化学：第2章第3节 分子的性质 优化课件(人教版选修3)

1、第三节分子的性质第三节分子的性质学习目标学习目标1.了解共价键的极性和分子的极性及产生极性的了解共价键的极性和分子的极性及产生极性的原因。原因。2.知道范德华力、氢键对物质性质的影响。知道范德华力、氢键对物质性质的影响。3.了解影响物质溶解性的因素及相似相溶规律。了解影响物质溶解性的因素及相似相溶规律。4.了解了解“手性分子手性分子”在生命科学等方面的应用。在生命科学等方面的应用。5.了解无机含氧酸分子酸性强弱的原因。了解无机含氧酸分子酸性强弱的原因。课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练第第三三节节分分子子的的性性质质课前自主学案课前自主学案一、键的极性和分

2、子的极性一、键的极性和分子的极性1键的极性键的极性共价键分类极性共价键非极性共价键成键原子_元素的原子_元素的原子电子对_成键原子的电性一个原子呈正电性()，一个原子呈负电性()电中性不同不同发生偏移发生偏移同种同种不发生偏移不发生偏移2.分子的极性分子的极性不重合不重合不为零不为零重合重合等于零等于零3键的极性与分子极性的关系键的极性与分子极性的关系(1)只含有非极性键的分子一定是只含有非极性键的分子一定是_分子。分子。(2)含极性键的分子，如果分子结构是空间对称的含极性键的分子，如果分子结构是空间对称的，则为，则为_分子，否则是分子，否则是_分子。分子。非极性非极性非极性非极性极性极性思考

3、感悟思考感悟1CH4分子中共价键的类型和分子类型分别是分子中共价键的类型和分子类型分别是什么？什么？【提示提示】CH4分子的结构式为：分子的结构式为： 分子中有分子中有4个个CH键，键，CH键为极性键。但键为极性键。但由于其立体构型为正四面体形，高度对称，故由于其立体构型为正四面体形，高度对称，故为非极性分子。为非极性分子。二、范德华力及其对物质性质的影响二、范德华力及其对物质性质的影响分子分子相相互作用力互作用力弱弱越大越大相似相似越大越大物理物理化学化学越高越高2.Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似，但三者的组成和化学性质均相似，但状态却为气、液、固的原因是什么？状态却为气、液

4、、固的原因是什么？【提示提示】Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，由的组成和结构相似，由于相对分子质量逐渐增大，所以范德华力逐渐增于相对分子质量逐渐增大，所以范德华力逐渐增大，故熔、沸点升高，状态由气体变为液体、固大，故熔、沸点升高，状态由气体变为液体、固体。体。三、氢键及其对物质性质的影响三、氢键及其对物质性质的影响1概念概念氢键是由已经与氢键是由已经与_很强的原子很强的原子(如如N、F、O)形成共价键的形成共价键的_与另一个分子中或同一与另一个分子中或同一分子中分子中_很强的原子之间的作用力。很强的原子之间的作用力。2表示方法表示方法氢键通常用氢键通常用AHB表示，其中表示，其中A、B为

5、为_、_、_中的一种，中的一种，“”表示表示_，“”表示形成的表示形成的_。电负性电负性氢原子氢原子电负性电负性NOF共价键共价键氢键氢键强强方向方向饱和饱和分子间分子间分子内分子内3特征特征(1)氢键不属于化学键，是一种分子间作用力，比氢键不属于化学键，是一种分子间作用力，比化学键的键能小化学键的键能小12个数量级，但比范德华力个数量级，但比范德华力_。(2)具有一定的具有一定的_性和性和_性。性。4类型类型(1)_氢键，如水中：氢键，如水中：OHO；(2)_氢键，如氢键，如 。5氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响(1)当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将当形成分子间氢键时，物质的熔、

6、沸点将_。(2)当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将_。(3)氢键也影响物质的电离、氢键也影响物质的电离、_等过程。等过程。升高升高下降下降溶解溶解6氢键与水分子的性质氢键与水分子的性质(1)水结冰时，体积膨胀，密度水结冰时，体积膨胀，密度_。(2)接近沸点时形成接近沸点时形成“缔合分子缔合分子”，水蒸气的相对分，水蒸气的相对分子质量比用化学式子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量计算出来的相对分子质量_。减小减小大大思考感悟思考感悟3(1)H2S与与H2O组成和结构相似，且组成和结构相似，且H2S的相对的相对分子质量大于分子质量大于H2O，但是，但是

7、H2S为气体，水却为液为气体，水却为液体，为什么？体，为什么？(2)冰浮在水面上的原因是什么？冰浮在水面上的原因是什么？【提示提示】(1)水分子间形成氢键，增大了水分子水分子间形成氢键，增大了水分子间的作用力，使水的熔、沸点比间的作用力，使水的熔、沸点比H2S的熔、沸点的熔、沸点高。高。(2)由于水结成冰时，水分子大范围地以氢键互相由于水结成冰时，水分子大范围地以氢键互相联结，形成疏松的晶体，造成体积膨胀，密度减联结，形成疏松的晶体，造成体积膨胀，密度减小。小。四、溶解性四、溶解性1“相似相溶相似相溶”规律规律非极性溶质一般能溶于非极性溶质一般能溶于_溶剂，极性溶剂，极性溶质一般能溶于溶质一般

8、能溶于_溶剂。溶剂。非极性非极性极性极性2影响物质溶解性的因素影响物质溶解性的因素温度温度 压强压强相似相溶相似相溶氢键氢键增大增大氢键氢键思考感悟思考感悟4CH3OH能与水以任意比互溶而戊醇在水中的溶能与水以任意比互溶而戊醇在水中的溶解度却较小，原因是什么？解度却较小，原因是什么？【提示提示】CH3OH中的中的OH与与H2O中的中的OH相相近，甲醇能与近，甲醇能与H2O互溶，而互溶，而CH3CH2CH2CH2CH2OH中烃基较大，其中的中烃基较大，其中的OH跟水分子中的跟水分子中的OH相似的因素小得多，因而相似的因素小得多，因而戊醇在水中的溶解度明显减小。戊醇在水中的溶解度明显减小。五、手性

9、五、手性1手性异构体手性异构体具有完全相同的具有完全相同的_和和_的一对的一对分子，如同左手与右手一样互为分子，如同左手与右手一样互为_，却在，却在三维空间里不能三维空间里不能_，互称手性异构体。，互称手性异构体。组成组成原子排列原子排列镜像镜像重叠重叠手性异构体手性异构体2手性分子手性分子有有_的分子叫做手性分子。如乳酸的分子叫做手性分子。如乳酸( )分子。分子。六、无机含氧酸分子的酸性六、无机含氧酸分子的酸性1对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价合价_，其含氧酸的酸性，其含氧酸的酸性_。2含氧酸的通式可写成含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成

10、酸元素，若成酸元素R相同，则相同，则n值越大，酸性值越大，酸性_。越高越高越强越强越强越强课堂互动讲练课堂互动讲练分子极性的判断分子极性的判断1化合价法化合价法ABm型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分子，具体实例如下：对称，其分子为极性分子，具体实例如下：分子BF3CO2PCl5SO3

11、(g) H2O NH3SO2中心原子化合价绝对值3456234中心原子价电子数3456656分子极性非极性非极性非极性非极性极性极性 极性2.根据所含键的类型及分子的立体构型判断根据所含键的类型及分子的立体构型判断分子类型分子立体构型 键角键的极性分子极性常见物质A2直线形(对称)非极性键非极性分子H2、O2、N2等AB直线形(非对称)极性键极性分子HX、CO、NO等分子类型分子立体构型键角键的极性分子极性常见物质AB2直线形(对称)180极性键非极性分子CO2、CS2等A2BV形(不对称)极性键极性分子H2O、H2S等AB3正三角形(对称)120极性键非极性分子BF3、SO3等AB3三角锥形

12、(不对称)极性键极性分子NH3、PCl3等AB4正四面体形(对称)10928极性键非极性分子CH4、CCl4等3.根据中心原子最外层电子是否全部成键判断根据中心原子最外层电子是否全部成键判断中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，此分子一般为极性分子。未全部成键，此分子一般为极性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键

13、，它们都是非极性分子。子均全部成键，它们都是非极性分子。H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。子均未全部成键，它们都是极性分子。特别提醒：特别提醒：(1)极性分子中一定有极性键，非极性极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定只有非极性键。例如分子中不一定只有非极性键。例如CH4是非极性是非极性分子，只有极性键。分子，只有极性键。(2)含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如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。是含有非极性键的极性分子。请指出表中分子的立体构型，判断其中哪请指出表中分

14、子的立体构型，判断其中哪些属于极性分子，哪些属于非极性分子。些属于极性分子，哪些属于非极性分子。分子立体构型极性(非极性)分子分子立体构型极性(非极性)分子O2HFCO2H2OBF3NH3【思路点拨思路点拨】解答本题要注意以下两点：解答本题要注意以下两点：(1)根据中心原子的杂化类型，判断分子的立体构根据中心原子的杂化类型，判断分子的立体构型。型。(2)结合分子立体构型判断分子的极性。结合分子立体构型判断分子的极性。【解析解析】由于由于O2、CO2、BF3、CCl4均为对称均为对称结构，所以它们均为非极性分子。结构，所以它们均为非极性分子。HF、H2O、NH3、PCl3空间结构不对称，均为极性

15、分子。空间结构不对称，均为极性分子。【答案答案】分子立体构型极性(非极性)分子分子立体构型极性(非极性)分子O2直线形非极性分子HF直线形极性分子CO2直线形非极性分子H2OV形极性分子BF3平面三角形非极性分子NH3三角锥形极性分子CCl4正四面体形非极性分子PCl三角锥形极性分子变式训练变式训练1下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()A以非极性键结合的双原子分子一定是非极性以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子分子B以极性键结合的分子一定是极性分子以极性键结合的分子一定是极性分子C非极性分子只能是双原子单质分子非极性分子只能是双原子单质分子D非极性分子中，一定含有非极性共价键非极性分

16、子中，一定含有非极性共价键解析：解析：选选A。A是正确的，如是正确的，如O2、H2、N2等；等；B错错误，以极性键结合的分子不一定是极性分子，若分误，以极性键结合的分子不一定是极性分子，若分子构型对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，子构型对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，如如CH4、CO2、CCl4、CS2等；等；C错误，非极性分子错误，非极性分子也可能是某些结构对称的含极性键的化合物，如也可能是某些结构对称的含极性键的化合物，如CH4、CO2等；等；D错误，非极性分子中不一定含有错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如非极性键，如CH4、CO2等。等。范德华力、氢键及共价键的比较范

17、德华力、氢键及共价键的比较范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用力由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性共价键特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性范德华力氢键共价键强度比较共价键氢键范德华力影响强度的因素随着分子极性的增大而增大组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于AHB，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定范德华力氢键共价键对物质性质的影响影响物质的熔

18、、沸点，溶解度等物理性质组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4H2S，HFHCl，NH3PH3影响分子的稳定性共价键键能越大，分子稳定性越强特别提醒：特别提醒：(1)有氢键的分子间也有范德华力，有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子间不一定有氢键。但有范德华力的分子间不一定有氢键。(2)氢键与范德华力主要影响物质的物理性质，氢键与范德华力主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点等。化学键主要影响物质的化学如熔点、沸点等。化学键主要影响物质的化学性质。性质。【解析解析】分子间作用力是分子间相互作用力的分子间作用力是分子间相互作用

19、力的总称，总称，A正确；范德华力是分子与分子间的相互正确；范德华力是分子与分子间的相互作用力，而氢键是分子间比范德华力稍强的作用作用力，而氢键是分子间比范德华力稍强的作用力，它们可以同时存在于分子之间，力，它们可以同时存在于分子之间，C正确；分正确；分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解度等也有影响，物质的溶解度等也有影响，B正确；氢键不是化正确；氢键不是化学键，化学键是原子与原子间强烈的相互作用，学键，化学键是原子与原子间强烈的相互作用，D错误。错误。【答案答案】D【误区警示误区警示】(1)分子间作用力不等价于范德分子间作用力不等价于

20、范德华力，对某些分子来说分子间作用力包括范德华力，对某些分子来说分子间作用力包括范德华力和氢键。华力和氢键。(2)氢键不是化学键。氢键不是化学键。变式训练变式训练2二甘醇可用于溶剂、纺织助剂等，二甘醇可用于溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是甘醇的结构简式是HOCH2CH2OCH2CH2OH。下列有关二。下列有关二甘醇的叙述正确的是甘醇的叙述正确的是()A符合通式符合通式CnH2nO3B分子间能形成氢键分子间能形成氢键C分子间不存在范德华力分子间不存在范德华力D能溶于水，不溶于乙醇能溶于水，不溶于乙醇解析：解析：

21、选选B。二甘醇的分子式为。二甘醇的分子式为C4H10O3，它符合，它符合通式通式CnH2n2O3。二甘醇分子之间能形成。二甘醇分子之间能形成OHO氢键，也存在范德华力。由氢键，也存在范德华力。由“相似相溶相似相溶”规律可知，二甘醇能溶于水和乙醇。故正确答案规律可知，二甘醇能溶于水和乙醇。故正确答案为为B。分子间作用力对物质性质的影响分子间作用力对物质性质的影响1范德华力对物质性质的影响范德华力对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响对物质熔、沸点的影响一般说来，组成和结构相似的物质，相对分子质一般说来，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点通量越大，分子间作

22、用力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：常越高。如熔、沸点：I2Br2Cl2F2，RnXeKrArNeHe。(2)对物质溶解性的影响对物质溶解性的影响如：在如：在273 K、101 kPa时，氧气在水中的溶解度时，氧气在水中的溶解度(0.049 cm3L1)比氮气在水中的溶解度比氮气在水中的溶解度(0.024 cm3L1)大，就是因为大，就是因为O2与水分子之间的作用力与水分子之间的作用力比比N2与水分子之间的作用力大所导致的。与水分子之间的作用力大所导致的。(3)相似相溶规律相似相溶规律极性分子一般能溶于极性溶剂中极性分子一般能溶于极性溶剂中(如如HCl易溶于水易溶于水中中)，非极性分

23、子一般能溶于非极性溶剂中，非极性分子一般能溶于非极性溶剂中(如如I2易易溶于溶于CCl4中，白磷溶于中，白磷溶于CS2中中)。2氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响对物质熔、沸点的影响某些氢化物分子存在氢键，如某些氢化物分子存在氢键，如H2O、NH3、HF等等，会使同族氢化物沸点反常，如，会使同族氢化物沸点反常，如H2OH2TeH2SeH2S。当氢键存在于分子内时，它对物质性质的影响与当氢键存在于分子内时，它对物质性质的影响与分子间氢键对物质性质产生的影响是不同的。邻羟分子间氢键对物质性质产生的影响是不同的。邻羟基苯甲醛的氢键存在于分子内部，对羟基苯甲醛存基苯甲醛

24、的氢键存在于分子内部，对羟基苯甲醛存在分子间氢键，因此对羟基苯甲醛的熔点、沸点分在分子间氢键，因此对羟基苯甲醛的熔点、沸点分别比邻羟基苯甲醛的熔点、沸点高。别比邻羟基苯甲醛的熔点、沸点高。(2)对物质密度的影响对物质密度的影响氢键的存在，会使物质的密度出现反常，如液态水氢键的存在，会使物质的密度出现反常，如液态水变为冰，密度会变小。变为冰，密度会变小。(3)对物质溶解度的影响对物质溶解度的影响溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇

25、、甘油、乙酸等能与极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的原水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因。因。(4)氢键对物质结构的影响氢键对物质结构的影响氢键的存在使一些物质具有一些特殊结构，如冰晶氢键的存在使一些物质具有一些特殊结构，如冰晶体的孔穴结构等。体的孔穴结构等。特别提醒：特别提醒：判断物质的性质受何种作用力影响，首判断物质的性质受何种作用力影响，首先要弄清该性质是物理性质还是化学性质，然后找先要弄清该性质是物理性质还是化学性质，然后找出其影响因素。同时也要能根据作用力的强弱分析出其影响因素。同时也要能根据作用力的强弱分析物质性质的变化规

26、律。如键能越大，键长越短，键物质性质的变化规律。如键能越大，键长越短，键能越强，化学性质越稳定；相对分子质量越大，分能越强，化学性质越稳定；相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。子间作用力越强，熔、沸点越高。下图中下图中A、B、C、D四条曲线表示四条曲线表示A、A、A、A族元素的气态氢化物的沸点，其族元素的气态氢化物的沸点，其中表示中表示A族元素气态氢化物沸点的是曲线族元素气态氢化物沸点的是曲线_，表示，表示A族元素气态氢化物沸点的是族元素气态氢化物沸点的是曲线曲线_；同一族中第三、四、五周期元素；同一族中第三、四、五周期元素的气态氢化物沸点依次升高，其原因是的气态氢化物沸点依次升高，其原因是_。曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点，其原因是于第三周期元素气态氢化物的沸点，其原因是_。【解析解析】H2O与与H2O分子之间有四个氢键，故沸分子之间有四个氢键，故沸点最高，故点最高，故A为为A族氢化物沸点曲线，族氢化物沸点曲线，A族的族的氢化物都为非极性分子，沸点较低，第二周期元氢化物都为非极性分子，沸点较低，第二周期元