分子的性质 课件 【知识精讲+高效课堂 】高中化学人教版（2019）选择性必修二

第三节分子结构与物质的性质第二章分子结构与性质第1课

时新课程标准学业质量目标1.了解共价键极性。2.了解分子的极性及产生极性的原因。1.宏观辨识与微观探析：通过认识极性键与非极性键、极性分子与非极性分子的区别，形成“结构决定性质”的概念。2.证据推理与模型认知：键的极性与分子极性关系的判断，建立能运用模型解释化学现象观点的意识。学

习

目

标新

课

导

入写出HCl和Cl2的电子式和结构式，查阅成键原子的电负性，分析共用电子对的偏移方向。复习回顾HClδ＋δ－ClCl3.03.02.13.01.键的极性极性共价键非极性共价键成键原子

电子对

成键原子的电性存在不同种元素的原子同种元素的原子发生偏移不发生偏移共价键化合物(如HCl、H2O等)和部分离子化合物(如NaOH等）非金属单质(如P4、O2等)和部分共价化合物(如H2O2中O-O等）一个原子呈正电性(δ＋)，一个原子呈负电性(δ－)电中性2.分子的极性分子极性分子非极性分子分子的正电中心和负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性，另一部分呈负电性，这样的分子是极性分子。如HCl。分子的正电中心和负电中性重合，使分子没有带正电和带负电的两部分，这样的分子是非极性分子。如P4、CO2等。根据图2-18，思考和回答下列问题:

(1)以下双原子分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子?H2O2Cl2HCl(2)P4和C60是极性分子还是非极性分子?(3)以下化合物分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子?CO2HCNH2ONH3BF3CH4CH3ClHCl是极性分子，H2

、O2、

Cl2是非极性分子

HCN、H2O、NH3、CH3Cl是极性分子，CO2、

BF3、CH4是非极性分子

P4和C60是非极性分子

分子极性的判断方法小

结①若分子中共价键的极性的向量和等于0，则为非极性分子，如BF3、CH4等。1.向量法实例解释对称的3个F所带负电的向量和位于分子中心，即与B重合，且负电量与B所带正电量相等，分子不带电，为非极性分子对称的4个H所带正电的向量和位于分子中心，即与C重合，且正电量与C所带负电量相等，分子不带电，为非极性分子②若分子中共价键的极性的向量和不等于0，则为极性分子，如H2O、NH3等。实例解释2个H所带正电的向量和位于2个H连线的中间，即正电中心与负电中心不重合，为极性分子3个H所带正电的向量和位于3个H连线的正三角形的中心，即正电中心与负电中心不重合，为极性分子分子极性的判断方法小

结1.向量法分子极性的判断方法小

结2.键的极性与分子的极性关系非极性分子单质双原子分子化合物正负电荷中心重合结构对称正负电荷中心不重合多原子分子结构不对称极性分子分子的极性由分子中所含共价键的极性和分子的空间结构两方面共同决定类型实例键的极性立体异构分子的极性X2H2、N2

XYHCl、NO

XY2(X2Y)CO2、CS2

SO2

H2O、H2S

XY3

BF3

NH3

XY4CH4、CCl4

非极性键直线形非极性分子极性键直线形极性分子极性键直线形非极性分子极性键V形极性分子极性键V形极性分子极性键平面三角形非极性分子极性键三角锥形极性分子极性键正四面体非极性分子学生活动O3是V形分子，其空间结构不对称，故O3为

分子。判断：同种元素之间的共价键一定是非极性键。（

）O3中的共价键是极性键。H2O2分子不是直线形，两个H原子犹如在半展开的书的两面上，即结构不对称，为

分子。极性

极性

学生活动阅读教材P53《资料卡片》，完成下列问题：×学生活动阅读教材P53《科学

技术

社会》表面活性剂和细胞膜，了解下列问题：1、什么是表面活性剂？亲水基团？疏水基团？肥皂和洗涤剂的去污原理是什么？2、什么是单分子膜？双分子膜？举例说明。3、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列？一类有机分子一端有极性（亲水基团），另一端非极性（疏水基团）表面活性剂分散在水表面形成一层疏水基团朝空气的单分子层。细胞和细胞膜是双分子膜，由大量两性分子组装而成。由于细胞膜的两侧是水溶液，而两性分子膜的头基是极性基团、尾基是非极性基团3.键的极性对物质的化学性质的影响羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。1.为什么甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐减弱？

2.CF3COOH的酸性大于CCl3COOH，解释原因。

烃基是推电子基团，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，甲酸的酸性大于乙酸的，乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长，酸性的差异越来越小。F的电负性大于Cl的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C一的极性大于Cl3C一的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。同理，三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的。3.键的极性对物质的化学性质的影响3.为什么醇羟基没有酸性，而羧基有酸性？

羟基中H、O原子电负性差值较小（O:3.5,H:2.1)，O—H键极性较小，难断开；羧基中C=O中O原子吸引电子能力更强，电子对偏向于O原子，使得C—O电子对偏向于C原子，O—H电子对偏向于O原子，从而增加了O—H键的极性，O—H键更易断开。（诱导效应）思考：带电的梳子吸引细的水流但若把水换成CCl4，则细流不偏转。这说明什么？学生活动说明H2O分子与CCl4分子不同，H2O分子受静电作用，CCl4分子不受静电作用。这是由于H2O分子中正电荷的中心和负电荷的中心不重合，水是极性分子，而CCl4分子的正电荷中心和负电荷中心重合，CCl4是非极性分子。第三节分子结构与物质的性质第二章分子结构与性质第2课

时

分子间的作用力与分子的手性新课程标准学业质量目标1.了解范德华力的实质及对物质性质的影响。2.了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。3.了解影响物质溶解性的因素及相似相溶规律。4.了解手性分子及在生命科学等方面的应用。1.宏观辨识与微观探析：通过认识极性键与非极性键、极性分子与非极性分子的区别，形成“结构决定性质”的概念。2.证据推理与模型认知：键的极性与分子极性关系的判断，建立能运用模型解释化学现象观点的意识。学

习

目

标我们知道：分子内部原子间存在相互作用——化学键，形成或破坏化学键都伴随着能量变化。物质三相之间的转化也伴随着能量变化。这说明：新课导入固态水气态水液态水分子间也存在着相互作用力。1.范德华力降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实表明，分子之间存在着相互作用力

范德华（vanderWaals）是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力范德华力的特征

①范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互

作用力

②范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级

③范德华力没有饱和性和方向性

分子HIHBrHCl范德华(kJ·mol-1)26.0023.1121.14共价键键能(kJ·mol-1)298.7366431.8观察表中数据，分析范德华力的特征：单质相对分子质量熔点/℃沸点/℃F238﹣219.6﹣188.1Cl271﹣101﹣34.6Br2160﹣7.258.78I2254113.5184.4组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。影响范德华力的因素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。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO>N2。分子相对分子质量分子的极性范德华力(kJ·mol-1)CO28极性8.75N228非极性8.50影响范德华力的因素单质相对分子质量沸点/℃正戊烷7236.1异戊烷7228新戊烷7210在同分异构体中，一般来说，支链数越多（或越大），熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。影响范德华力的因素科学

技术

社会夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬却掉不下来，为什么？水的熔点(℃)水的沸点(℃)水在0℃时密度(g/ml)水在4℃时密度(g/ml)0.00100.000.99981.0000冰的密度比液体水小？生活常识：冰浮在水面上不会下沉知

识

过

渡观察表中数据，你能发现什么？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作用力当氢原子与电负性大的X原子以共价键结合时，它们之间的共用电子对强烈地偏向X，使H几乎成为“裸露”的质子，这样相对显正电性的H与另一分子中相对显负电性的X(或Y)中的孤对电子接近并产生相互作用，这种相互作用称氢键。2.氢键：除范德华力之外的另一种分子间作用力氢键的本质是静电吸引作用，它比化学键的键能小1~2个数量级。是一种比范德华力强的分子间作用力。氢键的特征方向性(X－H…Y尽可能在同一条直线上)饱和性(一个X－H只能和一个Y原子结合)形成条件①要有与电负性很大的原子X以共价键结合的氢原子；②要有电负性很大且含有孤电子对的原子Y；③X与Y的原子半径要小。综上所述，能形成氢键的元素一般是F、O和N。表示方法①通常用“X—H···Y”表示氢键，其中“—”表示共价键，“···”表示形成的氢键。②氢键键长一般定义为X—H···Y的长度，而不是H···Y的长度氢键的形成条件和表示方法氢键的类型分子间氢键分子内氢键生物大分子中的氢键1.对比对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛的结构，分析对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲酸的熔、沸点的原因。由于邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。氢键的影响：1.氢键对物质熔沸点的影响2.观察下图，分析NH3、H2O、HF的沸点反常的原因。NH3、H2O、HF的沸点反常的原因：由于它们各自的分子间形成了氢键。氢键的影响：1.氢键对物质熔沸点的影响解释冰的密度比液态水的密度小的原因。

常温下液态水中除了含有简单H2O外，还含有通过氢键联系在一起的缔合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子沿该氧原子的一个sp3杂化轨道的方向形成氢键，因此当所有H2O全部缔合——结冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氢键，成为晶体，因此在冰的结构中形成许多空隙，体积膨胀，密度减小。氢键的影响：2.氢键对物质密度的影响1.解释接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些的原因。接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合形成所谓的缔合分子。问

题

释

疑2.解释氨气分子为什么极易溶于水原因。NH3与H2O间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。氨气，低级醇、醛、酮等分子都与水分子形成氢键，均可溶于水。3.邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1（1.1x10-3）比对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1（2.9x10-4）大邻苯二甲酸存在分子内氢键，邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1比对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1大问

题

释

疑范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种作用力已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强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（分子内）作用粒子分子H与N、O、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>范德华力小

结影响强度的因素①随分子极性的增大而增大②组成和结构相似的分子构成的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于X—H…Y，X、Y的电负性越大，Y原子的半径越小，作用越强成键原子半径和共用电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质②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CF4<CCl4<CBr4①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大。如熔、沸点：H2O>H2S②分子内存在氢键时，降低物质的熔、沸点共价键键能越大，分子稳定性越强小

结第三节分子结构与物质的性质第二章分子结构与性质第3课

时

溶解性和分子的手性3.相似相溶乙醇、戊醇都是极性分子，为什么乙醇可以与水任意比例互溶，而戊醇的溶解度小？相似相溶还适用于分子结构的相似性。戊醇中的烃基较大，其中的—OH跟水分子的—OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明显减小。影响物质溶解性的因素1.非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。2.外界因素：主要有温度、压强等。

3.氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好

4.分子结构的相似性：溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越大。如乙醇与水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。

5.溶质是否与水反应：溶质与水发生反应，溶质的溶解度会增大。如SO2与水反应生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度增大。4.分子手性观察下图，图中两只相对的手能否重叠？图中的两个乳酸分子能否重叠？分子的手性手性异构体具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体(或对映异构体)。手性分子：具有手性异构体的分子叫做手性分子。手性原子的判断具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子造成的。如果一个碳原子所连接的四个原子或原子团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子。其中，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。手性碳原子手性分子的确定(1)观察实物与其镜像能否重合，如果不能重合，说明是手性分子。如图：(2)观察有机物分子中是否有手性碳原子，如果有一个手性碳原子，则该有机物分子就是手性分子，具有手性异构体。含有两个手性碳原子的有机物分子不一定是手性分子。互为手性分子的物质是同一种物质吗？二者具有什么关系？不是同一种物质，二者互为同分异构体。互为手性分子的物质化学性质几乎完全相同，分析其原因。物质结构决定性质。互为手性分子的物质组成、结构几乎完全相同，所以其化学性质几乎完全相同。手性同分异构体(又称对映异构体、光学异构体)的两个分子互为镜像关系，即分子形式的“左撇子和右撇子”。构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必定含手性碳原子。乳酸分子镜科学史话：了解巴斯德实验室合成的有机物酒石酸盐并制得手性机物酒石酸盐过程。多美的晶体啊！手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。如图所示的分子，是由一家德国制药厂在1957年10月1日上市的高效镇静剂，中文药名为“反应停”，它能使失眠者美美地睡个好觉，能迅速止痛并能够减轻孕妇的妊娠反应。然而，不久就发现世界各地相继出现了一些畸形儿，后被科学家证实，是孕妇服用了这种药物导致的随后的药物化学研究证实，在这种药物中，只有图左边的分子才有这种毒副作用，而右边的分子却没有这种毒副作用。人类从这一药物史上的悲剧中吸取教训，不久各国纷纷规定，今后凡生产手性药物，必须把手性异构体分离开，只出售能治病的那种手性异构体的药物。“反应停”事件无机含氧酸分子的酸性1、含氧酸的通式一般可写成

，其中R显

价。2、含氧酸显酸性，其实是在水分子的作用下

断裂，产生

。3、根据HNO3的结构式

，判断其中有

个羟基，

个非羟基氧，结构简式可写成

。(HO)mROn正O—HH+12(HO)

NO2知

识

拓

展N=OOHO1、判断下列含氧酸中成酸元素的化合价并比较酸性H2SO3

H2SO4

、HNO2

HNO3

、HCIO

HCIO42、填表(n为非羟基氧的个数)实例酸性弱酸中强酸强酸超强酸

n3、ⅣAⅤAⅥAⅦAH2CO3HNO3

H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4

HBrO4

非金属性

，最高价含氧酸的酸性

。

0123减弱减弱增强增强

＜酸性非金属性规律？＜＜

1