分子的性质公开课

选修3《物质结构与性质》第二章分子结构与性质第三节分子的性质键的极性和分子的极性

共价键按照不同的分类标准有哪些类型？分类标准

类型共用电子对数电子云重叠方式共用电子对是否偏移单键、双键、三键极性键、非极性键σ键、Π键知识回顾一、键的极性和分子的极性（一）键的极性1.键的极性的判断依据是什么？共用电子对是否有偏向或偏离共用电子对有偏向（电荷分布不均匀）共用电子对无偏向（电荷分布均匀）非极性键极性键由于原子对共用电子对的吸引力不同造成的。即键合原子的电负性不同造成的。电负性相差越大，键的极性越强。2.共用电子对是否有偏向或偏离是由什么因素引起的呢?HClCl2（1）同种非金属元素的原子间形成的共价键是非极性键。3.判断方法：（2）不同种非金属元素的原子间形成的共价键是极性键。练习：指出下列微粒中的共价键类型1.O22.CH43.CO24.H2O25.O22-6.OH-非极性键极性键极性键(H-O-O-H)非极性键极性键极性键非极性键根据电荷分布是否均匀，共价键有极性、非极性之分，以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分呢？分子的极性又是根据什么来判定呢？极性分子:正电中心和负电中心不重合非极性分子:正电中心和负电中心重合1.概念(二)分子的极性ABCDEFGHL回答：极性分子

非极性分子

。DEFLABCGH第一类：全部由非极性键组成的分子是非极性分子。

如：P4、C60、S8C70、B12

第二类：对于ABn型分子极性判别方法由极性键组成的双原子分子一定是极性分子。1.双原子分子由非极性键组成的双原子分子一定是非极性分子。多原子分子呢？C=O键是极性键，但从分子总体而言CO2是直线型分子，两个C=O键是对称排列的，两键的极性互相抵消（F合=0），整个分子电荷分布均匀，没有极性，是非极性分子180ºF1F2F合=0OOCCO2HOH105ºF1F2F合≠0O-H键是极性键，共用电子对偏O原子，由于分子是V形构型，两个O-H键的极性不能抵消（F合≠0），整个分子电荷分布不均匀，是极性分子H2OHHHNBF3NH3120º107º三角锥型,不对称，键的极性不能抵消，是极性分子F1F2F3F’平面正三角形，对称，键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子109º28'

正四面体型，对称结构，C-H键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子CHHHHCH42.分子是否有极性判断方法：本质是正电中心和负电中心是否重合

过程是：先看分子中键的极性，再看分子的空间构型

确定化学键的极性的向量和是否等于零(1)根据共价键的极性和分子的空间构型判断全部成键的（结合原子相同）一般为非极性分子，有未成键的(孤电子对)一般为极性分子(2)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断常见分子的构型及分子的极性无直线型非极性有直线型极性有V型极性有直线型非极性有三角锥型极性有平面三角形非极性有正四面体型非极性

分子类型分子构型键的极性常见分子AB2型A2型AB型AB3型AB4型H2、Cl2HClCO2SO2NH3BF3CH4化学式BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2中心原子化合价绝对值中心原子最外层电子数分子极性

若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素原子的最外层电子数（价电子数），则为非极性分子，若不等则为极性分子。34562343456656非非非非极极极(3)经验规律:化合价法判断ABn型分子的极性4.键的极性与分子的极性的关系：极性键非极性键(一般)空间不对称极性分子双原子分子，如：HClNOHBrV型分子，如：H2OSO2H2S三角锥形分子，如：NH3PH3非正四面体，如：CH2Cl2CH3Cl空间对称非极性分子单质分子，如：Cl2N2P4(O3除外)直线型分子，如：CO2CS2C2H2平面三角形分子，如：BF3BCl3正四面体型分子，如：CH4CF4胶束（油污）烷基磺酸根离子5.极性分子应用的实例（1）去污剂去油污的过程（2）细胞和细胞器的双分子膜小结：键的极性与分子的极性的关系分子非极性分子极性分子全部非极性键形成(H2、Cl2、P4等)极性键形成，空间结构对称，键的极性抵消(CH4、CO2)极性键形成，空间结构不对称，键的极性不抵消(HCl、HCN、H2O、NH3)分子的极性分子的空间结构键角决定键的极性决定分子间作用力和氢键二、范德华力及其对物质性质的影响分子HCl

HBr

HI范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价键键能(kJ/mol)431.8366298.71.定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。请分析下表中数据：2.特点：范德华力很弱，约比化学键能小1-2数量级。

3.影响范德华力大小的因素单质相对分子质量熔点/℃沸点/℃F2

38

-219.6

-188.1Cl2

71

-101.0

-34.6Br2

160

-7.2

58.8I2

254

113.5

184.4

分子

HCl

HBr

HI相对分子质量

36.5

81

128范德华力(kJ/mol)

21.14

23.11

26.00熔点/℃

-114.8

-98.5

-50.8沸点/℃

-84.9

-67

-35.4（1）组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。（2）相对分子质量相同或相似时，分子的极性越大，范德华力越大，熔、沸越高。分子相对分子质量分子的极性熔点/℃沸点/℃

CO

28极性

-205.05

-191.49

N2

28非极性

-210.00

-195.814.范德华力对物质性质的影响化学键影响的是分子的稳定性（化学性质）范德华力影响的是分子熔沸点等（物理性质）（1）将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的

。（2）将CO2气体溶于水，破坏了CO2

分子

。分子间作用力共价键思考：（3）解释CCl4（液体）CH4及CF4是气体，CI4

是固体的原因。

它们均是正四面体结构，它们的分子间作用力随相对分子质量增大而增大，相对分子质量越大，分子间作用力越大。

分子间作用力大小:

CI4>CCl4>CF4>CH4-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点/℃周期一些氢化物的沸点对于同一主族非金属元素的氢化物而言，从上到下，相对分子量逐渐增大，熔沸点应逐渐升高．而HF、H2O、NH3却出现反常，为什么？三、氢键及其对物质性质的影响氢键是一种特殊的分子间作用力，它是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电负性很强的原子之间的作用力.1.氢键概念2.形成的两个条件:①与电负性大且r小的原子(F,O,N)相连的H②在附近有电负性大,r小的原子(F,O,N).

3.氢键的表示方法:A

HB(AB为N,O,F之一）氢键的饱和性：指每一个X—H只能与一个Y原子形成氢键。甲醇4.氢键的存在:（1）含H-O、N-H、H-F键的物质（2）有机化合物中的醇类和羧酸等物质5.氢键的类型：（1）分子间氢键氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外一分子中的N、O、F原子之间。如：HF、H2O、NH3

相互之间分子间氢键原子在同一直线上.（2）分子内氢键某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2时，可形成分子内的氢键，组成“环”的特殊结构.分子内氢键原子通常不在同一直线上.6.氢键键能大小范围

氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱的作用力，不属于化学键。F—H---FO—H---ON—H---N氢键键能(kJ/mol)28.118.817.9范德华力(kJ/mol)13.416.412.1共价键键能(kJ/mol）568462.8390.8氢键强弱与A和B的吸引电子的能力有关，它们的吸引电子能力越强(即电负性越大)，则氢键越强，如F原子得电子能力最强，因而F-H…F是最强的氢键;原子吸引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：

F-H…F>O-H…O>O-H…N>N-H…N

7.氢键强弱思考：NH3为什么极易溶于水？NH3溶于水是形成N-H…Ｏ还是形成O-H…N?NH3溶于水形成氢键示意图如右,正是这样，NH3溶于水溶液呈碱性8.对物质性质的影响氢键一种分子间作用力，影响的是物理性质①熔、沸点②溶解性分子间氢键使物质熔、沸点升高。溶解度增大。分子内氢键使物质熔、沸点降低。溶解度相对减小。若可以形成氢键，则能增大物质溶解度③其他方面含氢键的物质变为固态时，呈现空间多面体结构液态水中的氢键在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在；在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成（H2O）n(如上图）；在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上．我们在学习化学的过程中还有什么地方能用氢键的知识来解释的？(1)醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高(2)低级醇易溶于水(3)HF酸是弱酸9.氢键的应用讨论水的特殊性：(1)水的熔沸点比较高？(2)为什么水结冰后体积膨胀？(3)为什么水在4℃时密度最大？小结

定义范德华力氢键共价键作用微粒分子间普遍存在的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分子中电负性很强的原子之间的作用力原子之间通过共用电子对形成的化学键相邻原子之间分子间或分子内氢原子与电负性很强的F、O、N之间分子之间强弱弱较强很强对物质性质的影响范德华力越大，物质熔沸点越高对某些物质(如水、氨气)的溶解性、熔沸点都产生影响物质的稳定性溶解性、手性和无机含氧酸的酸性解释现象：HCl和NH3极易溶于水，难溶于四氯化碳；而苯和碘却易溶于四氯化碳，难溶于水？

a.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。四、溶解性影响物质溶解性的因素(1)影响固体溶解度的主要因素是_____。(2)影响气体溶解度的主要因素是_____和______。温度温度压强（3）“相似相溶”的规律：b.也适用于分子结构的相似性（4）如果溶剂和溶质之间存在氢键，则氢键的作用力越大，溶解性越好。相反，无氢键存在的溶解度就比较小。（5）如果溶质与水发生化学反应可增大其溶解度。练习:根据物质的溶解性“相似相溶”的一般规律，说明溴、碘单质在四氯化碳中比在水中溶解度大，下列说法正确的是()A．溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素B．溴、碘是单质，四氯化碳是化合物C．Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而水是极性分子D．以上说法都不对

C动手试一试：左手和右手不能重叠左右手互为镜像思考：如下两个模型表示的是相同的分子吗？它们具有怎样的特征？不能重合，彼此互为镜像1.手性：镜像对称，在三维空间里不能重叠。

2.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。3.手性分子：有手性异构体的分子叫做手性分子。五、手性4.手性碳原子:连有四个不同的原子或原子团的碳原子。

判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看有无手性碳原子。六、无机含氧酸的酸性1.在同一周期中，处于最高价态的元素，其含氧酸的酸性随原子序数递增，自左至右增强。如：H3PO4<

H2SO4<HClO4(一)知识回顾与归纳:2.在同一主族中，处于相同价态的不同元素，其含氧酸的酸性随中心元素的半径减小而增强