判断极性分子(向量).ppt

1、第 2 章 化學鍵結,2-1 化學鍵的種類,一 、離子鍵、共價鍵與金屬鍵 化學鍵種類：, 1. 實驗式又稱為簡式，僅表示出種及其最簡整比。 上述原子間作用屬強化學鍵，還有種弱化學鍵-氫鍵、凡得瓦。 子鍵或共價鍵：氫鍵：凡得瓦的能100：10：1（僅供考）,一 、離子鍵、共價鍵與金屬鍵 各種晶體之組成粒子及性質比較：,範例 - 1 下列各物質具有何種化學鍵？ (甲) CH3OH (乙) H2O (丙) NH4Cl (丁) P4 (戊) HNO3 (己)金剛石 (庚) C60 (辛) SiO2 (壬) CH3CH2COONa,解答：(甲)共價鍵 (乙)共價鍵 (丙)離子鍵與共價鍵 (丁)共價鍵 (

2、戊)共價鍵 (己)共價 (庚)共價鍵 (辛)共價鍵 (壬)離子鍵與共價鍵,範例 - 2 甲、乙、丙、丁四元素之原子序分別為15、16、18、20，則下列的敘述何者正確？ (A)四元素中，丙最不易與其它元素化合 (B)甲與丁可以共價鍵形成穩定化合物 (C)乙與丁以離子鍵結合，其化合物熔點高 (D)常溫常壓下，甲物質以金屬鍵形成晶體 (E)丁物質固態及熔融態不能導電，但水溶液可導電,解答： (A)(C),類題 - 2 設有元素 W、X、Y 和 Z， 其原子序各為14、17、18 和19， 則下列敘述何者正確？ (A) Y 與 Z 原子作用會形成離子鍵 (B) X 與 Z 原子作用會形成離子鍵 (C

3、) X 與 X 原子作用會形成共價鍵之分子 (D) W 原子間共價鍵結成為固體 (E) W 與 X 原子作用形成離子鍵,解答： (B)(C)(D),二 、共價鍵的極性與電偶極 分子的極性與化學鍵一樣，都能影響許多物質的物理與化學性質，如互溶性、熔沸點或反應性等。 (一) 極化現象 部分正負電荷分離的現象。 例如以一帶電體接近一金屬導體之後，引起的靜電感應，即為一種極化現象。而一組正電荷與負電荷的配對稱為電偶極。,極化現象,一組電偶極的電荷分布與極化程度， 可用由正電荷指向負電荷的向量來表示。,(一)共價鍵依有無極性可區分為 1. 極性共價鍵 ： 不同的原子 形成共價鍵時，由於電負度的差異， 電

4、子雲的分布將傾向電負度大的一方 ， 而引起極化現象，形成電偶極而具有極性。 例：HCl、CO,因電負度 ClH，電子雲分布較傾向Cl 原子， 形成一組Cl 有些許負電荷，H 有些許正電荷的 電偶極。以向量表示時，則由H 指向Cl。 2. 非極性共價鍵：相同原子形成共價鍵時， 由於電負度相等， 電子雲在兩原子間均勻分布， 無極化現象而不具極性。 例： HH、O=O、NN。,三 、分子極性與形狀 分子的極性需以分子整體的電荷分布描述。 當分子內無極性鍵或有極性鍵，但分子結構對稱， 使各個極性鍵的電偶極向量和為零時，整個分子內，電荷的正電荷中心與負電荷中心重疊，無極化現象，為非極性分子。 反之，有極

5、性鍵，且向量和不為零，則為極性分子。,四 、極性分子的特性 (一) 在電場中，因靜電力作用而呈特定排列， 如圖2-1-6。 (二) 同性互溶 極性大的溶質與極性大的溶劑，互溶性通常較好。 例：丙酮與水。 (三) 沸點較高 同分異構物中，極性大的分子，分子間作用力較大，故沸點通常較高。,例：沸點： 順-二丁烯反-二丁烯。 註：溶解、熔沸點的影響因素 甚多，極性僅為其中一種，判斷時慎用。,考資 一、極性共價鍵的具有永久電偶極，大小稱為電偶極矩 () 二、電偶極矩 () 分子內原子間移轉的部分電荷 ()鍵長 (r) 以德拜 (Debye，簡稱D) 為單位，以庫 (C) 為單位。,將一單位正電荷與一單

6、位負電荷相距1，規定其偶極矩為4.8D。4.8D = 1.61019(C) 1010(m)， 1D = 3.331030(Cm),五、分子極性大小判斷 (一) 極性分子非極性分子 1. COCO2 2. NH3BF3 (二) 分子形狀相同時 鍵結原子的電負度差愈大，則分子極性愈大。 分子極性大小：HFHClHBrHI 、 H2OH2SH2SeH2Te,(三) 同分異構物中，可由結構差異判斷向量和大小： 例：二甲苯之異構物 (a)鄰二甲苯(極性較大) (b)間二甲苯(極性較小) (c)對二甲苯(非極性) 圖2-1-7 例： 2-丁烯 (a)順-2-丁烯(極性) (b)反-2-丁烯(非極性) 圖2

7、-1-8,範例 - 3 下列何者為非極性分子？ (A) HCl (B) OCO (C) (D),解答： (B),範例 - 4 比較下列分子極性之大小。 (A) HBeH (B) (C) 順-1，2-二氯乙烯 反-1，2-二氯乙烯,解答： (A) H2SBeH2 (B) PH3BF3 (C) 順-1，2-二氯乙烯反-1，2-二氯乙烯,【解析】 由鍵偶極向量和可知，極性大小 極性分子非極性分子。,類題 - 4 試判斷下列二氯苯異構物之極性大小。 下列問題，建議配合 2-2 價鍵理論，在學習完分子的立體形狀判斷後，再做練習。,解答：鄰位間位對位,範例 - 5 下列分子或離子中何者具有極性？ (1)

8、PCl3 (2) NH3 (3) C2H2 (4) O3 (5) SO2 (6) SO3 (7) CO2 (8) NO2 (9) NO3 (10) CO32 (11) SO32 (12) SO42,解答：極性：1、2、4、5、8、11,範例 - 6 下列分子或離子中何者具有極性？ (A) HClCCHCl（順式） (B) H2O2 (C) N2F2（反式） (D) N2H4 (E) C2O42,解答：(A)(B)(D),【解析】 (B)由於OO 之間為單鍵可旋轉，兩OH 鍵向量和不為零 (C)NN 間為雙鍵，整個分子共平面，故向量和為零 (D)NN 間為單鍵可旋轉，向量和不為零 (E)四個CO

9、鍵有共振，鍵級皆相同；雖CC 鍵為單鍵可旋轉，但C 為sp2 混成，使得同一個C 上的兩個CO 鍵偶極向量和將指向另一個C 原子，而使得整個分子向量和為零,類題 - 6 下列何項兩者均為極性分子？ (A) O3、H2O2 (B) CH2Cl2、順-1,2-二氯乙烯 (C) PH3、CH4 (D) CCl4、HCl (E) OF2、HF,解答：(A)(B)(E),單元練習,單一選擇題 * 共 4 題,第 1 題,甲烷分子是以碳原子為中心的正四面體結構， 而不是平面四方形，可由下列何項事實證明？ (A) CH4 是非極性分子 (B) CH4 中的四個共價鍵的鍵角和鍵長都相等 (C) CH2Cl2

10、不存在同分異構物 (D) CHCl3 不存在同分異構物,【解析】 (A)CH4 不論為正四面體或平面四方形，皆為非極性分子 (B)CH4 的鍵角和鍵長皆與結構無關， (C)CH2Cl2 若為平面分子，則將存在兩種同分異構物； 為四面體形時，則不存在異構物 (D)CHCl3不論為正四面體或平面四方形，皆不存在異構物1,解答： C,下列分子極性大小比較，何者錯誤？ (A) H2SBeF2 (B) NH3SO3 (C) CO2CO (D)順-1,2-二氯乙烯 反-1,2-二氯乙烯,【解析】 (A)H2S(極性)BeF2(非極性) (B)NH3(極性)SO3(非極性) (C)CO2(非極性)CO(極性

11、) (D)順1,2二氯乙烯(極性) 反1,2二氯乙烯(非極性),第 2 題,解答： C,解答： C,【解析】 (A)CCl4（非極性） (B)CO2（非極性） (D)CS2（非極性）,第 3 題,下列哪一組全是極性分子？ (A) HCl，CCl4，NH3 (B) CO2，H2O，CHCl3 (C) NH3，CHCl3，HCl (D) H2O，CS2，CHCl3,第 4 題,下列何組分子，其鍵均具電偶極， 但均為非極性分子？ (A)NF3，BF3 (B)BeF2，H2S (C)CO2，SO3 (D)SiCl4，SF4 (E)P4，PCl5,【解析】 (A)NF3 極性分子 (B)H2S 極性分子 (D)SF4 極性分子 (E)P4 的鍵無電偶極,解答： C,單元練習,多重選擇題 * 共 3 題,下列何種分子不具永久電偶極？ (A) 1，1-二氯乙烯 (B)二硫化碳 (C)對二氯苯 (D)苯胺 (E)二氯甲烷,第 1 題,解答： BC,【解析】,第 2 題,下列分子或離子，何者含有極性共價鍵， 但其偶極矩