高中化学选修三第二章_第三节

1、第三节第三节 分子的性质分子的性质 第二课时第二课时选修三选修三 物质结构和性质物质结构和性质第二章第二章2011年3月一、范德华力及其对物质的影响一、范德华力及其对物质的影响1.范德华力分子与分子之间的存在的作用力，也叫分子分子与分子之间的存在的作用力，也叫分子间作用力。（或范德瓦尔斯力）间作用力。（或范德瓦尔斯力）（1 1）存在于分子与分子之间）存在于分子与分子之间, ,且分子必须充分接近，且分子必须充分接近，作用范围只有几作用范围只有几pm pm ，是一种近程力，所以在固体或液，是一种近程力，所以在固体或液体物质中明显存在；体物质中明显存在；（2 2）作用的实质：电性引力）作用的实质：电

2、性引力范德华：荷兰物理学家范德华：荷兰物理学家（3 3）不属于化学键，比化学键弱得多，比化学键少）不属于化学键，比化学键弱得多，比化学键少1 12 2个数量级个数量级; ; ( (一般为一般为1010n10 kJ/moln10 kJ/mol，而化学键一般在，而化学键一般在100100800 800 kJ/mol)kJ/mol)HClHCl分子中，分子中， H HClCl 键能为键能为 431kJ/mol431kJ/mol HClHCl分子间，分子间， 分子间的作用力为分子间的作用力为 21kJ/mol 21kJ/mol 。（4 4）无饱和性和方向性）无饱和性和方向性2.2.对对某些物质某些物质

3、的物理性质影响的物理性质影响（1 1）对物质熔沸点的影响）对物质熔沸点的影响（2 2）对物质溶解度的影响）对物质溶解度的影响分子间作用力越大，熔沸点越高分子间作用力越大，熔沸点越高溶质分子与溶剂分子间的作用力越大，则溶质分子与溶剂分子间的作用力越大，则溶质的溶解度越大溶质的溶解度越大3.3.对物质熔沸点的影响规律对物质熔沸点的影响规律卤素单质熔沸点与相对分子质量的关系卤素单质熔沸点与相对分子质量的关系四卤化碳熔沸点与相对分子质量的关系四卤化碳熔沸点与相对分子质量的关系（1 1）对于组成和结构相似的一类物质，相对分子）对于组成和结构相似的一类物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质熔沸点越高；

4、质量越大，范德华力越大，物质熔沸点越高；如：卤族元素单质、卤族元素的碳化物、烷烃同系物等（2 2）相对分子质量接近的物质，分子极性越大，）相对分子质量接近的物质，分子极性越大，范德华力越强，物质熔沸点越高。范德华力越强，物质熔沸点越高。如：CO 和N2 （3 3）分子组成相同，结构不同的物质，支链）分子组成相同，结构不同的物质，支链越多，分子间作用力越小，熔沸点越低；越多，分子间作用力越小，熔沸点越低；正戊烷异戊烷新戊烷解释：同分异构体的极化率相同，偶极矩越大，范德华力越大，熔沸点越高H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4非金

5、属氢化物的沸点非金属氢化物的沸点二、氢 键1.定义：分子中原子半径小、电负性强的原分子中原子半径小、电负性强的原子（子（N N、O O、F F）与）与“和这些原子结合的氢原子和这些原子结合的氢原子”之间产生的作用力。之间产生的作用力。氢氢键的表示方法：键的表示方法：X X H H Y Y化学键化学键氢氢键键强烈强烈微弱微弱、两原、两原子可以相同子可以相同氢键长氢键长实质：电性引力实质：电性引力不属于化学键，属范德华力；比范德华力不属于化学键，属范德华力；比范德华力稍强，但远弱于化学键；稍强，但远弱于化学键；(41.84kJ/mol以下）只有分子充分接近时，氢键作用才明显，只有分子充分接近时，氢

6、键作用才明显，如固体和液体中；而气体中往往忽略如固体和液体中；而气体中往往忽略具有饱和性和方向性具有饱和性和方向性饱和性：一个XH只能和一个Y原子结合；方向性：XHY尽可能在一条直线上2.2.氢键的形成条件氢键的形成条件（1 1）分子中含有半径小、电负性大、带孤电子）分子中含有半径小、电负性大、带孤电子对的非金属原子（对的非金属原子（N N、O O、F)F)。（2 2）分子中必须有一个与）分子中必须有一个与N N（O O或或F F）直接相连）直接相连的的H H原子原子 。3.3.氢键的分类氢键的分类（1 1）分子间氢键）分子间氢键不同分子间的氢键不同分子间的氢键（2 2）分子内氢键）分子内氢键

7、分子内氢键形成条件：a.形成平面的环；b.形成的环中无任何扭曲；c.以五元环和六圆环稳定24.4.氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响（1 1）分子间氢键使物质的熔点升高；分子）分子间氢键使物质的熔点升高；分子内氢键使物质的熔点降低；内氢键使物质的熔点降低；硫酸、磷酸难挥发，而硝酸易挥发，主要是由于分子内氢键的缘故。（2 2）与溶剂分子形成氢键，使溶解度增大。）与溶剂分子形成氢键，使溶解度增大。氨气、乙醇、乙酸等易溶于水。（3 3）对物质酸性的影响）对物质酸性的影响HF酸聚合，使酸性减弱。问题解决：问题解决：. .氨气极易溶与水氨气极易溶与水. .氟化氢的熔点高于氯化氢氟化氢的熔点高于氯化

8、氢3.3.水的密度比冰的密度大水的密度比冰的密度大4.4.为什么为什么水和乙醇可形成恒沸混合物水和乙醇可形成恒沸混合物？水分子三态与氢键的关系水分子三态与氢键的关系三、溶解性影响物质溶解度的因素影响物质溶解度的因素? ?如何影响？如何影响？固体固体温度温度气体气体温度、压强温度、压强Ca(OH)Ca(OH)2 2特殊特殊其它因素?实验实验1：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，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极性溶质一般能溶于极性溶剂. （分子极性相似）（分子极性相似）1.1.相似相溶原理（一）相似相溶原理（一）实验2：甲醇、乙醇、甲酸、乙酸等易溶于水甲醇、乙醇、甲酸、乙

9、酸等易溶于水2.相似相溶原理（二）溶质与溶剂的分子溶质与溶剂的分子结构结构相似相似，使溶解度增大，使溶解度增大；亲水基：羟基，氨基，羰基亲水基：羟基，氨基，羰基, ,羧基羧基（形成氢键）；（形成氢键）；疏水基：各种脂肪烃基、芳香烃基。疏水基：各种脂肪烃基、芳香烃基。但CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH溶解度很小？4.4.溶质与溶剂发生化学反应，使溶溶质与溶剂发生化学反应，使溶解度增大解度增大碘在碘在KIKI溶液中溶解度增大溶液中溶解度增大 I2 + I- = I3-3.3.溶质分子与溶剂分子间存在氢键，溶质分子与溶剂分子间存在氢键，使溶解度增大使溶解度增大如：乙醇、乙酸、氨气等易溶于水如

10、：乙醇、乙酸、氨气等易溶于水C3四、手性和手性分子四、手性和手性分子左、右手互为镜像左、右手互为镜像 左、右手不能重叠左、右手不能重叠1.手性：呈镜像对称，但在三维空呈镜像对称，但在三维空间里不能重叠的特性间里不能重叠的特性2. 2. 手性异构体手性异构体具有完全相同的组成和原子排列的一对分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。三维空间里不能重叠，互称手性异构体。又称对映异构体、光学异构体又称对映异构体、光学异构体3.3.手性分子手性分子有手性异构体的分子叫手性分子。有手性异构体的分子叫手

11、性分子。当碳原子结合的四个原子或原子团各不当碳原子结合的四个原子或原子团各不相同时，该碳原子是手性碳原子。相同时，该碳原子是手性碳原子。4. 4. 手性碳原子手性碳原子C = C C = C C = OC = OC CC C一定不一定不是手性是手性碳原子碳原子（1 1）判断分子是否具有手性的充要条）判断分子是否具有手性的充要条件：镜像和实体不能重合件：镜像和实体不能重合5.5.手性分子的判断手性分子的判断（2 2） 凡具有对称面、对称中心的分凡具有对称面、对称中心的分子，都是非手性分子。子，都是非手性分子。不是手性分子不是手性分子如果只有一个手性碳原子，则该分子一定如果只有一个手性碳原子，则该

12、分子一定是手性分子；是手性分子；如果含有两个或多个手性碳如果含有两个或多个手性碳原子，则该分子不一定是手性分子。原子，则该分子不一定是手性分子。（3 3）观察分子中是否有手性碳原子）观察分子中是否有手性碳原子C C H H F F Cl Cl 6.6.手性分子的应用手性分子的应用（1 1）药物生产）药物生产“反应停”事件手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。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如图所示的分子，是由一家德国制药厂在19571957年年1010月月1 1日日上市的高效镇静剂，中文药名为上市的高效镇静剂，中文药名为“反应停

13、反应停”，它能使失眠，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，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，从这一药物史上的悲

14、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。能治病的那种手性异构体的药物。 “反应停反应停”事件事件（2 2）手性催化剂）手性催化剂B1. 下列化合物中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是( )A. CCl2F2 B. CH3CHCOOHC. CH3CH2OH D. CH3OH B五、无机含氧酸的酸性1.1.知识回顾知识回顾（1）同一周期，最高价态的含氧酸的）同一周期，最高价态的含氧酸的 酸性自左至右增强。酸性自左至右增强。如：如：H3PO4 H2SO4 HNO2 HClO4 HClO含氧酸的分子式通式：含氧酸的分子式通式：（H O )m R On酸性的强弱与m无关，而主要决定于n值的大小。即：含氧酸分子中，非羟基氧的数目越多，酸性越强。n n值越大，酸性越强值越大，酸性越强结论：结论：同一元素不同价态的含氧酸，其酸同一元素不同价态的含氧酸，其酸 性依化合价的升高而增强；性依化合价的升高而增强； HClO4 HClO3 HClO2 HClO谢谢