高中化学 2.3 分子的性质课件 新人教版选修3 .ppt

第三节分子的性质 一 键的极性和分子的极性1 键的极性 不同 同种 发生偏移 不发生偏移 2 分子的极性 不重合 极性 不为零 重合 等于零 3 键的极性与分子极性的关系 1 只含有非极性键的分子一定是 分子 如p4 2 含极性键的分子 如果分子结构是空间对称的 则为 分子 否则为 分子 非极性 非极 性 极性 二 分子间作用力及其对物质性质的影响1 范德华力及其对物质性质的影响 1 概念 范德华力是 之间普遍存在的 它使得许多物质能以一定的凝聚态 固体和液体 存在 2 特征 范德华力约比化学键的键能小1 2数量级 无方向性和饱和性 分子 相互作用力 3 影响因素 分子的极性越大 范德华力 结构和组成相似的物质 相对分子质量越大 范德华力 4 对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的 性质 如熔点 沸点 化学键主要影响物质的 性质 范德华力越大 物质的熔 沸点 越大 越大 物理 化学 越高 2 氢键及其对物质性质的影响 1 概念 由已经与 很大的原子 如n f o 形成共价键的 与另一个 很大的原子之间的作用力 2 表示方法 氢键通常用a h b 表示 其中a b为 中的一种 表示 表示形成的 电负性 氢原子 电负性 n o f 共价键 氢 键 3 特征 比化学键的键能小1 2个数量级 不属于化学键 但比范德华力 具有一定的 性和 性 4 类型 氢键 如水中 o h o 氢键 如 强 方向 饱和 分子间 分子内 5 氢键对物质性质的影响 当形成分子间氢键时 物质的熔 沸点将 当形成分子内氢键时 物质的熔 沸点将 氢键也影响物质的电离 等过程 6 氢键与水分子的性质 水结冰时 体积膨胀 密度 接近沸点时形成 缔合分子 水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式h2o计算出来的相对分子质量 升高 下降 溶解 减小 大 三 物质的溶解性 手性和无机含氧酸分子的酸性1 溶解性 1 相似相溶 规律 非极性溶质一般能溶于 溶剂 极性溶质一般能溶于 溶剂 2 影响物质溶解性的因素 外界因素 主要有 和 等 从分子结构的角度有 规律 如果溶质与溶剂之间能形成 则溶解度增大 且 作用力越大 溶解度越大 非极性 极性 温度 压强 相似相溶 氢键 氢键 溶质与水发生反应时可以增大其溶解度 如so2与h2o反应生成h2so3 nh3与h2o反应生成nh3 h2o等 相似相溶原理还适用于 的相似性 如ch3oh中的 oh与h2o中的 oh相近 甲醇能与水 而ch3ch2ch2ch2ch2oh中烃基较大 其中的 oh跟水分子中的 oh相似的因素小得多 因而戊醇在水中溶解度较小 分子结构 互溶 2 手性 1 手性异构体 具有完全相同的 的一对分子 如同左手与右手一样互为 却在三维空间里不能 互称手性异构体 组成和原子排列 镜像 重叠 2 手性分子 有 的分子叫做手性分子 如乳酸 分子 手性异构体 3 无机含氧酸分子的酸性 1 对于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 2 含氧酸的通式可写成 ho mron 若成酸元素r相同 则n值越大 酸性 越强 越强 1 辨析下列说法的正误 1 极性分子一定溶于极性溶剂 分析 并不是所有的极性分子都溶于极性溶剂 例如有些弱极性分子不易溶于极性溶剂 如一氯甲烷不溶于水 2 同一主族气态氢化物的熔 沸点随着相对分子质量的增大逐渐升高 分析 由于n o f的气态氢化物分子间存在氢键 导致同主族气态氢化物的熔 沸点出现异常 先减小再增大 即这三种元素的氢化物的沸点分别比同主族下一周期元素的氢化物高 3 化学键决定分子的稳定性 分子间作用力和氢键影响分子的一些物理性质 分析 在共价分子中共价键决定分子的稳定性 化学键越强 分子越稳定 分子间作用力和氢键影响分子的一些物理性质 如熔沸点 溶解度等 4 有机物分子中连接有4个不同的原子的碳原子才是手性碳原子 分析 手性碳原子为有机物分子中在一个碳原子上连接有4个不同的基团 基团不仅包括原子还有原子团 2 下列叙述中正确的是 a 离子化合物中不可能存在非极性键b 非极性分子中不可能既含极性键又含非极性键c 非极性分子中一定含有非极性键d 不同非金属元素原子间形成的化学键都是极性键 解析 选d 过氧化钠是离子化合物 其中含有中的非极性键 a错误 乙炔分子为非极性分子 含有极性键也含有非极性键 b错误 二氧化碳为非极性分子 只含有极性键而没有非极性键 c错误 因为不同非金属元素原子吸引电子能力不同 它们之间形成的共用电子对一定发生偏移形成极性键 d正确 3 2014 吕梁高二检测 下列关于范德华力的叙述中 正确的是 a 范德华力的实质也是一种电性作用 所以范德华力是一种特殊的化学键b 范德华力与化学键的强弱不同c 任何分子间都会产生范德华力d 范德华力非常微弱 故破坏范德华力不需要消耗能量 解析 选b 范德华力普遍存在于分子之间 但也必须满足一定的距离要求 若分子间距足够大分子之间也难以产生相互作用 4 根据物质的 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的溶解度大 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 解析 选c br2 i2是非极性分子 它们易溶于非极性溶剂 ccl4 而在极性溶剂 水中的溶解度较小 5 下列分子中 不含手性碳原子的是 解析 选b 如果一个碳原子连接四个不同的原子或原子团 这样的碳原子叫手性碳原子 b选项中的物质不含这样的碳原子 6 hcl分子中氢氯键 h cl 的键能大约是hcl分子间范德华力的多少倍 a 20b 2c 0 5d 0 05 解析 选a 氢氯键 h cl 的键能为431 8kj mol 1 hcl分子间范德华力为21 14kj mol 1 所以hcl分子中氢氯键 h cl 的键能大约是hcl分子间范德华力的20 43倍 故选a 一 分子极性的判断1 共价键的极性与分子的极性的关系可以总结如下 2 分子极性的判断方法 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 1 只含有非极性共价键的分子 都是非极性分子 如h2 o2 p4 c60等 2 以极性键结合形成的异核双原子分子 都是极性分子 即a b型分子 如hcl co等 3 以极性键结合而形成的多原子分子 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 3 判断abn型分子构型的规律 若中心原子a的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数 则为非极性分子 若不等则为极性分子 如下表所示 点拨 分子极性判断方法分子极性的判断依据是电荷中心是否重合 即向量和是否等于零 可以依据以下两点来快速判断 1 由键的极性确定 双原子分子直接由共价键的极性确定 2 由分子的结构决定 由极性共价键形成的多原子分子的极性由空间结构决定 对称的为非极性分子 不对称的为极性分子 微思考 1 极性分子中一定有极性键 非极性分子中一定只有非极性键 这句话正确吗 提示 不正确 极性分子中一定有极性键 非极性分子中不一定只有非极性键 例如ch4是非极性分子 只有极性键 2 含有非极性键的分子一定为非极性分子吗 提示 不一定 含有非极性键的分子不一定为非极性分子 如h2o2是含有非极性键的极性分子 典题训练 2014 汉中高二检测 下列各组分子中 都属于含极性键的非极性分子的是 a co2 h2sb c2h4 ch4c cl2 c2h2d nh3 hcl 解题指南 解答本题时要注意以下3点 1 共价键的极性的判断 2 分子极性的判断 3 分子的极性与化学键的极性的联系与区别 解析 选b h2s为极性分子 a错误 cl2为含非极性键的非极性分子 c错误 nh3 hcl为极性分子 d错误 方法规律 判断分子极性的方法和规律判断分子极性主要是把握住键的极性与分子构型的关系 任何一个分子必定存在一个正电荷中心和负电荷中心 如果分子中正电荷中心和负电荷中心重合 该分子就是非极性分子 如果分子中正电荷中心和负电荷中心不重合 该分子就是极性分子 分子中正负电荷中心相距越远 分子的极性就越大 一般有以下规律 1 以极性键结合成的双原子分子都是极性分子 如 hcl hf hbr 2 仅以非极性键结合成的分子都是非极性分子 如 o2 p4 c60等 3 以极性键结合的多原子分子 有的是极性分子 也有的是非极性分子 要看分子的立体构型 4 在多原子分子中 中心原子的价电子都用于形成共价键 而周围的原子是相同的原子 一般是非极性分子 如ch4 bcl3等 变式训练 下列物质中既有极性键 又有非极性键的非极性分子是 a 二氧化硫b 四氯化碳c 双氧水d 乙炔 解析 选d 分子中既含有极性键 又含有非极性键 则分子中必须含有同种元素原子间和不同元素原子间形成的键 a b选项中没有非极性键 c选项由于空间结构不对称为极性分子 加固训练 下列化合物中 化学键的类型和分子的极性 极性或非极性 都相同的是 a co2和so2b ch4和so2c bf3和nh3d hcl和hi 解析 选d a中co2是由极性键构成的非极性分子 为直线形结构 so2为v形结构 是由极性键构成的极性分子 b中ch4是由极性键构成的非极性分子 是正四面体结构 so2是极性分子 c中bf3是由极性键构成的非极性分子 是平面三角形结构 nh3是由极性键构成的极性分子 是三角锥形结构 d中hcl和hi都是由极性键构成的直线形结构 都为极性分子 二 范德华力 氢键和共价键的比较 警示 范德华力 氢键和化学键的比较应该注意以下几点 1 氢键属于分子间作用力 不属于化学键 2 氢键存在则必然存在范德华力 但是存在范德华力的不一定有氢键存在 3 分子间作用力 范德华力和氢键 影响物质的物理性质 而化学键决定分子的稳定性 4 分子间作用力存在于分子之间 而氢键只存在于电负性较大的n o f三种元素与氢元素之间 而化学键是存在于相邻原子或离子间的强烈相互作用 微思考 1 化学键和氢键 范德华力对物质的性质的影响是否相同 提示 不同 化学键影响物质的物理性质和化学性质 而氢键 范德华力只影响物质的物理性质 如熔 沸点 溶解性等 2 h2s h2se h2te的熔沸点逐渐升高 而h2o的熔 沸点却反常得高 当水结成冰时 体积会膨胀 你能解释其中的原因吗 提示 h2s h2se h2te的组成和结构相似 相对分子质量h2s h2se h2te 故熔 沸点h2s h2se h2te 由于h2o分子之间除了范德华力之外还存在氢键 氢键比范德华力强 使其熔 沸点反而升高 当水结成冰时 氢键数目增多 由于氢键具有方向性 使水分子之间的空隙增大 故当水结成冰时体积膨胀 典题训练 短周期的5种非金属元素 其中a b c的外围电子排布可表示为 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 下列分子 bc2 ba4 a2c2 be4 其中属于极性分子的是 填序号 2 c的氢化物比下一周期同主族元素的氢化物沸点要高 其原因是 3 b c两元素都能和a元素组成常见的溶剂 其分子式为 de4在前者中的溶解性 填 大于 或 小于 在后者中的溶解性 4 ba4 be4和de4的沸点从高到低的顺序为 填化学式 解题指南 解答本题时要注意以下3点 1 掌握常见分子的极性 2 比较氢化物的熔 沸点时注意氢键的影响 3 掌握相似相溶原理 解析 由s轨道最多可容纳2个电子可得 a 1 b c 2 即a为h b为c c为o 由d与b同主族 且为非金属元素得d为si 由e在c的下一周期且e为同周期中电负性最大的元素可知e为cl 1 分别为co2 ch4 h2o2 ccl4 其中h2o2为极性分子 其他为非极性分子 2 c的氢化物为h2o h2o分子间可形成氢键 是其沸点较高的重要原因 3 b a两元素组成苯 c a两元素组成水 两者都为常见的溶剂 sicl4为非极性分子 易溶于非极性溶剂苯中 4 ba4 be4 de4分别为ch4 ccl4 sicl4 三者结构相似 相对分子质量逐渐增大 分子间作用力逐渐增强 故它们的沸点顺序为sicl4 ccl4 ch4 答案 1 2 h2o分子间形成氢键 3 c6h6h2o大于 4 sicl4 ccl4 ch4 互动探究 1 题中 4 的三种物质稳定性由强到弱的顺序怎样 提示 由于电负性cl c si 所以稳定性ccl4 ch4 sih4 2 a c e三种元素可形成多种含氧酸 如aec aec2 aec3 aec4等 这四种酸的酸性由强到弱的顺序是什么 提示 这四种酸分别为hclo hclo2 hclo3 hclo4 含氧酸的通式可写为 ho mclon m 1 n 0 n值越大 酸性越强 故其酸性由强到弱的顺序为hclo4 hclo3 hclo2 hclo 变式训练 2014 西安高二检测 关于氢键 下列说法正确的是 a 每一个水分子内含有两个氢键b 冰 水和水蒸气都存在氢键c 水结成冰密度减小 与氢键有关d h2o是一种非常稳定的化合物 这是由于氢键所致 解析 选c 氢键存在于水分子之间而不存在于水分子之内 a错误 气态的水分子之间距离较大 不存在氢键 b错误 因为氢键具有方向性和饱和性 在冰中每个水分子被周围4个水分子包围 形成空间正四面体 导致体积膨胀 所以密度减小 c正确 水分子的稳定性由o h键键能决定 与水分子间作用力没有关系 d错误 加固训练 下列现象与化学键有关的是 a f2 cl2 br2 i2单质的熔点依次升高b h2o的沸点远高于h2s的沸点c h2o在高温下也难分解d 干冰汽化 解析 选c 在a项中 卤素单质分子间存在着分子间作用力 且相对分子质量越大 分子间作用力越强 单质的熔点也就越高 d项 在干冰中 co2分子间通过范德华力结合在一起 在汽化时需要克服范德华力 而co2分子内的化学键并没有断裂 b项中由于h2o分子间存在氢键 使分子间作用力增强 所以h2o的沸点要比h2s的高 只有c项中由于h o键键能很大 在较高温度时也难打开 所以h2o分子很稳定 与共价键有关 故正确答案为c 三 无机含氧酸分子的酸性强弱的比较方法1 对于同一元素的含氧酸来说 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 3 同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性比较 根据非金属性强弱比较 如hclo4 h2so4 4 根据羟基氧原子数目判断 5 根据电离度来判断 在无机含氧酸的水溶液中 电离度越大 则酸性越强 电离度越小 酸性越弱 如 h3po4 hclo 则酸性 h3po4 hclo 6 根据化学反应来判断 根据化学反应中强酸与弱酸盐反应生成强酸盐与弱酸来判断 如h2so4 na2so3 na2so4 h2o so2 酸性 h2so4 h2so3 h2o co2 ca clo 2 caco3 2hclo 酸性 h2co3 hclo 警示 1 酸性的大小与 oh的数目即m数值大小无关 如h3po4为中强酸 并非强酸 2 酸性的判断要多种方法综合运用 微思考 1 无机含氧酸在水中都能电离出氢离子和酸根离子 那么它们是由氢离子和酸根离子组成的吗 提示 不是 无机含氧酸是共价化合物 分子中不存在离子 电离出的氢离子实际上是和酸根中的一个氧原子以共价键相结合 例如 hno3和h2so4的结构式应是 2 含氧酸的通式可写成 ho mron 若r相同 m值越大酸性越强吗 提示 不一定 酸性的大小与 oh的数目 即m数值的大小无关 如h3po4为中强酸 并非强酸 同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性 根据非金属性强弱进行比较 也可根据元素周期表判断 或是根据化合价来判断 典题训练 2014 宿迁高二检测 下列物质的酸性强弱比较正确的是 a hbro4h2so3 解题指南 解答本题时要注意以下3点 1 同主族的最高价含氧酸酸性强弱比较 2 同周期的最高价含氧酸酸性强弱比较 3 根据羟基数目判断酸性强弱 解析 选d 同一主族从上到下非金属性依次减弱 最高价含氧酸的酸性依次减弱 a项错 同一周期从左到右非金属性依次增强 最高价含氧酸的酸性依次增强 所以b项错 同一元素不同价态的含