鲁科版高中化学选择性必修2第2章第2节第3课时分子的空间结构与分子性质基础课课件

第3课时分子的空间结构与分子性质(基础课)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素养目标1．知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。2．结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。旧知回顾1．极性键和非极性键——按共用电子是否偏移分类类型形成元素共用电子是否偏移原子电性非极性键同种元素两原子电负性相同，共用电子对不偏移两原子都不显电性极性键不同种元素共用电子偏向电负性较大的原子电负性较大的原子带部分负电荷，电负性较小的原子带部分正电荷旧知回顾2．CH4是正四面体形，BF3是平面三角形，CO2是直线形，这些分子对称程度较高；NH3是三角锥形，H2O是角形，这些分子的对称程度较低。3．卤素单质不易溶于水，易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂。必备知识自主预习一、分子中的原子排布与对称性1．对称分子(1)概念依据______的旋转或借助______的反映能够复原的分子。(2)性质具有____性。(3)与分子性质的关系分子的许多性质如____、旋光性等都与分子的对称性有关。对称轴对称面对称极性想一想

(1)什么是对称轴？举例说明。提示：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。(2)什么是对称面？举例说明。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。2．手性分子旋光性在光通过某些化合物时，光波振动的方向会________________，这种性质称为旋光性手性具有旋光性的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手性分子具有____的分子叫作手性分子旋转一定的角度重叠手性不对称碳原子对于仅通过____连接其他原子的碳原子，当其所连接的四个原子或基团均______时，这个碳原子称为不对称碳原子应用①手性分子缩合制蛋白质和核酸；②分析药物有效成分、异构体的生物活性和毒副作用；③药物的不对称合成单键不相同判一判

(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)所有的分子都有一定的对称性。 (

)(2)对称分子都具有旋光性。 (

)(3)对称分子一定与物质化学性质有关。 (

)×××二、分子中的电荷分布与极性1．分子极性的实验探究实验操作在酸式滴定管中加入四氯化碳，打开活塞让四氯化碳缓缓流下，将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流再向另一酸式滴定管中加入蒸馏水，打开活塞让蒸馏水缓缓流下，并将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近液流现象四氯化碳液流方向____水流方向________不变发生改变结论四氯化碳液流与橡胶棒之间__电性作用水流与橡胶棒之间__电性作用解释四氯化碳分子中无正极和负极之分水分子中存在正、负两极无有2．极性分子和非极性分子类别极性分子非极性分子概念分子内存在__________的分子分子内不存在____________的分子双原子分子分子内含____键分子内含______键多原子分子分子内含____键，分子空间结构______分子内只含______键或分子空间结构对称正、负两极正、负两极

极性非极性极性不对称非极性3．分子极性的判断(1)(2)4．分子的极性与分子的性质(1)影响熔、沸点在相对分子质量相同的情况下，极性分子构成的物质比非极性分子构成的物质具有____的沸点。(2)影响溶解度极性分子易溶于__性溶剂，非极性分子易溶于____性溶剂。更高极

非极想一想

NH3、CH4、H2O、CO2四种分子正、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。关键能力情境探究[情境探究]手性分子的判断及应用1．有人说“手性分子和镜像分子完全相同，能重合”，对吗？二者什么关系？提示：不对。手性分子化学中结构上镜像对称而又不能完全重合的分子。一个手性分子和它的镜像分子互为对映异构体。2．构成不对称碳原子的条件是什么？提示：与碳原子连接的四个原子或基团均不相同。[归纳总结]1．对映异构体与手性分子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，却在三维空间里不能重叠，互为对映异构体。有对映异构体的分子叫作手性分子。2．手性分子的成因当四个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是不对称碳原子。例如，CHBrClF是一个简单的手性分子，如图1所示的两个分子互为镜像。又如，丙氨酸分子(不对称碳原子上连接—H、—CH3、—NH2、—COOH)的手性如图2所示。3．手性分子的应用生产手性药物必须把对映异构体分离开，因为对映异构体药物分子中往往是一种能治病、没有毒副作用，而另一种却有毒副作用。按照获得2001年诺贝尔化学奖的三位科学家的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的对映异构体，这种独特的合成方法称为手性合成。手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成。手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。[能力达成]1．下列物质中，具有旋光性的是(

)A．甲烷(CH4)B．乙酸(CH3COOH)C．乙醇(C2H6O)D．乳酸(CH3CHOHCOOH)√D

[甲烷分子中C原子连接4个相同的H原子，故甲烷中没有不对称碳原子，A错误；乙酸分子中没有不对称碳原子，B错误；乙醇分子中，没有不对称碳原子，C错误；CH3CHOHCOOH中2号碳原子上分别连有甲基、羟基、氢原子、羧基四种基团，属于不对称碳原子，具有旋光性，D正确。]2．(双选)关于丙氨酸的说法正确的是(

)A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同R．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性C．Ⅰ和Ⅱ互为同分异构体D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同√√CD

[Ⅰ与Ⅱ互为对映异构体，具有相同的官能团，故A错误；Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，均为极性分子，分子极性相同，故B错误；二者分子式相同、结构不同，Ⅰ和Ⅱ互为同分异构体，故C正确；Ⅰ和Ⅱ中化学键、官能团均相同，化学键的种类与数目完全相同，故D正确。]3．莽草酸的结构简式如图所示，其分子中不对称碳原子的个数为(

)A．1 B．2C．3 D．4√[情境探究]分别在两个水槽中盛水和CCl4，再分别滴入一滴苯和水，然后用条形磁铁接近液面，并缓慢移动，水滴跟着移动，而苯滴不移动。判断分子极性的方法1．产生上述实验现象的原因是什么？提示：苯分子的空间结构对称，因此电荷分布均匀，为非极性分子；水分子的空间结构不对称，因此电荷分布不均匀，为极性分子。2．极性分子中一定含有极性键，一定不含非极性键吗？提示：极性分子中一定含有极性键，也可能存在非极性键。[归纳总结]1．根据分子的对称性判断分子极性分子结构对称，正电荷重心和负电荷重心重合，则为非极性分子，正、负电荷重心不重合，则为极性分子。2．根据键的极性判断分子极性3．判断ABn型分子极性的经验规律(1)化合价法：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，否则为极性分子。(2)孤电子对法：若中心原子有孤电子对则为极性分子，否则为非极性分子。如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、H2O、SO2等为极性分子。4．常见分子极性与非极性的判断分子类型键的极性分子对称性分子极性代表物双原子分子A2非极性键直线形(对称)非极性H2、O2、Cl2、N2等AB极性键直线形(不对称)极性HF、HCl、CO、NO等分子类型键的极性分子对称性分子极性代表物三原子分子A2B(或AB2)极性键直线形(对称)非极性CO2、CS2等(键角180°)极性键角形(不对称)极性H2O(键角104.5°)、SO2(键角119.5°)等分子类型键的极性分子对称性分子极性代表物四原子分子AB3极性键平面三角形(对称)非极性BF3、BCl3等极性键三角锥形(不对称)极性NH3(键角107.3°)等分子类型键的极性分子对称性分子极性代表物五原子分子AB4极性键正四面体形(对称)非极性CH4、CCl4(键角109°28′)等ABnC4－n(n<4且为整数)极性键四面体形(不对称)极性CHCl3、CH2Cl2等[能力达成]1．已知BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，则BeCl2属于(

)A．由极性键构成的极性分子B．由极性键构成的非极性分子C．由非极性键构成的极性分子D．由非极性键构成的非极性分子√B

[BeCl2中Be—Cl键是不同元素形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl键间的夹角为180°，说明分子是对称的，正电荷重心与负电荷重心重合，BeCl2属于非极性分子，故BeCl2是由极性键构成的非极性分子，B项正确。]2．“相似相溶”原理：一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。以下事实不能用“相似相溶”原理解释的是(

)A．HCl易溶于水

B．I2易溶于CCl4C．Cl2可溶于水

D．NH3难溶于苯C

[Cl2为非极性分子，H2O为极性分子，Cl2可溶于水不能用“相似相溶”原理解释。]√3．(双选)已知以下信息：①臭氧分子的结构为角形(如图)②臭氧分子中正电荷和负电荷重心不重合③臭氧在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度请根据上述信息判断下列说法正确的是(

)A．臭氧分子为极性分子

B．臭氧分子为非极性分子C．臭氧分子的极性很大

D．臭氧分子的极性很微弱√√AD

[由于分子中正电荷和负电荷重心不重合，说明臭氧分子为极性分子；由于四氯化碳为非极性分子、水为极性分子，根据分子的溶解性规律，臭氧在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，说明臭氧分子的极性微弱。][教材链接][教材观察·思考]双氧水是一种医用消毒杀菌剂。已知H2O2分子的结构如图所示，H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答：(1)写出H2O2的电子式，分析H2O2分子中共价键的种类有哪些？(2)H2O2分子中正电荷、负电荷重心是否重合？H2O2属于极性分子还是非极性分子？(3)极性分子和非极性分子有何区别？[答案]

(1)H2O2的电子式为

，分子中H—O键为极性共价键，O—O键为非极性共价键。(2)不重合。H2O2属于极性分子。(3)看分子的空间结构是否对称，若对称则为非极性分子，反之则为极性分子。学习效果随堂评估1．下图中两分子的关系是(

)A．互为同分异构体

B．是同一种物质C．是手性分子 D．互为同系物243题号15√B

[本题很容易看成镜面对称结构而选择手性分子，但根据手性分子的判断方法根本找不到不对称碳原子，所以不是手性分子；分子相同，结构相同，是同一种物质。]243题号15√√243题号15243题号15243题号153．用一带静电的有机玻璃棒分别靠近A、B两种纯液体流，现象如图所示，下列关于A、B两种液体分子的极性判断正确的是(

)A．A是极性分子，B是非极性分子B．A是非极性分子，B是极性分子C．A、B都是极性分子D．A、B都是非极性分子√B

[有机玻璃棒带电，靠近纯液体流后，B液体流发生偏移，说明B的分子有极性，故A是非极性分子，B是极性分子。]243题号154．(双选)A、B、C、D均为18电子分子。A为双原子分子且为浅黄绿色气体；B