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分子的空间结构与分子性质
课时3
第2章
第
2
节
1.知道手性分子的概念，会判断不对称碳原子。
2.理解共价键的极性、分子的空间结构与分子极性的关系(重、难点)。
学
习
目
标
交流研讨
日常生活中的许多物体如建筑物、汽车、动物、植物甚至某些自然景观等，都显示出一定的对称性，并常常用"美"来描述它们。
宏观物体具有对称性，那么，构成它们的微观粒子如分子也具有对称性吗
内
容
索
引
目标一　分子中的原子排布与对称性
目标二　分子中的电荷分布与极性
分子中的原子排布与对称性
< 目标一 >
1．对称分子
(1)概念：
依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子。
(2)性质：具有对称性。
(3)分子的许多性质如极性、旋光性等都与分子的对称性有关。
甲烷分子的对称轴和对称面
2．手性分子
(1)旋光性：在光通过某些化合物时，光波振动的方向会旋转一定角度。
(2)手性：
(3)手性分子：具有手性的分子。
具有旋光性的分子本身和它们在镜中的像，
就如同人的左手和右手，相似但不能重叠，
因而称这类分子表现出手性。
(4)对映异构体：一个手性分子和它的镜像分子构成一对对映异构体。
(5)不对称碳原子：对于仅通过单键连接其他原子的碳原子，当其所连接的四个原子或基团均不相同时，这个碳原子称为不对称碳原子。
(6)手性分子的判断方法：判断分子中是否含有不对称碳原子。
(7)应用：生产手性药物
手性催化剂
乳酸分子就是一种手性分子，两个乳酸分子是一对对映异构体，其中“*C”为不对称碳原子。
*
*
1.正误判断
(1)分子的对称性对物质的化学性质有一定影响
(2)手性分子中不对称碳原子的杂化方式为sp3
(3)互为对映异构体的分子组成相同，性质也相同
(4)不对称碳原子所连的四个基团是不同的
√
×
√
√
2.有机物 具有手性，若它与H2发生加成反应后，其产
物还有手性吗？
该有机物与H2加成的产物是 ，该物质不存在不对称碳原子，无手性。
3.维生素C的结构简式是 ，它能防治坏血病，该
分子中的不对称碳原子数为　　　　。
2
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分子中的电荷分布与极性
< 目标二 >
观察思考
分子的极性
在酸式滴定管中加入四氯化碳，打开活塞让四氯化碳缓缓流下，
可看到四氯化碳呈直线状垂直流入烧杯中。将用毛皮摩擦过的
橡胶棒靠近四氯化碳液流，观察四氯化碳的流动方向是否发生
变化。再向另一酸式滴定管中加入蒸馏水，进行同样的实验，观察实验现象。
四氯化碳 蒸馏水
现象
结论
解释
四氯化碳液流方向不变
水流方向发生改变
四氯化碳液流与橡胶棒无电性作用
水流与橡胶棒间有电性作用
四氯化碳分子中无正极和负极之分
水分子中存在带正电荷的正极和带负电荷的负极
1．概念
非极性分子：
极性分子：
正、负电荷重心重合
正、负电荷重心不重合
分子
不存在正、负两极
存在正、负两极
2．分子极性的判断
(1)双原子分子的极性
含极性键的双原子分子是极性分子。
含非极性键的双原子分子是非极性分子。
如HCl、HF等
如O2、H2、N2等
(2)多原子分子的极性
除了与键的极性有关外，还与分子的空间结构有关。
①只含非极性键的分子，分子的正、负电荷重心重合，为非极性分子。
如P4等
②含极性键的分子
空间结构为对称结构，为非极性分子
如CO2、CH4等
空间结构为非对称结构，为极性分子
如H2O、NH3等
3.分子极性对分子性质的影响
(1)沸点
在相对分子质量相同的情况下，极性分子构成的物质比非极性分子构成的物质沸点高。
如沸点：N2 CO。
＜
(2)溶解性
极性分子易溶于极性溶剂(如水)，非极性分子易溶于非极性溶剂(如四氯化碳)。
如：NH3易溶于H2O，难溶于CCl4；I2易溶于CCl4，难溶于H2O。
“相似相溶”
1.正误判断
(1)含有非极性键的分子一定是非极性分子
(2)极性分子一定只含极性键
(3)非极性分子中也可能含极性键
(4)以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子
×
×
√
√
2.臭氧是极性分子，从结构上如何理解？
由于臭氧分子中中心原子采用sp2杂化，空间结构为角形，且分子中形成了一个由3个氧原子和4个电子(中心O原子提供一对电子，两边O原子各提供一个电子)构成的大π键，中心O原子的未参与杂化的孤电子对的电子向两边原子偏移，使中心原子略带正电，两边原子略带负电，因此臭氧分子是含极性键的极性分子。
3.(1)认真填写下表。
分子 BeCl2 SO2 NH3 BF3 CH4
空间结构
正、负电重心是否重合
分子的极性
直线形
角形
三角
锥形
平面正
三角形
正四
面体形
重合
不重合
不重合
重合
重合
非极性分子
极性分子
极性分子
非极性分子
非极性分子
(2)认真研究(1)各分子中心原子的化合价，寻找中心原子的化合价与分子极性的关系。
中心原子的化合价呈最高价的ABn型分子为非极性分子，否则为极性分子。
归纳总结
键的极性和分子极性的关系
1.丙氨酸(C3H7NO2)分子为手性分子，它存在对映异构体，如图所示，下列关于丙氨酸的两种对映异构体(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是
A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在1个不对称碳原子
B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性
C.Ⅰ和Ⅱ分子都是极性分子，只含有极性键，
不含非极性键
D.Ⅰ和Ⅱ的化学键相同，分子的性质相同
√
2.(2025·长沙一中高二期末)下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是
A.CH4和CCl4 B.H2S和HCl
C.CO2和CS2 D.NH3和CH4
√
3.已知N、P均属于元素周期表的ⅤA族元素。N在第2周期，P在第3周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107.3°。
(1)N4分子的空间结构为 ，它是一种________(填“极性”或“非极性”)分子。
非极性
(2)PH3分子中P—H键_____(填“有”或“无”，下同)极性，PH3分子_____极性。
有
有
(3)NCl3是一种淡黄色油状液体，下列对NCl3的有关描述不正确的是______(填字母)。
a.该分子呈平面三角形
b.该分子中的化学键为极性键
c.该分子为极性分子
d.因N—Cl键的键能大，故NCl3稳定
a
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