化合物:由两个或两个以上的不同元素的原子构成,原子之间有共价键相互连接;如果原子按一定的结合方式形成分子,则分子之间有分子 间作用力;例如CO ,NO,NO ,N O ,SO ; 而有些共价化合物不形成分子,例 如SiO , 只有Si-O键,没有分子间作用力,再如SiC, 只有Si-C键,没有分子间作用力。二氧化建的结构( ● 代表硅原子; ● 代表氧原子)(3) 离子化合物:由阳离子与阴 离子构成,离子之间有离子键,没 有分子这一概念,因此不存在分子 间作用力。(4) 金属单质:由金属阳离子与 自由电子构成,由金属键进行联系, 无分子的概念,因此也不存在分子 间作用力。存在分子间作用力的物质微粒1.大多数共价化合物,例如:CO H SO 、HF, H O,AlCl 、 各种有 机化合物等等;2.大多数非金属单质,例如: H P 、Sg 、C60、3.各种稀有气体(例如Ar 、Kr),、等等1 .离子化合物,例如: NH Cl、Al O 、KF, 等等;2.金属单质,例如:Cu 、Fe 、Na, 等等;3.某些共价化合物,如石英SiO , 金刚砂 SiC某些非金属单质,如金刚 石C 、晶体硅Si, 等 等4.类型:(一)范德华力: 一种普遍存在于固体、液体和气体中分子间的作用力。(1)存在:非金属单质(除C 、Si) 分子、稀有气体分子、共价化合物(除SiO ) 分子之 间;石墨片层之间。( 2 ) 特 点:a.强度很弱,约比化学键能小1~2个数量级。b.分子间的间距适当时才存在;c.没有方向性和饱和性。 (与共价键区别)d.随温度升高而减弱,主要影响物理性质--熔沸点。(3)影响因素:对于组成和结构相似的物质,范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大。相对 分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力越大。范德华力越大,熔、沸越高。:键能大小影响分子的热稳定性,范德华力的大小影响物质的熔、沸点。范德华力是怎样影响分子的物理性质(如熔沸点)的 1.固体→液体→气体的过程,熵值增大,分子间的距离不断被拉开, 这个过程是分子吸收外界能量,克服范德华力。2.某分子的范德华力如果越大,克服它就需要吸收外界更多的能量, 因此只有外界温度较高时,分子才能顺利克服范德华力,实现固体 液体→气体的三态变化。3.范德华力越大,则分子的熔沸点越高(与化学性质无关)。判断分子的熔沸点高低的方法1.相对分子质量(越大) → 范德华力(越大) → 熔沸点(越高)2.如果两物质的相对分子质量相近,则看分子的极性。分子的极性(越大) → 范德华力(越大) → 熔沸点(越高)例:将下列物质按熔沸点由高到低的顺序排列:D O > H O I > Br CO >N, CH < SiH 101.4℃ 100℃ 184.35℃ 58.76℃ -190℃ -195.8℃ -161.5℃ -111.9℃3.同分异构体中, 一般来说,支链数越多,范德华力越小,熔、沸点越低,如沸点: 正戊烷>异戊烷>新戊烷。4.类型:(二)氢键:由已经与电负性很大的原子(如N、F、O) 形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力。形成原理:当H原子与N 、O 、F 这三种原子中的一种原子形成共价键时, 由于N 、O 、F 的电负性很大,将共用电子对强烈地吸引过来,而使H原子 带有较高的正电性(8+)。此时,H 原子与另一分子中的N、0、F(δ ) 便存在氢键。形成条件:分子中含有N-H 键、O-H 键、F-H 键中的一种。氢键一般存在于含N-H 、H-O 、H-F 的物质中,或有机化合物中的醇类和羧 酸类等物质中。4.类型:表示:氢键通常用A—H...B 表示,“ ”表示共价键,“..”表示形成的氢键 (A 、B 为N 、O 、F) 如键长:指AB 之间的距离。键能:A—H… B 分解为A—H 和B所需要的能量。特征:氢键不属于化学键,是一种特殊的分子间作用力。氢键键能较小,约为共价键的十分之几,但比范德华力强;具有一定的饱和性和方向性。①饱和性:由于H原子半径比A,B 的原子半径小得多,当H与一个B原子形成氢键A—H…B 后 ,H 周围的空间被占据, A,B 的电子云排斥作用将阻碍 另一个B原子与H靠近成键,即H只能与一个B形成氢键,氢键具有饱和性。H的体积小,1个H只能形成1个氢键。②方向性:A-H 与B形成分子间氢键时,3个原子总是尽可能沿直线分布, 使A,B 尽量远离,这样电子云排斥作用最小,体系能量最低,氢键最强, 最稳定,所以氢键具有方向。与A和B的电负性有关, 电负性越大,则氢键越强 如F原子电负性最大,因而F-H…F是最强的氢键。氢键强弱变化顺序为: F-H…F >O-H…0>O-H…N>N-H…NC 原子吸引电子能力较弱, 一般不形成氢键。氢键的强弱:A—H----B 强弱分类:①分子间氢键氢键普遍存在于已经与N 、O 、F形成共价键的氢原子与另外的N 、O、F原子之间。如:HF、H O、NH 相互之间;C H OH、CH COOH、H O相互之间。②分子内氢键某些物质在分子内也可形成氢键,例如当苯酚在邻位上有—CHO 、—COOH、—OH 和 —NO 时,可形成分子内的氢键,组成“螯合环”的特殊 结构。分子间存在氢键时,物质在熔化或汽化时,除需破 坏范德华力外,还需破坏分子间的氢键,消耗更多 的能量,所以存在分子间氢键的物质一般具有较高 Te 的熔、沸点。s VA~VIIA 族元素的氢化物中,NH 、H O 和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高, 这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。IhHHbH由氢键对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响H OH $HcPH SiH1007550250-25-50-75-100-125-150HFNH CH H SeAsHHBEGeH 2 3 4 5氢键对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响①存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。②存在分子内氢键使物质熔、沸点降低。 邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛(2)对水分子性质的影响水结冰时,体积膨胀,密度降 低 ,氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与 四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分 子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,其密度比液态水小。氢键对物质性质的影响羊毛织品水洗后为什么会变形大家知道,羊毛织品水洗后会变形,这是什么原 因呢 羊毛纤维是蛋白质构成的,蛋白质上的氨基 和羰基可能会形成氢键。羊毛在浸水和干燥的过程 中,会在这些氢键处纳入水和去除水,而且其变化 往往是不可逆的,从而改变了原先蛋白质的构造,即原先的氢键部位可能发生移动,由此引起羊毛织 品变形。△ 图2-4-7 DNA双螺旋结构中的氢键氢键对物质性质的影响 DNA 双螺旋结构中的氢键DNA分子有两条链,链内原子之间以很强的共价键结合,链之间则是两条链上的碱 基以氢键配对,许许多多的氢键将两条链连成独特的双螺旋结构,这是遗传基因复制 机理的化学基础。概念 范德华力 氢键共价键定义 物质分子之 间普遍存在 的一种作用 力 已经与电负性很大的原子形成 共价键的氢原子与另一个电负 性很大的原子之间的静电作用原子间通过共用电 子对所形成的相互 作用作用微粒 分子 H与N、0、F原子特征 无方向性和 饱和性 有方向性和饱和性有方向性和饱和性强度 共价键>氢键>范德华力范德华力、氢键、化学键的比较1.手性异构体:具有完全相同的组成_ 和原子排列_的一对分子,如同左手 和右手一样互为镜像,却在三维空间里不能_叠合,互称手性异构体(或对 映异构体)。2.手性分子:有手性异构体的分子。3.分子的手性判断(1)判断方法:有机物分子中是否存在手性碳原子。(2)手性碳原子:连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。用*C来标记。具有手性的有机物,是因为其含有手性碳原子。4.分子的手性意义手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用。对于手性药物,一 个异构体可能是有效的,而另一个异构体可能是无效甚至是有害的。1.氢键的形成都会使物质的熔、沸点升高。(人)2.氢键是一种特殊的化学键,它广泛存在于自然界中的物质中。(×) 3.HF的沸点较高,是因为H—F键的键能很大。(×)4.CH 难溶于水,NH 易溶于水。(√ )5.HOCH CH OH比CH OH在水中的溶解度小。(×)6.分子 中含有两个手性碳原子。(×)7.下列关于氢键的说法正确的是(A)A.由于氢键的作用,使NH 、H O、HF 的沸点高于同主族其他元素气态氢化物的沸点B.氢键只能存在于分子间,不能存在于分子内C.根据氢键键能的大小可知,沸点高低顺序为HF>H O >NH D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键,且氢键的数目依次增多8.下列物质不存在手性异构体的是(D)A.BrCH CHOHCH OHC.CH CHOHCOOH 展开更多...... 收起↑ 资源预览