第三节 分子的性质(全部课时课件)

第三节分子的性质,2020/5/27,一、键的极性和分子的极性,（1）离子键、共价键？（2）极性键与非极性键？,复习回忆：,非极性键:,共用电子对无偏向（电荷分布均匀）,极性键,共用电子对有偏向（电荷分布不均匀）,1、极性键与非极性键,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。,1、键的极性的判断依据是什么？,共用电子对是否有偏向,思考与交流：,同种元素原子间形成的共价键是非极性键,不同种元素原子间形成的共价键是极性键,（3）何谓电负性？（4）分别以H2、HCl为例，探究电负性对共价键极性有何影响？,复习回忆：,练习与巩固,指出下列物质中化学键的类型F2HFNaOHN2Na2O2H2O2CH3COOH,练习与巩固,1含有非极性键的离子化合物是()A.NaOHB.Na2O2C.NaClD.NH4Cl2下列元素间形成的共价键中，极性最强的是()A.FFB.HFC.HClD.HO,B,B,2、极性分子与非极性分子,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,常见的极性分子和非极性分子,共用电子对,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，HCl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？,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,分析方法：物理模型法（从力的角度分析）,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=0,105o,F1,F2,F合0,O-H键是极性键，共用电子对偏O原子，由于分子是折线型构型，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,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,平面三角形，对称，键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子,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,思考与交流,常见分子的构型及分子的极性,双原子分子,H2、Cl2无无直线型非极性,HCl有无直线型极性,H2O有105V型极性,CO2有180直线型非极性,三原子分子,四原子分子,NH3有10718三角锥型极性,BF3有120平面三角形非极性,CH4有10928正四面体型非极性,五原子,H2、O2、N2、Cl2,非极性分子,重合,非极性键,极性键,不重合,极性分子,CO、HCl,极性键,极性键,重合,不重合,非极性分子,极性分子,CO2、CH4,HCN、H2O、NH3、CH3Cl,总结与归纳,非极性键,重合,非极性分子,P4、C60,同核多原子分子,分子的极性,分子的空间结构,键角,键的极性,3、键的极性与分子极性的关系,只含有非极性键的分子一定是非极性分子。极性键结合形成的双原子分子一定为极性分子。极性键结合形成的多原子分子，可能为非极性分子，也可能为极性分子。多原子分子的极性，应有键的极性和分子的空间构型共同来决定。,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，则为非极性分子，若不等则为极性分子。,练习,判断下列分子是极性分子还是非极性分子：,PCl3、CCl4、CS2、SO2,非极性分子,4、判断ABn型分子极性的经验规律,什么事实可证明H2O中确实存在极性？,实验,思考：,动画放映,自学:科学视野表面活性剂和细胞膜,1、什么是表面活性剂？亲水基团？疏水基团？肥皂和洗涤剂的去污原理是什么？,2、什么是单分子膜？双分子膜？举例说明。,3、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列?,思考：,二、范德华力及其对物质性质的影响,气体在加压或降温是为什么会变为液体、固体？,因为存在一种把分子聚集在一起的作用力而我们把这种作用力称为分子间作用力，又叫范德华力。,(1)范德华力与化学键的强度比较,范德华力很弱，约比化学键键能小1-2数量级,(2)范德华力与相对分子质量的关系,结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大,(3)范德华力与分子的极性的关系,相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大,Ar的相对分子质量比CO大，为什么其分子间作用力反而小？,(4)范德华力对物质熔沸点的影响,学与问,怎样解释单质从F2I2的熔、沸点越来越高？,组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，其分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。,对范德华力的理解,分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。分子间作用力只存在于由分子构成的物质中，离子化合物、金属单质等物质中不存在范德华力。分子间作用力范围很小，即分子充分接近时才有相互间的作用力。相对分子质量的大小、分子的极性对范德华力有显著影响。结构相似的分子，相对分子质量越大范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。,科学视野,壁虎与范德华力,化学键与范德华力区别：,相邻原子之间,作用力强烈,影响物质的化学性质和物理性质,分子之间,作用力微弱,影响物质的物理性质（熔、沸点及溶解度等）,思考与交流,从左幅图中得到什么信息？如何用分子间作用力力解释曲线形状？,结论：H2O、NH3、HF比同主族氢化物的沸点高。,猜想：H2O、NH3、HF分子间除了范德华力之外，是否还存在一种作用力？,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。,1、氢键的概念：,三、氢键及其对物质性质的影响,3、氢键的本质：,是一种静电作用，是除范德华力外的另一种分子间作用力，氢键的强度大小，介于化学键与范德华力之间，不属于化学键。但也有键长、键能（课本P49资料卡片）。,2、氢键的表示：,思考讨论,从H2O、NH3、HF的成键情况和中心原子价层电子等讨论形成氢键的条件,XHY,氢键,X、Y为电负性较强，有孤对电子的原子(N、O、F),4、氢键的形成条件：,分子欲形成氢键必须具备两个基本条件，其一是分子中必须有一个与电负性很强的元素形成强极性键的氢原子。其二是分子中必须有带孤电子对，电负性大，而且原子半径小的元素。（1）氢键具有方向性。它是指Y原子与XH形成氢键时，尽可能使氢键的方向与XH键轴在同一条直线上，这样可使X与Y的距离最远，两原子电子云间的斥力最小，因此形成的氢键愈强，体系愈稳定。（2）氢键具有饱和性。它是指每一个XH只能与一个Y原子形成氢键。这是因为氢原子的半径比X和Y的原子半径小很多，当XH与一个Y原子形成氢键XHY之后，如有另一个极性分子Y原子接近时，则这个原子受到X、Y强烈排斥，其排斥力比受正电荷的H的吸引力大，故这个H原子未能形成第二个氢键。,5、氢键的特点：,6、氢键的种类：,分子内氢键,分子间氢键,7、氢键对物质物理性质的影响：,氢键对物质熔沸点的影响分子间氢键使物质熔沸点升高分子内氢键使物质熔沸点降低,氢键对物质溶解性的影响极性溶剂里，溶质分子与溶剂分子间的氢键使溶质溶解度增大（如：氨极易溶于水）；而当溶质分子形成分子内氢键时使溶质在极性溶剂中溶解度减小。,用氢键的知识解释下列问题：（1）H2O的熔沸点为什么比硫化氢的高？（2)液态水分子式为何可写成(H2O)n?（3）为什么水和乙醇可以完全互溶？（4）为什么氨易液化？,交流研讨,水除了熔、沸点显著高于同族外，还有另一个反常现象，就是它在4时密度最大。这是因为在4以上时，分子的热运动是主要的，使水的体积膨胀，密度减小；在4以下时，分子间的热运动降低，形成氢键的倾向增加，形成分子间氢键越多，分子间的空隙越大。当水结成冰时，全部水分子都以氢键连接，形成空旷的结构。见图7-39,资料卡片,氢键对水和冰密度的影响。,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,1、下列分子中，不能形成氢键的是（）A.NH3B.HFC.C2H5OHD.CH42.固体冰中不存在的作用力是（）A.离子键B.极性键C.氢键D.范德华力3、假如水分子间没有氢键的结合，则水的沸点和熔点将（）A.增大B.降低C.不变D.无法判断,D,A,B,4、下列事实与氢键有关的是（）A.水加热到很高的温度都难以分解B.水结成冰体积膨胀，密度变小C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,B,5、下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是（）A.范德华力是决定由分子构成物质熔、沸点高低的唯一因素B.范德华力与物质的性质没有必然的联系C.范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素,D,6、（04广东）下列关于氢键的说法中正确的是()A、每个水分子内含有两个氢键B、在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键C、分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高D、HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键,C,蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；而萘和碘却易溶于四氯化碳，难溶于水。,现象：,“相似相溶”的规律：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。,水和甲醇相互溶解，氢键的存在增大了溶解性,四、溶解性,（1）内因：“相似相溶”原理“相似相溶”原理还是适用于分子结构的相似性，溶质与溶剂的分子结构越相似，其溶解度越大。（如低碳醇与水互溶，而高碳醇在水中的溶解度却很小）（2）外因：影响固体溶解度的主要因素是温度；影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。（3）其他因素：A、如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。如：NH3。B、溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如：SO2。,思考与交流,PtCl2（NH3）2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大，请回答下列问题：PtCl2（NH3）2是平面四边形结构，还是四面体结构请在以下空格内画出这两种固体分子的几何构型图，淡黄色固体：，黄绿色固体：。淡黄色固体物质是由分子组成，黄绿色固体物质是由分子组成（填“极性”或“非极性”）黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，原因是。,平面四边形,非极性,极性,五、手性,观察一下两组图片，有何特征？,左手和右手不能叠合,左右手互为镜像,具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间无论如何旋转不能重叠，这对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。中心原子称为手性原子。,1.手性异构体的特征：,分子组成和原子排列完全相同,三维空间里不能重叠,例如：乳酸分子CH3CH(OH)COOH有以下两种手性异构体：,最常见的手性分子是含手性碳原子的有机物分子，观察下列手性碳原子有什么共同特点？,判断一种有机物是否具有手性异构体，可以看其是否含有手性碳原子,B,2.手性碳原子的判断：,连有四个不同的原子或原子团的碳原子,当普通光通过一个偏振的透镜时，一部分光就被挡住了，只有振动方向与棱镜晶轴平行的光才能通过。这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光。简称偏振光。偏振光的振动面化学上习惯称为偏振面。当平面偏振光通过手性化合物溶液后，偏振面的方向就被旋转了一个角度。这种能使偏振面旋转的性能称为旋光性(opticalactivity)。手性化合物都具有旋光性。,在有机化学中,凡是手性分子都具有旋光性(有些手性分子旋光度很小);而非手性分子则没有旋光性.,资料卡片,B,C,（2）有机物X的结构简式为若使X通过化学变化，失去光学活性，可能发生的反应类型有_A酯化B水解C氧化D还原E消去F缩聚,ABCD,生活中的手性镜象,手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。如图所示的分子，是由一家德国制药厂在1957年10月1日上市的高效镇静剂，中文药名为“反应停”，它能使失眠者美美地睡个好觉，能迅速止痛并能够减轻孕妇的妊娠反应。然而，不久就发现世界各地相继出现了一些畸形儿，后被科学家证实，是孕妇服用了这种药物导致的，随后的药物化学研究证实，在这种药物中，只有图左边的分子才有这种毒副作用，而右边的分子却没有这种毒副作用。人类从这一药物史上的悲剧中吸取教训，不久各国纷纷规定，今后凡生产手性药物，必须把手性异构体分离开，只出售能治病的那种手性异构体的药物。,“反应停”事件,资料卡片,阅读：手性合成和手性催化,3.手性的应用：,科学史话,巴斯德与手性,例题：下列说法不正确的是A.互为手性异构体的分子组成相同，官能团不同B.手性异构体的性质不完全相同C.手性异构体是同分异构体的一种D.利用手性催化剂合成可得到或主要得到一种手性分子,A,比较下列含氧酸酸性的强弱?,六、无机含氧酸分子的酸性,（1）H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4,（3）HClOHClO2HClO3HClO4,（2）HClO4HBrO4HIO4,同周期的最高价含氧酸，自左至右，随中心原子原子序数增大，酸性增强。,同主族的最高价含氧酸，自上而下，随中心原子原子序数增大，酸性减弱。,同一元素不同价态的含氧酸，化合价越高，酸性越强。,含氧酸的通式可写成：(HO)mROnm：羟基氧的个数n：非羟基氧的个数例：HClO4即HOClO3m=1，n=3酸性的强弱取决于羟基氢的释放难易，而羟基氢的释放又取决于羟基氧的电子密度。若羟基氧的电子密度小,易释放氢,酸性强。,1、无机含氧酸酸性的定性判断：,H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4,羟基氧的电子密度取决于,中心原子R的电负性、半径,非羟基氧的数目,（1）若R的电负性大、半径小则羟基氧电子密度小，酸性强；（2）非羟基氧的数目多，可使羟基氧上的电子密度小，酸性强。例如：,R电负性1.902.192.583.16,半径,非羟基氧0123,酸性,含氧酸的酸性取决于中心原子的电负性、原子半径和非羟基氧原子的数目。,中心原子的电负性越