键的极性与分子的极性.ppt

第三节 分子的性质,键的极性与分子的极性,非极性键:,共用电子对无偏向（电荷分布均匀）,如:H2(H-H),Cl2(Cl-Cl),极性键：,共用电子对有偏向（电荷分布不均匀）,如:HCl(H-Cl) H2O(H-O-H),复习：,2、共用电子对不偏向或有偏向是由什么因素引起的呢?,这是由于原子对共用电子对的吸引力不同造成的（元素的电负性不同）。,1、键的极性的判断依据是什么？,共用电子对是否有偏向,判断方法：,同种非金属元素原子间形成的共价键是非极性键 不同种非金属元素原子间形成的共价键是极性键,指出下列物质中的共价键类型,1、O2 2 、CH4 3 、CO2 4、 H2O2 5 、Na2O2 6 、NaOH,非极性键,极性键,极性键,(H-O-O-H),极性键 非极性键,非极性键,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？,一、键的极性和分子的极性,非极性分子：,电荷分布均匀对称的分子 （正电中心与负电中心重合）,极性分子：,电荷分布不均匀不对称的分子 （正电中心与负电中心不重合）,Cl2分子中，共用电子对不偏向，Cl原子都不显电性，为非极性分子,以非极性键结合的双原子分子均为非极性分子,HCl分子中，共用电子对偏向Cl原子，Cl原子一端相对地显负电性，H原子一端相对地显正电性，整个分子的电荷分布不均匀，为极性分子,+,-,以极性键结合的双原子分子为极性分子,含有极性键的分子一定 是极性分子吗？,分析方法：物理模型法 （从力的角度分析）,在ABn分子中，A-B键看作AB原子间的相互作用力，根据中心原子A所受合力是否为零来判断，F合=0，为非极性分子（极性抵消）， F合0，为极性分子（极性不抵消）,思考,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），整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子,180,F1,F2,F合=0,10430,F1,F2,F合0,O-H键是极性键，共用电子对偏O原子，由于分子是V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,BF3：,NH3：,120,10718,三角锥型, 不对称，键的极性不能抵消，是极性分子,F1,F2,F3,F,平面三角形，对称，键的极性互相抵消，是非极性分子,F合,10928,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,2、ABn型分子极性的判断方法 物理模型法：从受力的角度分析 根据含键的类型和分子的空间构型判断：当ABn型分子的空间构型是空间对称结构时，由于分子的正负电荷中心重合，故为非极性分子，如：CO2、BF3、CH4，当分子的空间构型不是空间对称结构时，一般为极性分子，如：H2O、NH3。,化合价法：中心原子的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，其分子为极性分子。,3、常见分子的构型及分子的极性,双原子分子,H2、Cl2 非极性 无 直线型 非极性,HCl 极性 无 直线型 极性,H2O 极性 10430 V型 极性,CO2 极性 180 直线型 非极性,三原子分子,四原子分子,NH3 极性 10718 三角锥型 极性,BF3 极性 120 平面三角形 非极性,CH4 极性 10928 正四面体型 非极性,五原子,共价键,极性键,非极性键,空间不对称,极性分子,双原子分子：HCl、NO、IBr V型分子：H2O、H2S、SO2 三角锥形分子：NH3、PH3 非正四面体：CHCl3,非极性分子,单质分子：Cl2、N2、P4、O2 直线形分子：CO2、CS2、C2H2 正四面体：CH4、CCl4、CF4,空间对称,课外自学46页科学视野,思考与交流: 判断下列分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子? H2、O2、P4、CO2、H2O、CH4、Cl2、HCl、C60、HCN、BF3、CH3Cl、NH3,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：分子间也存在着相互作用力。,二、范德华力及其对物质性质的影响,1、范德华力：分子之间的相互作用力，很弱，比化学键小12个数量级。只能在很小的范围内存在。不属于化学键,2、影响范德华力大小的因素,结构相似的分子，相对分子质量 越大，范德华力越大。如卤素单质,分子极性越强，范德华力越大,化学键影响物质的化学性质（主）和物理性质,范德华力影响物质的物理性质（熔、沸点及溶解度等） 分子间范德华力越大，熔沸点越高,3、范德华力对物质性质的影响,壁虎为什么能在天花板土爬行自如?这曾是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察到，壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力?实验证明，如果在一个分币的面积土布满100万条壁虎足的细毛，可以吊起20kg重的物体。近年来，有人用计算机模拟，证明壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力。,思考？夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬行，却掉不下来，为什么？,将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的,将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的,分子间作用力,共价键,思考：,练习： 下列变化过程只是克服了范德华力的是（ ） A、食盐的熔化 B、水的分解 C、碘单质的升华 D、金属钠的熔化,C,.定义：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。,四、氢键及其对物质性质的影响,.表示：氢键可以用XHY表示。X和Y可以是同种原子，也可以是不同种原子，但都是电负性较大、半径极小的非金属原子（一般就是、）。表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。,.氢键的键能一般小于40kJ/mol，强度介于化学键和分子间作用力之间因此氢键不属于化学键，而属于分子间作用力的范畴。,邻羟基苯甲醛(熔点:-7),对羟基苯甲醛 (熔点:115-117),.氢键的存在 (1)分子间氢键 (2)分子内氢键,5.氢键对物质性质的影响： 对物质熔沸点的影响 分子间氢键使物质熔点升高 分子内氢键使物质熔点降低,讨论：尿素、醋酸、硝酸是相对分子质量相近的三种分子，但这三种物质的熔点和沸点相差比较大尿素常温下是固体，熔点在200以上；醋酸的熔点为16.6，在温度低于16.6时即凝结成冰状的固体；常温下硝酸是一种具有挥发性的液体,熔点为-41.6 .根据上述三种物质熔、沸点差异较大的事实，分析它们可能含有的氢键，画出示意图,对物质的溶解性的影响,讨论: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)水的特殊物理性质 (2)蛋白质结构中存在氢键 (3)核酸DNA中也存在氢键 (4)甲醇易溶于水 (5)乙醇与水互溶 ,1、过于急躁，急于快速完成，导致正确率不高， 细节出错 措施：练习集中精力、提高效率、抓住细节、快中 求稳、灵活掌握知识、举一反三、多做题、多思考。,2、看不仔细题目的要求就急于回答问题，自以为是。,3、只是遗忘-掌握知识不牢固。 措施：平时多重复多联系。,4、时间运用不合理。-,5、粗心-就是平常作业中认为的小错或小聪明 措施：练习、作业中必须细心对待每一个题,第一课时答案 1、D 2、B 3、B 4、A 5、A 6、BD 7、A 8、D 9、D 10、D 11、（1）B（2）A 12(1)水分子与乙醇分子通过氢键相互结合形成 乙醇的水合物 （2）氨分子和氨分子之间形成了分子间氢键 13、非极性分子：2、7 极性分子：1、3、4、5、6 14：乙醇和二甲醚的化学组成相通，两者的相对 分子质量也相同，但乙醇分子之间能形成氢键，使 分子间产生了较强的结合力，沸腾时需要提供更多 的能量去破坏分子间氢键，而二甲醚分子间没有氢 键，所以乙醇的沸点比二甲醚的高。,15AB 16B 17C 18(1)B D (2)同主族元素的气态氢化物组成和结构相似，随相对分子质量增大，范德华力增大 第二周期元素的氢化物NH3、H2O、HF分子间形成了氢键，通过氢键相互结合，使分子间力显著增大故沸点高于第三周期。,水的物理性质:,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？,液态水中的氢键,在水蒸气中水以单个的H20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（H20）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,随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是冰晶结构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少；另一是水分子间距因热运动不断增大04间，前者占主导优势， 4以上，后者占主导优势， 4时，两者互不相让，导致水的密度最大,相似相溶水和甲醇的相互溶解（深蓝色虚线为氢键）,蛋白质结构中的氢键,二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性的结构的构象，是多肽链局部的空间结构（构象），主要有螺旋、折叠、转角等几种形式，它们是构成蛋白质高级结构的基本要素。 蛋白质的生物学活性和理化性质主要决定于空间结构的完整,变性作用是蛋白质受物理或化学因素 的影响，改变其分子内部结构和性质的作 用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结 构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。 强酸、强碱使蛋白质变性，是因为强酸、 强碱可以使蛋白质中的氢键断裂,从而使蛋 白质发生变性.,DNA的双螺旋结构(碱基配对),水孕育生命，水养育人类。人体内水的重量约占70%。人们平常喝的天然水是由许多水分子缔合成的簇团，参与体内生物化学作用差。人体动脉内的脂质沉积随着年龄增长逐渐增多，血流阻力增大，同时动脉管腔变窄，血流量减少。中老年人可能患动脉粥样硬化症、高脂血症和高血压症，有的人还伴发血粘度高、血糖高、血尿酸高，产生微循环障碍，这些病变，形成心脑血管病、糖尿病等，促使人体器官功能提前衰减，缩短了人应享的自然寿命。只有认识水的结构及其变化，了解有关的医学研究成果，才能领悟喝天然水是产生上述老年病的重要原因，人类应企盼饮用小分子水，以祛疾养生，益寿延年。,拓展视野：,昆虫靠漩涡在水上行走,水中的氢键很脆弱,破坏的快,形成的也快.总的结果是水分子总是以不稳定的氢键连在一片.水的这一特性使水有了较强的内聚力和表面能力.由于具有较高的表面能力,所以昆虫能在水面上行走.当然也和昆虫本身所具有的结构有关系.,吉林雾凇,雾凇是一种附着于地面物体(如树枝、电线)迎风面上的白色或乳白色不透明冰层。它也是由过冷水滴凝结而成。不过，这些过冷水滴不是从天上掉下来的，而是浮在气流中由风携带来的。这种水滴要比形成雨凇的雨滴小许多，称为雾滴，实际上，也就是组成云的水滴。当它们撞击物体表面后，会迅速冻结。由于雾凇中雾滴与雾滴间空隙很多，因此雾凇呈完全不透明的白色。雾凇轻盈洁白，附着在树木物体上，宛如琼树银花，清秀雅致，这就是树挂(又称雪挂)。,冰霜、雪花中的水的氢键结构,范德华力、氢键和共价键的对比,分子间普遍存在的作用力,分子之间,微弱,熔沸点,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,三、氢键及其对物质性质的影响,氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。,分子间氢键：使物质的熔、沸点升高。,氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。,分子间内氢键：使物质的熔、沸点降低。,氢键表示方法： XHY。,回顾：范德华力、氢键和共价键的对比,第三节 分子的性质,（第三课时）,高淳县湖滨高级中学高二化学备课组 徐金娣,思考：,A与C互不相溶 B在A中的溶解度大于在C中的溶解度 A与B不发生化学反应,A,四、溶解性 1影响物质溶解性的因素 影响固体溶解度的主要因素是_。 影响气体溶解度的主要因素是_和_。,温度,温度 压强,好,小,相似性,增大,2相似相溶原理：_ _。 如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越_。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较_。 “相似相溶”还适用于分子结构的_。,3.如果溶质与水发生化学反应可_其溶解度。,练习 1比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同？ 2为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水？(油漆的主要成分是非极性或极性非常小的有机分子) 3怎样理解汽油在水中的溶解度很小？ 4怎样理解低碳醇与水互溶，而高碳醇在水中的溶解度却很小？,练习 5、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 CBr2、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,左手和右手不能重叠 左右手互为镜像,五、手性 1具有完全相同的 和 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（对映异构体、光学异构体)。含有手性异构体的分子叫做手性分子。 2手性碳原子：连有四个不同的原子或原子团的碳原子叫做手性碳原子。,判断分子是否手性的依据： 凡具有对称 面、对称中心的分子，都是非手性分子。 有无对称轴，对分子是否有手性无决定作用。,一般： 当分子中只有一个C* ，分子一定有手性。 当分子中有多个手性中心时，要借助对称因素。无对称面，又无对称中心的分子，必是手性分子。,1下列化合物中含有手性碳原子的是( ) A.CCl2F2 B.CH3CHCOOH C.CH3CH2OH D.CHOH,练习：,1下列化合物中含有手性碳原子的是( ) A.CCl2F2 B.CH3CHCOOH C.CH3CH2OH D.CHOH,练习：,4分子式为C4H10O的有机物中含“手性”碳原子的结构简式为_，葡萄糖分子中含有_个“手性”碳原子，其加氢后“手性”碳原子数为_个。,手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。由德国一家制药厂在1957年10月1日上市的高效镇静剂，学名肽氨哌啶酮就是典型的手性药物。其中的一种手性异构体（右旋）是有效的镇静剂，而另一种异构体（左旋）则对胚胎有很强的致畸作用。这种药物曾被用做孕妇的镇静剂，仅4年的