资源简介

(共28张PPT)
专题4 分子空间结构与物质性质
第一单元 分子的空间结构
4.1.3 分子的极性
手性分子
核心素养目标
宏观辨识与微观探析：
能从分子的组成和空间构型等微观角度，理解分子极性和手性分子的概念，通过分析分子的微观结构，解释其宏观性质，如溶解性、熔沸点等，建立微观结构与宏观性质之间的联系。
证据推理与模型认知：
依据分子的空间结构、键的极性等证据，判断分子的极性和手性；构建判断分子极性和手性的思维模型，运用模型预测和解释相关化学现象，培养逻辑推理和模型应用能力 。
教学重难点
重点
分子极性与空间构型的关系，能够根据分子的组成和空间构型准确判断分子的极性；
手性异构体和手性分子的概念，以及手性碳原子的判断方法。
难点
深入理解分子极性对物质性质的影响机制，如分子极性如何影响物质的熔沸点、溶解性等；
掌握复杂有机物分子中手性碳原子的判断，以及手性异构体在生理作用等方面的差异。
同学们，在日常生活中，我们会发现有些物质能相互溶解，而有些却不能。比如，油和水很难混合在一起，而酒精却能与水以任意比例互溶。这背后隐藏着怎样的化学奥秘呢？其实，这与分子的性质密切相关。分子就像一个个微小的 “小精灵”，它们有着不同的 “性格”，有些分子是极性的，有些则是非极性的。同时，还有一些分子具有独特的 “手性” 特征，就像我们的双手一样，看似相似却不能完全重合。今天，就让我们一起走进分子的奇妙世界，探索分子的极性和手性分子的奥秘，看看这些微观世界的特性如何影响着我们宏观世界中物质的各种性质 。
课前导入
分子的极性
PART 01
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极性分子
分子是电中性的，但任何分子都有一个正电荷重心和一个负电荷重心。
非极性分子
正电荷重心与负电荷重心
相重合的分子
极性分子
正电荷重心与负电荷重心
不相重合的分子
分子极性的判断方法
(1)双原子分子：
相同元素原子构成的单质分子，分子的正、负电荷重心重合，为非极性分子。
不同元素原子构成的双原子分子，分子的正、负电荷重心不重合，为极性分子。
(2)多原子分子：
分子是否有极性取决于分子的空间结构，分子的空间结构为对称结构，为非极性分子；分子的空间构型为不对称结构，为极性分子。
分子极性的判断方法
ABm型分子的极性
①空间构型为直线形、平面三角形、正四面体型，为非极性分子；空间构型为V形、三角锥型，为极性分子。
②中心原子的价电子对有不参与成键，即存在孤电子对，分子的空间构型不对称的，为极性分子。
(3)不是ABm型分子，一般是极性分子。
分子极性的判断方法
根据中心原子的价电子参与成键情况判断
(1)常见的多原子分子，若中心原子的价电子全部参与成键，形成的分子空间构型往往是对称的，该分子是非极性分子，如三原子分子CO2、CS2(直线形)、四原子分子BF3(平面三角形)、五原子分子CH4、CCl4(正四面体)以及C2H2、C2H4、C6H6等都是非极性分子。
(2)若中心原子有不参与成键的电子，形成的分子空间构型往往是不对称的，其分子是极性分子。如H2O、H2S、SO2(V形)，NH3(三角锥型)。
(3)空间结构对称，但化学键不等性的分子也是极性分子。如CH3Cl、C6H5Br等。
当两个完全相同的非金属原子A、A之间形成共价键时，它们对共用电子对的吸引能力完全相同，则共用电子对所受的合力为零，共用电子对不偏向任何一方，则该化学键为非极性键。
由于二者并不相等，则合力会指向吸引电子能力强的原子一方，则该化学键为极性键。
当两个不同的非金属原子A、B之间形成共价键时，两个原子对共用电子对的吸引能力必然不同，假设A原子对共用电子对的作用力为F1，B原子对共用电子对的作用力为F2，
学科联动——从物理学视角判断共价键和分子极性
学科联动——
从物理学视角判断共价键和分子极性
双原子分子中只有一个化学键且该化学键在受力分析中只有一个合力，所以该化学键的受力就是分子的受力情况，键的极性就是分子的极性。而多原子分子中含有多个化学键，最终分子的极性是由多个化学键的矢量和决定的。
分子的极性对物质性质的影响
分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。
一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂。
水是一种常用的极性溶剂，因此，NH3和HF等由极性分子构成的物质都易溶于水。
由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂。
例如，CCl4和苯等有机溶剂是非极性溶剂，I2、Br2和CH4等由非极性分子构成的物质都易溶于CCl4和苯等非极性溶剂中。这在化学上称为“相似相溶规则”。
生活直通车——微波炉的工作原理
微波炉对食物进行加热时，其中的磁控管以 2 450 MHz 的频率发射出微波，对食物中的极性分子产生作用。在高达1010数量级的微波频段下，振荡的电磁场会与极性分子中带正、负电的两极发生作用，造成这些分子发生振动。常见的食物中含有大量极性很强的水分子，食物吸收微波后，水分子以每秒 24.5亿千次的变化频率进行振动。分子运动的加快意味着分子动能的增加，而动能又与温度直接相关。这样，水的温度便迅速升高，热量从水分子转移到食物的其他部分。而盛放食物的容器往往不含极性分子，且传热性差，因此温度往往较低。
手性分子
PART 02
手性异构体和手性分子
如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像（对映异构），在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。含有手性异构体的分子称为手性分子
手性碳原子
当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。每个手性碳原子所连接的原子或基团在空间的排布就像左右手关系（或实物与其镜像关系）那样，相似但不能重叠。
手性碳原子的确定
判断一种有机物是否具有手性碳原子，就看该有机物含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。
如图所示
R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团，中心碳原子即为手性碳原子。
手性分子的性质
一对手性异构体的物理性质（如熔点、沸点、密度等）基本相同，但它们的旋光性和生理作用往往不同。例如，苧烯的一对手性异构体的气味就完全不同，其中一种异构体存在于云杉的球果中，具有松节油的气味；而另一种存在于橙子中，具有橙子的气味。
手性药物的研究
20世纪60年代，欧洲发生的“反应停”药物事件引起了科学家的高度重视，这也引发了手性药物研究和开发的课题。人们把含有手性分子的药物称为手性药物。一种药物分子必须包含适宜的官能团，这些官能团还必须以具有生物活性的构型排列。在药物的合成过程中，“左”旋和“右”旋的手性异构体药物往往会被同时制造出来。
目前所用的很多药物都具有手性，它们主要通过与体内的酶、核苷酸等作用，抑制（或激发）其生理活性，达到治疗疾病的目的。常用的手性药物有维生素E制剂、止痛药布洛芬等。药品布洛芬是D-异构体和L-异构体的外消旋混合物。L-布洛芬是止痛药，而D-布洛芬不是。但在人体内D-布洛芬可被转化为L-布洛芬。因此，人们直接服用外消旋混合物即可达到同样的治疗效果，而不需要服用更昂贵的L-布洛芬。
手性分子与未来
课堂小结
PART 03
手性分子
分子的极性
2
1
分子的极性
概念
判断方法
对物质性质的影响
熔沸点
相似相溶规则
手性异构体
手性分子
手性碳原子
课堂练习
PART 04
1．下列叙述正确的是(　　)
A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，热稳定性也越强
B．只含非极性键的分子不一定是非极性分子
C．判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键
D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合
A
2．膦(PH3)又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子空间结构是三角锥形。下列关于PH3的叙述正确的是(　　)
A．PH3分子中有未成键的孤电子对
B．PH3是非极性分子
C．PH3是一种强氧化剂
D．PH3分子的P—H键是非极性键
A
3．下列物质：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是(　　)
A．①②③④⑥ B．①④⑤⑥
C．③④⑥ D．④⑥
D
4．SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法错误的是(　　)
A．是非极性分子
B．键角∠FSF并不都等于90°
C．S和F之间共用电子对偏向F
D．中心原子S采取sp3杂化
D
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好好学习天天向上

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