《分子结构与物质的性质(第三课时)》课件

《分子结构与物质的性质（第三课时）》水是一种常见的溶剂思考物质在水中的溶解性与哪些因素有关？物质在水中的溶解性的影响因素活动1

探究蔗糖、硼酸、萘、I2分别在水和四氯化碳中的溶解性蔗糖和硼酸易溶于H2O，难溶于CCl4；萘和碘却易溶于CCl4，难溶于H2O。蔗糖硼酸I2萘蔗糖硼酸I2萘水CCl4物质在水中的溶解性的影响因素“相似相溶”规律（分子的极性）非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而极性溶质一般能溶于极性溶剂。极性分子蔗糖硼酸H2O萘碘CCl4非极性分子溶质溶剂活动2分析表中数据，解释溶解度变化规律名称甲醇乙醇1-丙醇1-丁醇1-戊醇溶解度/g∞∞∞0.110.030随分子中的碳原子数增加，饱和一元醇在水中的溶解度逐渐减小。某些物质在293K,100g水中的溶解度物质在水中的溶解性的影响因素C2H5OH中的—OH和H2O中的—OH相近，因而乙醇易溶于水。戊醇(CH3CH2CH2CH2CH2OH)中烃基较大，其中的—OH跟水分子中的—OH相似性差异较大，因此它在水中溶解度明显减小。“相似相溶”规律（分子的结构）分子的极性相似相溶

分子的结构“相似相溶”规律活动3分析下表，你能得到哪些规律，并加以解释气体的溶解度（气体的压强为1.01×105Pa，温度为293K，在100g水中的溶解度）物质在水中的溶解性的影响因素水是极性溶剂，根据“相似相溶”，非极性溶质在水中的溶解度不大。非极性分子气体的溶解度（气体的压强为1.01×105Pa，温度为293K，在100g水中的溶解度）物质在水中的溶解性的影响因素气体的溶解度（气体的压强为1.01×105Pa，温度为293K，在100g水中的溶解度）物质在水中的溶解性的影响因素异常数据：CO2、Cl2是非极性分子，但在水中具有较好的溶解度。气体的溶解度（气体的压强为1.01×105Pa，温度为293K，在100g水中的溶解度）物质在水中的溶解性的影响因素化学反应：如果溶质与水发生化学反应,可增大其溶解度。气体的溶解度（气体的压强为1.01×105Pa，温度为293K，在100g水中的溶解度）物质在水中的溶解性的影响因素SO2是极性分子，且SO2能与水反应气体的溶解度（气体的压强为1.01×105Pa，温度为293K，在100g水中的溶解度）物质在水中的溶解性的影响因素在该表中，氨气溶解度最高。气体的溶解度（气体的压强为1.01×105Pa，温度为293K，在100g水中的溶解度）物质在水中的溶解性的影响因素NH3是极性分子，NH3和H2O发生反应，

且NH3分子和H2O分子间能形成氢键1.分子的极性4.形成氢键3.发生化学反应2.分子结构的相似性物质在水中的溶解性的影响因素请利用物质的溶解性的影响因素解释实验现象资料想一想请利用物质的溶解性的影响因素解释实验现象想一想碘水溶液向碘水溶液中加入CCl4后资料请利用物质的溶解性的影响因素解释实验现象想一想请利用物质的溶解性的影响因素解释实验现象想一想I2+I-I3-认识手性分子活动1尝试着将这两个分子叠合，它们能叠合吗？两个分子互为镜像，但不能相互叠合，认识手性分子左手和右手互为镜像，但不能相互叠合，认识手性分子像这样具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体（或对映异构体）。有手性异构体的分子叫做手性分子认识手性分子活动2搭建CH2ClBr和CHFClBr的分子模型，并制作其镜像分子模型，并思考二者是否是同种分子？手性分子形成的条件CH2ClBr绕轴旋转能叠合手性分子形成的条件互为镜像关系的分子能叠合，是同种分子CHFClBr互为镜像关系的分子不能叠合，不是同种分子绕轴旋转不能叠合手性分子形成的条件同一个碳原子上连有四个不同的原子（基团）互为镜像的分子在三维空间里不能叠合互为手性异构体手性分子形成的条件2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，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手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成的药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。手性分子的应用2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，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手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成的药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。手性分子的应用2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，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手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成为药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。手性分子的应用探究1分子间作用力对物质性质的影响【问题探究】1.PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度较小;另一种为黄绿色,在水中的溶解度较大。(1)PtCl2(NH3)2是平面四边形结构还是四面体结构?提示

根据PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,即其有两种不同结构的同分异构体,故其结构应为平面四边形结构,若为四面体结构则无同分异构体。(2)淡黄色的PtCl2(NH3)2是极性分子还是非极性分子?其分子的空间结构是怎样的?提示

淡黄色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度较小,根据“相似相溶”应为非极性分子,其分子的空间结构为

。(3)黄绿色的PtCl2(NH3)2是极性分子还是非极性分子?其分子的空间结构是怎样的?提示

黄绿色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度较大,应为极性分子,其分子的空间结构为

。(1)工业上用水蒸气蒸馏法将A和B进行分离,首先被蒸出的成分是哪一种?为什么?提示

首先被蒸出的物质为A。因为A易形成分子内氢键,B易形成分子间氢键,B的沸点比A的高。(2)在第ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物中,NH3、H2O、HF三者的相对分子质量分别小于同主族其他元素的氢化物,为什么其沸点却比其他元素的氢化物高?提示

因为NH3、H2O、HF分子间分别能形成氢键,同主族其他元素的氢化物分子间不能形成氢键,所以NH3、H2O、HF的沸点高于同主族其他元素的氢化物。【深化拓展】范德华力、氢键、化学键的比较类型范德华力氢键共价键定义物质分子之间普遍存在的一种作用力已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用作用微粒分子H与N、O、F原子特征无方向性和饱和性有方向性和饱和性有方向性和饱和性强度共价键>氢键>范德华力类型范德华力氢键共价键影响强度的因素①随分子极性的增大而增大②分子组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大对于X—H…Y,X、Y的电负性越大,Y原子的半径越小,作用越强成键原子半径和共用电子对数目。键长越小,键能越大,共价键越稳定类型范德华力氢键共价键对物质性质的影响①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔、沸点升高,如CF4<CCl4<CBr4①分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大。如熔、沸点:H2O>H2S②分子内氢键降低物质的熔、沸点共价键键能越大,分子稳定性越强易错警示

(1)存在氢键的分子间也存在范德华力,但存在范德华力的分子间不一定存在氢键。(2)氢键与范德华力主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点等。化学键主要影响物质的化学性质。(3)氢键的键长一般指X—H…Y的长度,键能指X—H…Y中的氢键断裂所需要的能量。(4)氢键的键能比范德华力大一些,比化学键的键能小得多。【素能应用】典例1下列说法错误的是(

)A.卤化氢中,以HF沸点最高,是由于HF分子间可以形成氢键B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低C.H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水分子间形成的氢键键能大D.氨气极易溶于水与氨气分子和水分子之间可以形成氢键有关答案

C解析

因HF分子间可以形成氢键,所以沸点:HF>HI>HBr>HCl,A正确;邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛的氢键只存在于分子间,所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高,B正确;根据F原子半径小于O原子半径,可知(HF)n中氢键键长比水中氢键键长小、键能大,但由于一个HF分子只能与两个相邻的HF分子形成氢键,而一个H2O分子可与四个相邻的H2O分子形成氢键,故H2O的沸点比HF的沸点高,C错误;氨气在水中的溶解性与NH3分子和H2O分子之间形成氢键有关,D正确。变式设问

(1)分析HF水溶液中存在哪些氢键?试表示出来。提示

F—H…F

O—H…F

F—H…O

O—H…O(2)HF的沸点较高,与H—F的键能较大有关吗?提示

共价键键能决定化学性质,分子间作用力决定物理性质,HF分子间氢键使得沸点较高。规律总结

氢键对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响。①某些氢化物分子间可以形成氢键,如H2O、NH3、HF等,氢键会使这些氢化物沸点较高,如沸点H2O>H2Te>H2Se>H2S。②分子内氢键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。邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键,对羟基苯甲醛可以形成分子间氢键,因此对羟基苯甲醛的熔、沸点分别比邻羟基苯甲醛的熔、沸点高。(2)对物质密度的影响:氢键的存在,会使某些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:若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键,则溶解性好;若溶质分子不能与溶剂分子形成氢键,则在溶剂中的溶解度就相对较小。如NH3极易溶于水,甲醇、乙醇、乙酸等能与水以任意比混溶,就是因为它们与水形成了分子间氢键。(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使其体积膨胀。变式训练1-1下列物质的变化中,破坏的主要是范德华力的是(

)A.碘单质的升华B.NaCl溶于水C.将冰加热变为液态D.NH4Cl受热分解答案

A解析

碘升华只是状态发生了变化,破坏的是范德华力,没有破坏化学键;NaCl溶于水,会破坏离子键;冰由固态变为液态,破坏的主要是氢键;NH4Cl受热分解,破坏的是化学键(包括共价键和离子键)。变式训练1-2关于氢键的下列说法正确的是(

)A.每个水分子内含有两个氢键B.在水蒸气、水和冰中都含有氢键C.分子间形成氢键能使物质的熔点和沸点升高D.HF的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键答案

C解析

氢键不属于化学键,它主要影响物质的物理性质。水分子内只有共价键而无氢键,A项不正确;水蒸气分子间距离太大,不能形成氢键,B项不正确;HF稳定性很强与氢键无关,是因为H—F键能大。探究2手性分子与手性碳原子的判断【问题探究】下图是互为手性异构体的两种乳酸分子(1)两种乳酸分子在结构上的相同点和差异点是什么?提示

两种乳酸分子的组成和原子排列完全相同。但是在空间不能“重叠”,而是互为镜像。(2)分子中有几个手性碳原子?提示

1个。(3)有机化合物

具有手性,其与H2发生加成反应后,其产物还有手性吗?提示

原有机化合物中与—OH相连的碳原子为手性碳原子;与H2加成后,与该碳原子相连的CH2=CH—变为CH3—CH2—,此时该碳原子连有两个乙基,则不再具有手性。【深化拓展】判断手性分子或手性异构体的关键(1)判断手性异构体的关键是分子要有完全相同的组成和原子排列,互为镜像,在三维空间里不能重叠。注意使用左手与右手来模拟理解。(2)判断分子是否为手性分子就要判断分子中是否含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或原子团各不相同,那么该碳原子称为手性碳原子,用*C来表示,如