高中化学-第2章-第3节分子的性质课件-新人教版选修3

第三节分子(fēnzǐ)的性质第一页，共48页。分子(fēnzǐ)的极性1.分子的极性(1)极性分子正电重心和负电(fùdiàn)重心________，即键的极性的向量和________。(2)非极性分子正电重心和负电(fùdiàn)重心______，即键的极性的向量和______。不重合(chónghé)不为零

重合

为零

第二页，共48页。2．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2中：(1)以非极性键结合(jiéhé)的非极性分子是____；(2)以极性键相结合(jiéhé)，具有直线形结构的非极性分子是_______；(3)以极性键相结合(jiéhé)，具有三角锥形结构的极性分子是__________；(4)以极性键相结合(jiéhé)，具有正四面体结构的非极性分子是__________；(5)以极性键相结合(jiéhé)，具有V形结构的极性分子是______；(6)以极性键相结合(jiéhé)，而且分子极性最大的是________。N2CS2NH3CH4H2OHF

第三页，共48页。1.范德华力(1)概念范德华力是____________普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。(2)对物质性质的影响(yǐngxiǎng)范德华力主要影响(yǐngxiǎng)物质的______________，如______、______，化学键主要影响(yǐngxiǎng)物质的化学性质。范德华力和氢键(qīnɡjiàn)分子(fēnzǐ)之间物理性质

熔点

沸点

第四页，共48页。2．氢键(1)概念：氢键是一种(yīzhǒnɡ)既可存在于分子之间又可以存在于分子内部的作用力。它比化学键____，比范德华力____。当氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个电负性大的原子Y之间形成氢键。弱强第五页，共48页。(2)特征：氢键基本上还是属于____作用，它既有____性，又有______性。(3)形成条件(tiáojiàn)氢原子只有跟________大的，并且其原子具有__________的原子化合后，才能产生较强的氢键，这样的元素有______________等。静电(jìngdiàn)方向(fāngxiàng)饱和

电负性

孤对电子

O、N、F

第六页，共48页。1.溶解性(1)影响(yǐngxiǎng)物质溶解性的外界因素影响(yǐngxiǎng)固体溶解度的主要因素是______，影响(yǐngxiǎng)气体溶解度的主要因素是______和_______。(2)在HCl、NH3、I2、CCl4、P4、H2O几种分子中，___________________是极性分子，_________________是非极性分子，易溶于水的是___________________，易溶于CCl4的是_______________________。分子(fēnzǐ)的溶解性手性温度(wēndù)温度压强HCl、NH3、H2OI2、CCl4、P4HCl、NH3I2、P4

第七页，共48页。(3)影响物质(wùzhì)溶解性的其他因素①如果溶质与溶剂之间能形成________，则溶解度增大，且________________，溶解性越好。②溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如SO2与H2O生成H2SO3，NH3与H2O生成NH3·H2O等。氢键(qīnɡjiàn)氢键(qīnɡjiàn)作用力越大第八页，共48页。2．手性具有完全相同的_______和____________的一对分子，如同左手与右手(yòushǒu)一样互为______，即在三维空间里__________，互称_______异构体。有____________的分子叫做手性分子。手性分子中中心原子必须连____个不同的原子或基团。若有相同的则_______手性分子。组成(zǔchénɡ)原子(yuánzǐ)排列镜像不能重叠手性手性异构体四不是第九页，共48页。1.H2SO4、HNO3等无机含氧酸看成是由________和_________________组成的。例如，H2SO4是由____和________组成的，HNO3是由______和_______组成的等。2．H2SO4和HNO3是强酸(qiánɡsuān)，而H2SO3和HNO2是弱酸，即从酸性强弱来看：H2SO3____H2SO4，HNO2____HNO3。无机(wújī)含氧酸分子的酸性氢离子

酸根(suāngēn)离子H＋

H＋

＜

＜第十页，共48页。3．在氯的含氧酸中也存在(cúnzài)类似的情况：酸性强弱：HClO____HClO2＜HClO3＜HClO4。不难看出，对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的____________，其含氧酸的酸性越____。＜

化合价越高

强

第十一页，共48页。4．化学上有一种见解，认为含氧酸的通式可写成____________，如果成酸元素R相同，则________，R的____________，导致R—O—H中____的电子向R偏移(piānyí)，因而在水分子的作用下，也就越______电离出____，即酸性越____。例如，H2SO3可写成___________，n＝____；H2SO4可写成(HO)2SO2，n＝2。所以H2SO4的酸性强于H2SO3。(HO)mROnn值越大正电性越高O容易(róngyì)H＋强(HO)2SO1第十二页，共48页。【慎思(shènsī)1】键的极性和电负性之间有什么关系？【答案】(1)非极性键和极性键由同种元素的原子形成的共价键是非极性共价键，简称非极性键。由不同种元素的原子形成的共价键是极性共价键，简称极性键。(2)成键原子的电负性差值越大，键的极性就越强。当成键原子的电负性相差很大时，可以认为成键电子对偏移到电负性很大的原子一方。第十三页，共48页。【慎思2】影响范德华力强弱的因素有哪些？【答案】(1)范德华力约比化学键能小1～2个数量级。(2)分子的极性越大，范德华力越大。(3)结构和组成相似的物质(wùzhì)，相对分子质量越大，范德华力越大。第十四页，共48页。【慎思3】氢键有几种(jǐzhǒnɡ)类型？第十五页，共48页。【慎思4】“相似相溶”规律有什么应用？【答案】“相似相溶”还适用于分子结构(fēnzǐjiéɡòu)的相似性。如乙醇分子中的—OH与水分子中的—OH相近，因而乙醇能与水互溶，当然，乙醇分子由于—OH的极性较大，易与H2O分子形成氢键也是其互溶的原因；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大，烃基是非极性基团，是疏水亲油基团，戊醇在水中的溶解度明显减小；烃基越大的醇在水中的溶解度就越小，羧酸也是如此。第十六页，共48页。【慎思5】手性分子(fēnzǐ)有什么用途？【答案】(1)常见的手性分子(fēnzǐ)：构成生命体的有机分子(fēnzǐ)绝大多数为手性分子(fēnzǐ)，两个手性分子(fēnzǐ)的性质不同，且手性有机物中必含手性碳原子。(2)手性分子(fēnzǐ)的应用：生产手性药物、生产手性催化剂(手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子(fēnzǐ)的合成)。第十七页，共48页。1．分子(fēnzǐ)极性的判断方法(1)从分子(fēnzǐ)组成上看分子(fēnzǐ)的极性第十八页，共48页。(2)从形成(xíngchéng)的化学键看第十九页，共48页。2．常见(chánɡjiàn)的极性分子和非极性分子第二十页，共48页。3．空间(kōngjiān)构型、键的极性和分子极性的关系类型实例两个键之间的夹角键的极性分子的极性空间构型X2H2、N2—非极性键非极性分子直线形XYHCl、NO—极性键极性分子直线形类型实例两个键之间的夹角键的极性分子的极性空间构型第二十一页，共48页。XY2(X2Y)CO2、CS2180°极性键非极性分子直线形SO2119.5°极性键极性分子V形H2O、H2S105°极性键极性分子V形XY3BF3120°极性键非极性分子平面三角形NH3107°极性键极性分子三角锥形XY4CH4、CCl4109°28′极性键非极性分子正四面体形第二十二页，共48页。【例1】下列物质的分子(fēnzǐ)中，都属于含极性键的非极性分子(fēnzǐ)的是()。A．CO2、H2S B．C2H4、CH4C．Cl2、C2H2 D．NH3、HCl第二十三页，共48页。解析本题考查的是分子有无极性及分子中键的极性的判断。由两种不同元素形成的共价键才会有极性，因此C项中Cl2中无极性键。之后根据结构可以判断A项中H2S，D项中NH3、HCl分子中正(zhōnɡzhènɡ)负电荷中心不重合，属于极性分子。故正确答案为B。答案B第二十四页，共48页。判断含极性键的分子(fēnzǐ)是否有极性的关键是看该分子(fēnzǐ)的正负电荷中心是否重合，若重合，则为非极性分子(fēnzǐ)；反之，则为极性分子(fēnzǐ)。第二十五页，共48页。【体验1】下列分子(fēnzǐ)中，属于含有极性键的非极性分子(fēnzǐ)的是()。A．H2O B．Cl2C．NH3 D．CCl4【答案】D第二十六页，共48页。【解析】H2O分子中O—H键为极性键，两个O—H键之间的夹角约为104.5°，整个分子电荷分布不对称，是极性分子。Cl2分子中Cl—Cl键为非极性键，属于含非极性键的非极性分子。NH3分子中N—H键是极性键，分子构型是三角锥形，电荷分布不均匀，是极性分子。CCl4分子中C—Cl键是极性键，分子构型是以碳原子位于中心的正四面体(zhènɡsìmiàntǐ)，电荷分布对称，是非极性分子，选D。第二十七页，共48页。范德华力、氢键(qīnɡjiàn)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，又称分子间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、有饱和性第二十八页，共48页。强度比较共价键＞氢键＞范德华力影响强度的因素①随分子极性的增大而增大。②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越强对于A—H…B，A、B的电负性越强，半径越小，形成的氢键就越强成键原子半径越小，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，随着相对分子质量的增加，物质的熔、沸点升高。如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2，CF4＜CCl4＜CBr4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＞H2S，HF＞HCl，NH3＞PH3①影响分子的稳定性。②共价键的键能越大，分子的稳定性越强第二十九页，共48页。第三十页，共48页。第三十一页，共48页。答案(dáàn)③④⑤第三十二页，共48页。【体验2】下列关于氢键的说法正确的是()。A．由于(yóuyú)氢键的作用，使NH3、H2O、HF的沸点反常，且沸点高低顺序为HF＞H2O＞NH3B．氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内C．没有氢键，就没有生命D．相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多【答案】C第三十三页，共48页。【解析】A项“反常”是指它们在本族氢化物沸点排序中的现象(xiànxiàng)，它们的沸点顺序可由实际看出，只有水是液体，应该水的沸点最高；B项氢键存在于不直接相连但相邻的H、O原子间，所以，分子内可以存在氢键；C项正确，因为氢键造就了常温常压下水是液态，而水的液态是生物体营养传递的基础；D项在气态时，分子间距离大，分子之间没有氢键。第三十四页，共48页。无机含氧酸分子之所以显酸性，是因为其分子中含有—OH，而—OH上的H在水分子的作用下能够(nénggòu)电离出H＋而显示一定的酸性。1．对同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。2．含氧酸可表示为：(HO)mROn，若R相同，n值越大，酸性越强。比较无机含氧酸酸性强弱(qiánɡruò)的方法第三十五页，共48页。第三十六页，共48页。第三十七页，共48页。【例3】下列无机含氧酸分子(fēnzǐ)中酸性最强的是()。A．HNO2 B．H2SO3C．HClO3 D．HClO4解析对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，含氧酸的酸性越强，如HNO2＜HNO3，H2SO3＜H2SO4，HClO3＜HClO4。不同元素的含氧酸元素的非金属性越强最高价含氧酸的酸性越强。观察A、B、C、D四个选项，结合元素的非金属性：Cl＞S，Cl＞N，所以HClO4＞H2SO4，HClO4＞HNO3，故HClO4酸性最强。答案D第三十八页，共48页。【体验3】已知含氧酸可用通式XOm(OH)n表示，如X是S，m＝2，n＝2，则这个式子表示为H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸(qiánɡsuān)，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是()。A．HClO3 B．H2SeO3C．H2BO2 D．HMnO4第三十九页，共48页。【答案(dáàn)】D【解析】HClO3可写成ClO2(OH)，m＝2，H2SeO3可写成SeO(OH)2，m＝1；H2BO2可写成B(OH)2，m＝0；HMnO4可写成MnO3(OH)，m＝3，故选D。第四十页，共48页。【探究原理】(1)分子的极性①共价键极性与分子极性之间的关系(guānxì)。分子的极性由共价键的极性和分子的空间构型两方面共同决定。a．只含非极性键的分子：一般是非极性分子。单质分子即属此类，如H2、O2、P4、C60等。实验探究五共价(ɡònɡjià)分子的性质第四十一页，共48页。b．以极性键结合而形成的异核双原子(yuánzǐ)分子：都是极性分子。即A—B型分子，如HCl、CO等均为极性分子。c．以极性键结合而形成的多原子(yuánzǐ)分子：空间构型为中心对称的分子，是非极性分子。空间构型为非中心对称的分子，是极性分子。②判断ABn型分子极性的经验规律。若中心原子(yuánzǐ)A的化合价的绝对值等于该元素的价电子数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。第四十二页，共48页。(2)分子的手性手性碳原子：连接四个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。手性异构体：如果(rúguǒ)一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，就如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间不能重叠，这对分子互称为手性异构体。手性分子：有手性异构体的分子称为手性分子。第四十三页，共48页。(3)“相似相溶”的规律：一般情况下，极性分子构成的物质易溶于极性溶剂(róngjì)，非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂(róngjì)。(4)无机含氧酸分子的酸性①对于同种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。②无机含氧酸(HO)nROm中，m值越大，酸性越强。第四十四页，共48页。【问题探究】短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子(f