2024-2025学年新教材高中化学第2章微粒间相互作用与物质性质第2节共价键与分子的空间结构第3课时分子的空间结构与分子性质课件鲁科版选择性必修2

第2节共价键与分子的空间结构第3课时分子的空间结构与分子性质素养目标学习要点1.通过手性分子的定义,会判断不对称碳原子,形成证据推理与模型认知的化学核心素养。2.通过理解共价键的极性、分子的空间结构与分子极性的关系,学会判断简单分子极性的方法,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。五个定义:对称分子、手性分子、不对称碳原子、极性分子、非极性分子一个原理:相似相溶原理知识点一分子的对称性基础落实•必备知识全过关知识点一分子的对称性一、对称分子CH3CH3(乙烷)、H2O、NH3三种分子的空间结构如图所示:1.若将三种分子分别绕C1轴、C2轴、C3轴旋转一定角度后可与原分子重合,C1、C2、C3分别为相应分子的

。

2.甲烷分子中碳原子和其中两个氢原子所构成的平面为甲烷分子的

。

3.依据

的旋转或借助

的反映能够

的分子称为对称分子,分子所具有的这种性质称为

。

4.分子的许多性质如

、

等都与分子的对称性有关。对称轴对称面对称轴对称面复原对称性极性旋光性二、手性分子1.手性一些分子本身和它们在镜中的像,就如同人的左手和右手,相似但不能

,因而称这类分子表现出手性。

2.手性分子具有

的分子。一个手性分子和它的镜像分子构成一对对映异构体。从对称性的角度看,手性分子是一类对称性比较低的分子,如它们不具有

。

3.不对称碳原子通过单键连接其他原子,所连接的四个原子或基团均

的碳原子。

重叠手性对称面不相同名师点拨以甲烷分子为例,以通过碳原子和氢原子的连线为轴旋转120°或240°时,分子完全恢复原状,我们称这条连线为对称轴。深度思考(1)如何判断对称面?(2)如何判断一个分子为手性分子?提示

以甲烷分子为例,通过碳原子和其中两个氢原子所构成的平面,分子被分割成相同的两部分,我们称这个平面为对称面。提示

由于大多数的手性分子都含有不对称碳原子,因此有机化学中常用有无不对称碳原子推测分子是否为手性分子,进而判断分子有无旋光性,这是一个简单实用但并不全面的判断标准。正误判断(1)CH4分子是面对称。(

)(2)CH3—CH3分子是轴对称。(

)(3)分子的对称性对物质的化学性质有一定影响。(

)(4)手性分子中不对称碳原子的杂化方式为sp2。(

)提示

不对称碳原子通过单键连接四个原子或基团,则不对称碳原子的价电子对数为4,应为sp3杂化。√√√×重难突破•能力素养全提升探究角度

手性分子的判断例题

下列说法不正确的是(

)A.互为对映异构体的分子互为镜像B.利用手性催化剂可主要得到一种手性分子C.对映异构体分子组成相同D.对映异构体性质相同D解析

在手性合成中,与催化剂手性匹配的分子在反应过程中会与手性催化剂形成一种最稳定的过渡态,从而只诱导生成一种手性分子,故B正确;互为对映异构体的两种分子具有相反的旋光性。[对点训练]维生素C的结构简式是,它能防治坏血病,该分子中的不对称碳原子数为(

)A.1 B.2 C.3 D.4B解析

该分子中属于不对称碳原子的是左边第二号、三号碳原子,它们均连接四个不同原子或基团。知识点二分子的极性基础落实•必备知识全过关知识点二分子的极性一、极性分子与非极性分子1.极性分子分子内存在正、负两极的分子,通常称为

。

2.非极性分子分子内不存在正、负两极的分子,称为

。

极性分子非极性分子二、分子极性的判断对于一个分子来说,可以设想它的全部正电荷集中于一点,这一点叫作

重心;同样,可以设想它的全部负电荷集中于一点,这一点叫作

重心。正、负电荷重心所带电荷相同但电性相反。在极性分子中,正、负电荷重心

,因此分子内存在正、负两极,在非极性分子中,正、负电荷重心

,因此分子内不存在正、负两极。

1.双原子分子的极性对双原子分子来说,键的极性与分子的极性是一致的:化学键

极性,分子就

极性;反之,化学键

极性,分子也

极性。

正电荷负电荷不重合重合有有无无2.多原子分子的极性多原子分子的极性除了与键的

有关外,还与分子的

有关:极性空间结构3.分子的极性对物质性质的影响(1)沸点:在

的情况下,极性分子构成的物质比非极性分子构成的物质沸点

,如沸点:N2

CO。

(2)溶解性:极性分子易溶于

溶剂(如水),非极性分子易溶于

溶剂(如四氯化碳),这就是“相似相溶”原理中的一种类型。

是经验规律。有例外,如CO、NO等为极性分子,但难溶于水名师点拨极性分子中一定含有极性键,可能含有非极性键。非极性分子结构对称时,可能含有极性键,而不含有非极性键。相对分子质量相同高<极性非极性深度思考NH3、CH4、H2O、CO2四种分子中正、负电荷重心重合的是哪些?正、负电荷重心不重合的是哪些?提示

NH3、CH4、H2O、CO2四种分子中正负电荷重心重合的是CH4和CO2,正负电荷重心不重合的是NH3、H2O。正误判断(1)以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子。(

)(2)以极性键结合的分子一定是极性分子。(

)提示

以极性键结合的分子也可以是非极性分子,如CH4。(3)非极性分子只能是双原子单质分子。(

)提示

CH4、CO2都是非极性分子,并非双原子单质分子。(4)极性分子中不可能含有非极性键。(

)提示

H2O2是含有非极性键的极性分子。√×××重难突破•能力素养全提升探究角度

分子的极性判断例题

下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的是(

)A.SiH4和H2S B.CS2和HFC.NH3和H2O D.HClO和BF3C解析

极性键一般存在于不同元素原子之间;极性分子是分子的正、负电荷重心不重合的分子。SiH4是正四面体形的非极性分子,H2S、H2O、HClO都是呈角形的极性分子,CS2是呈直线形的非极性分子,HF、HCN是直线形极性分子,NH3是呈三角锥形的极性分子,BF3是呈平面三角形的非极性分子。图解要点

[对点训练]在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中:(1)以非极性键结合的非极性分子是

;

(2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是

;

(3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是

;

(4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是

;

(5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是

;(6)以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是

。

N2CS2CH4NH3NH3、H2O、CH4BF3解析

HF是含有极性键的双原子分子,为极性分子;H2O中氧原子采取sp3杂化,氧原子与氢原子形成极性键,为极性分子;NH3中氮原子采取sp3杂化,与氢原子形成极性键,为三角锥形的极性分子;CS2与CO2相似,是由极性键形成的直线形非极性分子;CH4中碳原子采取sp3杂化,与氢原子形成极性键,为正四面体形的非极性分子;N2是由非极性键结合的非极性分子;BF3中硼原子采取sp2杂化,与F形成极性键,为非极性分子。名师点拨

判断ABn型分子极性的经验规律(1)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。(2)若中心原子有孤电子对,则为极性分子;若无孤电子对,则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子,H2S、SO2、NH3为极性分子。学以致用·随堂检测全达标1234题组1分子的对称性1.下列物质的分子不具有对称性的是(

)A.CH3CH3 B.CH3CH(Cl)BrC.C2H2

D.C2H4B解析

当一个碳原子所连接的四个原子或基团都不相同时,这个碳原子为不对称碳原子,具有不对称碳原子的分子既没有对称轴,也没有对称面,是不对称分子,没有对称性。B项中物质分子的结构可表示为

,没有对称性。12342.下列有机物分子中属于手性分子的是(

)①乳酸[CH3CH(OH)COOH]A.①

B.①②

C.①②③

D.①②③④

C1234可知①②③中存在不对称碳原子(用“*”标记的),而④中不存在不对称碳原子。1234题组2分子极性的判断和应用3.下列叙述不正确的是(

)A.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越强,热稳定性也越强B.含极性键的分子不一定是极性分子C.判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键D.(乙炔)C2H2属于非极性分子C1234解析

卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,表示元素的电负性越强,共价键的极性越强,热稳定性也越强,A正确;含极性键的分子不一定是极性分子,例如CH4,B正确;判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子的对称性,只含有极性键的对称性分子为非极性分子,C错误;C2H2属于直线形分子,左右对称,为非极性分子,D正确。12344.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如