共价键的极性-高二化学人教版（2019）选择性必修2

共价键的极性1．知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键；能利用电负性判断共价键的极性。2．知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。3.能根据分子结构的特点和键的极性判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。【学生活动1】写出Cl2、HCl、H2O、CCl4的电子式和结构式。讨论这些分子中共用电子对是否相同？电子式结构式Cl2HClH2OCCl4共用电子对不偏移共用电子对偏移1.共价键的极性电负性较小原子呈正电性电负性较大原子呈负电性

极性共价键非极性共价键实例成键原子

电子对

成键原子的电性不同相同偏移不偏移电中性【实验·探究】在酸式滴定管中分别加入四氯化碳和蒸馏水，打开开关，用在头发上摩擦过的气球靠近液体，观察现象。现象水流发生偏转，四氯化碳液流无变化解释水分子中存在正极与负极，四氯化碳分子中无正极与负极之分水分子表面静电势图2、分子的极性δ+δ-δ-δ-δ-δ-δ+δ+像水分子这样，分子中正电中心和负电中心不重合的分子叫做极性分子。像四氯化碳分子这样，分子中正电中心和负电中心重合的分子叫做非极性分子。分子中键的极性与整个分子的极性有何关系？分子H2OCCl4共价键的极性

分子的极性

极性键极性键极性分子非极性分子V形，空间构型不对称正四面体形，空间构型对称共价键的极性空间构型分子的正电中心与负电中心是否重合分子的极性决定O=C=Oδ-δ+δ-非极性分子极性键决定H-Clδ+δ-极性分子H-H00非极性分子极性键非极性键同种原子构成的双原子分子是非极性分子。不同原子构成的双原子分子是极性分子。P4C60相同原子构成的多原子分子大多是非极性分子。极性分子非极性分子非极性分子NH3三角锥形BF3

正三角形

CH4

正四面体形

表示负电中心表示正电中心

CH3Cl四面体形

CH2=CH2平面形极性分子非极性分子极性的表示方法—极性向量电负性：

2.13.0H—Cl极性向量：描述极性键的电荷分布情况。方向：大小：由正电中心指向负电中心电负性差值越大，键的极性越大，极性向量越大非极性键无极性向量，说明在非极性键里，正负电荷的中心是重合的。例：正电中心与负电中心重合非极性分子大小相等，方向相反向量和为0CO2

大小不相等，方向相同向量和不为0正电中心与负电中心不重合极性分子HCN

BF3：120ºF1F2F3F’

平面三角形，对称，键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子O3臭氧是极性分子（极性微弱）δ+δ-δ-极性键归纳总结1.键的极性判断(1)从组成元素判断①同种元素：A—A型为非极性共价键；②不同种元素：A—B型为极性共价键。(2)从电子对偏移判断①有电子对偏移为极性共价键；②无电子对偏移为非极性共价键。(3)从电负性判断①电负性相同为非极性共价键；②电负性不同为极性共价键。(1)化合价法。ABn型分子中,中心原子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对称,该分子为极性分子。具体实例如下:分子BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2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.分子极性的判断方法(2)根据所含共价键的类型及分子的空间结构判断。

分子类型键的极性分子空间结构分子极性代表物双原子分子A2非极性键直线形(对称)非极性H2、O2、Cl2、N2等AB极性键直线形(不对称)极性HF、HCl、CO、NO等三原子分子A2B(或AB2)极性键直线形(对称)非极性CO2、CS2等(键角180°)极性键V形(不对称)极性H2O(键角105°)等分子类型键的极性分子空间结构分子极性代表物四原子分子AB3极性键平面三角形(对称)非极性BF3、BCl3等极性键三角锥形(不对称)极性NH3(键角107°)等五原子分子AB4极性键正四面体形(对称)非极性CH4、CCl4(键角109°28')等ABnC4-n(n<4且为整数)极性键四面体形(不对称)极性CHCl3、CH2Cl2等如:CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部参与成键,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子均未全部参与成键,它们都是极性分子。(3)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。分子中的中心原子最外层电子若全部参与成键,不存在孤电子对,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未全部参与成键,存在孤电子对,此分子一般为极性分子。3、键的极性对化学性质的影响分子的结构共价键的极性物质的化学性质

例如，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。pKa（pKa=−lgKa）pKa越小，酸性越强

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表2-6不同羧酸的pKa酸性递增推电子基团

烃基越长推电子效应越大

使羧基中的羟基的极性越小

羧酸的酸性越弱随着烃基加长，酸性的差异越来越小。酸性:甲酸>乙酸>丙酸R—C—O—HOδ+δ-极性变小羧酸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表2-6不同羧酸的pKa酸性递增

使羧基中的羟基极性越大

羧酸的酸性越强酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH—C—C—O—HOδ+δ-Cl——吸电子基团极性变大

Cl原子数目越多，吸引电子能力越大羧酸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表2-6不同羧酸的pKa酸性递增酸性:CF3COOH>CCl3COOHCl—C—C—O—HOδ+δ-F——FF极性变大极性变更大吸电子基团吸电子基团电负性：F>Cl1.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸酸性的原因。提示由于氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—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。2.三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性的原因。提示由于Cl3C—比Cl2CH—多一个氯原子，使Cl3C—的极性大于Cl2CH—的极性，导致三氯乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。3.甲酸的酸性大于乙酸酸性的原因。提示烃基(R—)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。例：提示:HClO3可写成(HO)ClO2,n=2;H2SeO3可写成(HO)2SeO,n=1;H2BeO2可写成(HO)2Be,n=0;HMnO4可写成(HO)MnO3,n=3,因此酸性最强的为HMnO4。提示:硫酸可写为(HO)2SO2,磷酸可写为(HO)3PO,n值分别是2、1,m值分别是2、3,由n值越大、m值越小,该酸的酸性就越强,可知硫酸的酸性强于磷酸。(1)硫酸、磷酸的结构式分别为,,它们的酸性强弱是怎样的?(2)HClO3、H2SeO3、H2BeO2、HMnO4四种含氧酸中酸性最强的是哪种酸?无机含氧酸的化学式可以用(HO)mXOn来表示(X代表成酸元素,n代表非羟基氧原子数,m代表—OH数),则n值越大,m值越小,该酸的酸性就越强。其原因是非羟基氧原子的吸电子效应使O—H键极性增强,更容易电离出H+。延申(1)根据元素周期律判断。①同一主族元素的非金属氢化物的酸性从上到下逐渐增强,如HF<HCl<HBr<HI。②同一周期元素的非金属氢化物的酸性从左向右逐渐增强,如H2S<HCl,H2O<HF。③同一主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性从上到下逐渐减弱,如HClO4>HBrO4>HIO4;HNO3>H3PO4;H2CO3>H2SiO3。④同一周期元素最高价氧化物对应水化物的酸性从左向右逐渐增强,如H3PO4<H2SO4<HClO4。判断物质酸性强弱的方法(2)根据元素化合价判断。同一元素的含氧酸,中心原子的化合价越高,酸性越强。如：H2SO4>H2SO3;HClO4>HClO3>HClO2>HClO。(3)根据非羟基氧原子数判断。(4)根据电离常数来判断。如K(H3PO4)>K(HClO),酸性H3PO4>HClO;或依据pKa(pKa=-lgKa)大小判断:pKa越小,酸性越强。(5)根据化学反应判断。如H2SO4+Na2SO3===Na2SO4+H2O+SO2↑,酸性:H2SO4>H2SO3。H2O+CO2+Ca(ClO)2===CaCO3↓+2HClO,酸性:H2CO3>HClO。①与羧基相连的烷基含碳原子数越多,羧酸酸性越弱。如酸性HCOOH>CH3COOH>C2H5COOH。因为烷基是推电子基团,烷基含碳原子越多,推电子效应越大,使O—H键极性越弱,越难电离出H+。②与羧基相连的碳原子上连接有电负性大的原子时,羧酸的酸性增强。如酸性CF3COOH>CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH。因为电负性大的原子的吸电子作用,使O—H键的极性增强,更易电离出H+。(6)羧酸酸性强弱的判断。课堂训练C解析D解析A解析4.①PH3分子的空间结构为三角锥形，②BeCl2分子的空间结构为直线形，③CH4分子的空间结构为正四面体形，④CO2为直线形分子，⑤BF3分子的空间结构为平面三角形，⑥NF3