共价键与分子的空间构型(第3课时)

1、第二节第二节 共价键与分子的空间构型共价键与分子的空间构型第第3课时课时 分子的空间构型与分子的性质分子的空间构型与分子的性质1.了解一些分子在对称性方面的特点，知道手性化学在现代化学领域了解一些分子在对称性方面的特点，知道手性化学在现代化学领域 医药的不对称合成领域中的重大意义。医药的不对称合成领域中的重大意义。2.了解分子的极性；能判断一些简单分子是极性分子还是非极性分子了解分子的极性；能判断一些简单分子是极性分子还是非极性分子3. 知道分子的极性与分子的立体构型密切相关知道分子的极性与分子的立体构型密切相关 【学习目标】【学习目标】【重点难点】【重点难点】1.了解一些分子在对特性方面的特

2、点了解一些分子在对特性方面的特点 2. 键的极性与分子极性的关系键的极性与分子极性的关系 对称性普遍存在于自然界。对称性普遍存在于自然界。例如五瓣对称的梅花、桃例如五瓣对称的梅花、桃花，六瓣对称的水仙花、花，六瓣对称的水仙花、雪花雪花(轴对称或中心对称轴对称或中心对称)；建筑物和动物的镜面对称；建筑物和动物的镜面对称；美术与文学中也存在很多美术与文学中也存在很多对称的概念。对称的概念。【问题思考【问题思考1】阅读课本阅读课本P45P46理解对称轴、对称面的含义；总结什理解对称轴、对称面的含义；总结什么是对称分子、分子的对称性；什么是手性、手性分子。么是对称分子、分子的对称性；什么是手性、手性分

3、子。(1) 对称分子：对称分子：依据对称轴的依据对称轴的 或借助对称面的或借助对称面的 能够能够 的分子的分子; 分子的对称性：分子的对称性：分子所具有的这种性质称为对称性。分子所具有的这种性质称为对称性。(2) 分子对称性与分子的许多性质如分子对称性与分子的许多性质如极性、旋光性及化学性质极性、旋光性及化学性质都有关都有关 1. 对称分子对称分子旋转旋转反映反映复原复原H2ONH3CH4C6H6CH4左手和右手不能重叠左手和右手不能重叠 左右手互为镜像左右手互为镜像2. 手性手性分子分子(1)手性：一种分子和它在镜像中的像，就如人的左手和右手，手性：一种分子和它在镜像中的像，就如人的左手和右

4、手，相似相似而不完全相同而不完全相同，即它们不能，即它们不能 。(2)手性分子：具有手性分子：具有 的分子。手性分子和它的镜像分子构成一对的分子。手性分子和它的镜像分子构成一对异构体，分别用异构体，分别用D和和L标记。标记。(3)手性碳原子手性碳原子:连接连接 的碳原子。的碳原子。重叠重叠手性手性四个不同的原子或基团四个不同的原子或基团【练习】【练习】判断下列哪些分子不是对称分子判断下列哪些分子不是对称分子 ；哪些分子中含有手性碳原子哪些分子中含有手性碳原子 。 A. CH4 B. CHCl3 C. CH3Cl D. CCl4 E. CH2Cl2 F. CHClFBrFF下列化合物中含有手性碳

5、原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH CH2OHCH2OHOHB【问题思考【问题思考2】1. 观看视频分子极性实验（观看视频分子极性实验（ 阅读课本阅读课本P46【观察【观察思考】明确实思考】明确实验内容），推测以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分？验内容），推测以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分？2. 分析分析Cl2、HCl分子的正、负电荷重心是否重合？判断各分子的分子的正、负电荷重心是否重合？判断各分子的极性？极性？3. 分析分析CO2、H2O、NH3、BF3、CH4分子的空间构型，判断各分分子

6、的空间构型，判断各分子的正、负电荷的重心是否重合？子的正、负电荷的重心是否重合？ 判断各分子的极性？判断各分子的极性？非极性分子：非极性分子：(正、负电荷重心重合正、负电荷重心重合)极性分子：极性分子：(正、负电荷重心不重合正、负电荷重心不重合) 分子内分子内不不存在存在 的分子。的分子。分子内存在分子内存在 的分子。的分子。正、负两极正、负两极正、负两极正、负两极【归纳总结】【归纳总结】ClCl共用电子对共用电子对ClCl Cl2分子中分子中2个个Cl原子吸引电子的能力相同，共用电子不偏原子吸引电子的能力相同，共用电子不偏向任何一个原子，分子的正、负电荷重心重合，向任何一个原子，分子的正、负

7、电荷重心重合，Cl2分子为分子为非极性分子非极性分子 只含有非极性键只含有非极性键的双原子分子一定是的双原子分子一定是非极性分子非极性分子ClClHCl共用电子对共用电子对HClHCl分子中，共用电子对偏向分子中，共用电子对偏向Cl原子，原子，Cl原子一端相对地原子一端相对地显负电性，显负电性，H原子一端相对地显正电性，分子的正、负电原子一端相对地显正电性，分子的正、负电荷重心不重合，荷重心不重合，HCl分子为分子为极性分子极性分子+-以极性键结合的双原子分子一定为以极性键结合的双原子分子一定为极性分子极性分子C=O键是极性键，键是极性键， 但但CO2是是直线型直线型分子，分子， C原子为原子

8、为对称中心对称中心(正、负电荷的重心正、负电荷的重心)， 两两键的极性互相抵消键的极性互相抵消 (F合合=0)，整个分子没整个分子没有极性，电荷分布均匀，是有极性，电荷分布均匀，是非极性分子非极性分子180F1F2F合合=0 OOCHOH104.5F1F2F合合0O-HO-H键是极性键，共用电子对偏键是极性键，共用电子对偏O O原子，由于分原子，由于分子是子是V V形构型形构型，无对称中心无对称中心( (正负电荷重心不重正负电荷重心不重合合) )，两个，两个O-HO-H键的极性不能抵消键的极性不能抵消 (F(F合合0)0) 整个分子电荷分布不均匀，是整个分子电荷分布不均匀，是极性分子极性分子平

9、面三角形，平面三角形，B B原子为对称中心原子为对称中心，键的，键的极性互相抵消极性互相抵消(F(F合合=0)=0)，是非极性分子。，是非极性分子。HHHNBF3：NH3：120107.3三角锥型，三角锥型，无对称中心无对称中心，键的极性不能抵消，键的极性不能抵消(F(F合合0)0)，是极性分子。，是极性分子。F1F2F3F1F2F3F合合CHHHH109.5正四面体型，正四面体型，对称结构对称结构，C-H键的极性互相抵消键的极性互相抵消(F合合=0), 是非极性分子。是非极性分子。F1F2F3F4分子极性的判断方法分子极性的判断方法1、双原子分子、双原子分子(取决于成键原子之间的共价键的极性

10、取决于成键原子之间的共价键的极性)分子正、负电荷重心是否重合分子正、负电荷重心是否重合(判断分子空间构型判断分子空间构型)A-A型单质分子，分子的正、负电荷重心型单质分子，分子的正、负电荷重心 ，为，为 分子。分子。A-B型双原子分子，分子的正、负电荷重心型双原子分子，分子的正、负电荷重心 ，为，为 分子。分子。重合重合非极性非极性不重合不重合 极性极性ABAB2 2型型: : 空间构型为空间构型为 的分子为非极性分子，如：的分子为非极性分子，如：BeClBeCl2 2 CO CO2 2 ABAB3 3型型: : 空间构型为空间构型为 的分子为非极性分子，如：的分子为非极性分子，如：BFBF3

11、 3 ABAB4 4型型: :空间构型为空间构型为 的分子为非极性分子，如：的分子为非极性分子，如：CHCH4 4 CClCCl4 4 直线形直线形平面正三角形平面正三角形正四面体正四面体2、多原子分子、多原子分子 分子分子中中化学键均为非极性键，分子的正、负电荷重心化学键均为非极性键，分子的正、负电荷重心 ， 为为 分子。分子。 分子分子中中化学键均为极性键化学键均为极性键(ABm型型)(取决于分子空间构型的对称性取决于分子空间构型的对称性)重合重合非极性非极性、 分析中心原子分析中心原子化合价化合价、价电子数、分子极性类型之间、价电子数、分子极性类型之间有何有何关系？关系？、 分析分析中心

12、原子中心原子的的孤对电子孤对电子对数对数？从中你得出什么规律？从中你得出什么规律？【问题思考【问题思考3】按要求填表，回答问题按要求填表，回答问题、。化学式化学式BF3CO2CH4H2O NH3中心原子化合价中心原子化合价中心原子价电子数中心原子价电子数分子极性类型分子极性类型中心原子孤电子对数中心原子孤电子对数+3+4-4-2-334465非极性非极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性极性00021判断中心原子的化合价判断中心原子的化合价: (ABm型型)若中心原子若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素的的化合价的绝对值等于该元素的 ，则为则为 分子，若不等则为分子，若不等则为 分子；分子

13、；判断中心原子是否有孤对电子判断中心原子是否有孤对电子: (ABm型型)若中心原子没有孤对电子若中心原子没有孤对电子(未参与成键的电子对未参与成键的电子对)则则为为 分子，若有孤对电子则为分子，若有孤对电子则为 分子。分子。价电子数价电子数( (主族序数主族序数) )非极性非极性极性极性非极性非极性极性极性分子的分子的极性极性分子的空分子的空间结构间结构键角键角决定决定键的极性键的极性决定决定小结：小结： 只含有非极性键的单质分子是非极性分子。只含有非极性键的单质分子是非极性分子。 含有极性键的双原子化合物分子都是极性分含有极性键的双原子化合物分子都是极性分子。子。 含有极性键的多原子分子，空

14、间结构对称的含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的为极性分子。是非极性分子；空间结构不对称的为极性分子。 小结：小结：三、相似相溶原理及应用三、相似相溶原理及应用相似相溶规则：相似相溶规则：极性分子极性分子的溶质易溶于的溶质易溶于极性溶剂极性溶剂，非极性分子非极性分子的溶质易溶于的溶质易溶于非极性溶剂非极性溶剂中中【问题思考【问题思考4】水是极性溶剂，四氯化碳是非极性溶剂，试水是极性溶剂，四氯化碳是非极性溶剂，试判断构成判断构成碘单质、氨气、甲烷、氟化氢碘单质、氨气、甲烷、氟化氢的分子是否是极性分的分子是否是极性分子，并分析这些物质在水和四氯化碳中的溶解性。子，并

15、分析这些物质在水和四氯化碳中的溶解性。【当堂检测】【当堂检测】1. 三氯化氮三氯化氮(NCl3)常温下是一种淡黄色的液体，以下关于常温下是一种淡黄色的液体，以下关于NCl3分子的叙分子的叙述正确的是述正确的是 ( )A.分子中不存在孤对电子分子中不存在孤对电子 B.分子是由极性键构成的非极性分子分子是由极性键构成的非极性分子C.三氯化氮分子空间构型为三角锥形三氯化氮分子空间构型为三角锥形 D.分子中分子中NCl键是非极性键键是非极性键2. CS2为共价化合物，两个键之间的夹角为为共价化合物，两个键之间的夹角为180。由此可知由此可知 ( )A. 由极性键形成的极性分子由极性键形成的极性分子 B

16、. 由极性键形成的非极性分子由极性键形成的非极性分子C. 由非极性键形成的极性分子由非极性键形成的极性分子 D. 由非极性键形成的非极性分子由非极性键形成的非极性分子CB1.1.下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的组是（下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的组是（ ） A. . CH4、CCl4、CO2 B. . C2H4、C2H2、C6H6 C. . Cl2、H2、N2 D. . NH3、H2O、SO2 2.2.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A. . 含有极性键的分子一定是极性分子含有极性键的分子一定是极性分子 B. . 非极性分子中一定含有非极性键非极性分子中一定含有非极性键C. . 由极性键形成的双