高二化学分子的性质1

第三节分子的性质,第1课时键的极性和分子的极性、范德华力、氢键及其对物质性质的影响,从微粒之间的相互作用来说，石墨是一种很特殊的物质。石墨具有层状结构。在每一层中，每个碳原子都通过sp2杂化形成三条sp2杂化轨道，每个碳原子都与另外三个碳原子成键。这样，碳原子间形成十分稳定的平面正六边形的平面结构。碳原子剩余的一条p轨道与侧面重叠，在六角形结构组成的平面上形成大键。这种稳定结构使得石墨熔点很高、耐热性极强；大键中的电子流动性大，使得石墨具有良好的导电性。,那么，石墨的层与层之间又是如何结合的？这种结合的特点是什么？它对石墨的性质又产生了哪些影响呢？,1了解化学键的极性和分子的极性的实质。2了解范德华力的实质及对物质性质的影响。3了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。,1键的极性,不同,发生偏移,不发生偏移,同种,2.分子的极性3键的极性与分子极性的关系(1)只含有的分子一定是 分子。(2)含极性键的分子，如果分子结构是的，则为分子，否则是 分子。,非极性键,非极性,空间对称,非极性,极性,ABm型分子极性的判断方法(1)化合价法：ABm型分子中，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，具体实例如下：,(2)根据所含键的类型及分子的空间构型判断,(3)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，此分子一般为极性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。,1下列叙述正确的是()ANH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心BCCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心CH2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央DCO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央,解析：NH3的N原子以sp3杂化，形成三角锥形结构，电荷分布不对称是极性分子。CCl4分子中CCl键为极性键，C原子采取sp3杂化，且无孤电子对，分子构型为正四面体形，C原子位于正四面体的中心。H2O分子中HO键为极性键，O采取sp3杂化，且有两对孤电子对，分子构型为V形，整个分子电荷分布不对称，为极性分子。CO2分子中C采取sp杂化，分子构型为直线形，分子为非极性分子，C原子位于2个O原子所连成的直线的中央。答案：C,1范德华力对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响一般说来，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：I2Br2Cl2F2，RnXeKrArNeHe。(2)对物质溶解性的影响如：在273 K、101 kPa时，氧气在水中的溶解度(0.049 cm3L1)比氮气在水中的溶解度(0.024 cm3L1)大，就是因为O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大所导致的。,(3)相似相溶原理极性分子易溶于极性溶剂中(如HCl易溶于水中)，非极性分子易溶于非极性溶剂中(如I2易溶于CCl4中，白磷溶于CS2中)。2判断物质的性质受何种作用力影响首先要弄清该性质是物理性质还是化学性质，然后找出其影响因素。同时也要能根据作用力的强弱分析物质性质的变化规律。如键能越大，键长越短；键能越强，化学性质越稳定；相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。,2下列各组物质气化或熔化时，所克服的粒子间的作用(力)属同种类型的是(双选)()A碘和干冰的升华 B二氧化硅和生石灰的熔化C氯化钠和铁的熔化 D苯和乙烷的蒸发解析：A项中碘和干冰都是分子构成的物质，升华时都是克服了分子间作用力；D项的情况与A项相似；C项中的氯化钠熔化时需克服离子键的作用，铁熔化时需克服金属键的作用；B项中二氧化硅熔化时需克服共价键的作用，而生石灰熔化时需克服离子键的作用。答案：AD,1概念氢键是由已经与 很强的原子(如N、F、O)形成共价键的与另一个分子中或同一分子中 很强的原子之间的作用力。2表示方法氢键通常用AHB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(1)氢键不属于化学键，是一种分子间作用力，约为 的十分之几，但比 强。(2)具有一定的 性和 性。4类型(1) 氢键，如水中：OHO；(2) 氢键，如,化学键,范德华力,方向,饱和,分子间,分子内,5氢键对物质性质的影响(1)当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将。(2)当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将。(3)氢键也影响物质的电离、等过程。6氢键与水分子的性质(1)水结冰时，体积 ，密度 。(2)接近沸点时形成“缔合”分子水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量 。,升高,下降,溶解,膨胀,减小,大,氢键对物质性质的影响(1)对物质熔沸点的影响某些氢化物分子存在氢键，如H2O、NH3，HF等，会使同族氢化物沸点反常，如H2OH2TeH2SeH2S。当氢键存在于分子内时，它对物质性质的影响与分子间氢键对物质性质产生的影响是不同的。邻羟基苯甲醛的氢键存在于分子内部，对羟基苯甲醛存在分子间氢键，因此对羟基苯甲醛的熔点、沸点分别比邻羟基苯甲醛的熔点、沸点高。,(2)对物质密度的影响氢键的存在，会使物质的密度出现反常，如液态水变为冰，密度会变小。(3)对物质溶解度的影响溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因。(4)氢键对物质结构的影响氢键的存在使一些物质具有一些特殊结构，如冰晶体的孔穴结构等。,3下列物质的性质与氢键无关的是()A冰的密度比液态水的密度小BNH3易液化CNH3分子比PH3分子稳定D相同条件下，H2O的沸点比H2S的沸点高,解析：冰中由于氢键的作用，使水分子的排列更加有序，水结成冰，体积会膨胀，故冰的密度比水的密度小；NH3分子间也存在氢键，增强了分子间作用力，使NH3易液化；H2O分子间有氢键，而H2S分子间无氢键，故H2O的沸点高；NH3比PH3稳定，原因是NH键的键能比PH键的键能大。答案：C,(2011温州高二质检)请指出表中分子的空间构型，判断其中哪些属于极性分子，哪些属于非极性分子。,思路指引：解答本题要注意以下两点：(1)根据中心原子的杂化类型，判断分子的空间构型。(2)结合分子空间构型判断分子的极性。由于O2、CO2、BF3、CCl4均为对称结构，所以它们均为非极性分子。HF、H2O、NH3空间结构不对称，均为极性分子。,答案：,1.根据键的极性和分子空间构型判断分子极性的方法(1)只含非极性键的双原子分子都是非极性分子，如H2、O2等。(2)以极性键结合而形成的异核双原子分子都是极性分子，即 AB型分子，如HCl、CO等均为极性分子。(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。,2共价键的极性与分子的极性的关系可总结如下,1下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是()AH2OBCl2CNH3 DCF4答案：D,下图中A、B、C、D四条曲线分别表示A、VA、A、A族元素的气态氢化物的沸点，其中表示A族元素气态氢化物沸点的是曲线_，表示A族元素气态氢化物沸点的是曲线_；同一族中第三、四、五周期元素的气态氢化物沸点依次升高，其原因是_。曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点，其原因是_。,H2O与H2O分子之间氢键，故沸点最高，故A为A族氢化物沸点曲线，A族的氢化物都为非极性分子，沸点较低，第二周期元素的氢化物间不存在氢键，故选D。由于同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物间不存在氢键，且结构相似，所以它们沸点与范德华力有关，而范德华力与相对分子质量有关，故随着相对分子质量的增大，沸点随之升高。曲线中第二周期元素的气态氢化物沸点显著高于第三周期元素气态氢化物，原因是第二周期元素氢化物分子间存在氢键。答案：A D 结构相似，相对分子质量增大，范德华力增大，沸点升高分子间存在氢键,在分子内部和分子间存在着不同的作用力，这些作用力对分子的物理性质和化学性质都有不同程度的影响。(1)共价键是原子间通过共用电子对形成的化学键，它存在于分子内部，影响物质的化学性质，如稳定性、活泼性等。(2)分子间作用力是分子间微弱的相互作用，又称范德华力。分子间作用力只影响物质的物理性质，如熔点、沸点、硬度等。,(3)氢键是一种介于化学键和分子间作用力之间的相互作用，它只存在于分子间或分子内活动性较强的非金属元素N、O、F和与之相邻的H之间。氢键的存在对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有很大影响，如H2O的沸点比H2S的高许多，NH3极易溶于水等。(4)由于稀有气体是单原子分子，因此在形成晶体时，只存在分子间作用力，而不存在共价键。,2下列现象与化学键有关的是()AF2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高BH2O的沸点远高于H2S的沸点CH2O在高温下也难分解D干冰气化答案：C,(2011南京高二质检)下列说法不正确的是()A分子间作用力是分子间相互作用力的总称B分子间氢键的形成对物质的溶解度有影响C范德华力与氢键可同时存在于分子之间D氢键是一种特殊的化学键，它广泛地存在于自然界中,分子间作用力是分子间相互作用力的总称，A正确；范德华力是分子与分子间的相互作用力，而氢键是分子间比范德华力稍强的作用力，它们可以同时存在于分子之间，C正确；分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解度等也有影响，B正确；氢键不是化学键，化学键是原子与原子间强烈的相互作用，D错误。答案：D,范德华力、氢键及共价键的比较,3二甘醇可用于溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HOCH2CH2OCH2CH2OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是()A符合通式CnH2nO3 B分子间能形成氢键C分子间不存在范德华力 D能溶于水，不溶于乙醇,解析：二甘醇的分子式为C4H10O3，它符合通式CnH2n2O3。二甘醇分子之间能形成OHO氢键，也存在范德华力。由“相似相溶”原理可知，二甘醇能溶于水和乙醇。故正确答案为B。答案：B,1下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是()ACO2、H2SBC2H4、CH4CCl2、C2H2 DNH3、HCl,答案：B,2实验测得BeCl2为共价化合物，两个BeCl键之间的夹角为180并有对称性，由此可判断BeCl2属于()A由极性键形成的极性分子B由极性键形成的非极性分子C由非极性键形成的极性分子D由非极性键形成的非极性分子解析：BeCl2由Be、Cl两种元素构成，故其中的键为极性键。BeCl键之间的夹角为180并有对称性，故其中电荷分布均匀，为非极性分子，B项正确。答案：B,3(2011高考浙江理综)下列说法不正确的是()A化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律B原子吸收光谱议可用于测定物质中的金属元素，红外光谱议可用于测定化合物的官能团C分子间作用力比化学键弱得多，但它对物质的熔点、沸点有较大的影响，而对溶解度无影响D酶催化反应具有高效、专一、条件温和等特点，化学模拟生物酶对绿色化学、环境保护及节能减排具有重要意义,解析：化学反应有新物质生成并且遵循质量守恒定律和能量守恒定律，光谱分析可以测定金属元素和官能团，酶的特性具有高效、专一等性质，因此A、B、D正确；分子间作用力对物质的熔点、沸点、溶解度都有影响，因此C项错误。答案：C,4下列物质的熔沸点高低顺序正确的是(双选)()AF2CCl4CBr4CI4CHFHClHBrHIDCH4SiH4GeH4SnH4,解析：共价化合物的熔沸点高低由分子间作用力大小决定，分子间作用力越大，熔沸点越高，反之越低，而相对分子质量和分子极性越大，分子间作用力就越大，物质熔沸点就越高。A中卤素单质随相对分子质量的增大，分子间作用力逐渐增大，熔沸点升高，A正确。B恰好相反，B错误。C中虽然四种物质的相对分子质量增大，但是由于HF分子中存在氢键，故HF的熔沸点是最高的，D正确。答案：AD,5如图是甲烷(CH4)和白磷(P4)分子的空间结构示意图，请把你认为是化学键的虚线改为实线(在图上改即可)，把碳原子涂成实心小圆点。甲烷分子是_(填“左”、“右”)图。从图中看出，每个甲烷分子中有_对共用电子，而白磷分子中形成_个共价键，键角为_。甲烷是由_键(填“极性”或“非极性”，下同)形成的_分子，白磷是由_键形成的_分子。,解析：物质的性质是分子结构的外在体现。甲烷分子是正四面体结构，这种分子的碳原子位于正四面体的中心，与它相同