分子的性質(zhì) 課件 【知識精講+高效課堂 】高中化學(xué)人教版（2019）選擇性必修二

第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1課

時新課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)質(zhì)量目標(biāo)1.了解共價鍵極性。2.了解分子的極性及產(chǎn)生極性的原因。1.宏觀辨識與微觀探析：通過認(rèn)識極性鍵與非極性鍵、極性分子與非極性分子的區(qū)別，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的概念。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：鍵的極性與分子極性關(guān)系的判斷，建立能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象觀點(diǎn)的意識。學(xué)

習(xí)

目

標(biāo)新

課

導(dǎo)

入寫出HCl和Cl2的電子式和結(jié)構(gòu)式，查閱成鍵原子的電負(fù)性，分析共用電子對的偏移方向。復(fù)習(xí)回顧HClδ＋δ－ClCl3.03.02.13.01.鍵的極性極性共價鍵非極性共價鍵成鍵原子

電子對

成鍵原子的電性存在不同種元素的原子同種元素的原子發(fā)生偏移不發(fā)生偏移共價鍵化合物(如HCl、H2O等)和部分離子化合物(如NaOH等）非金屬單質(zhì)(如P4、O2等)和部分共價化合物(如H2O2中O-O等）一個原子呈正電性(δ＋)，一個原子呈負(fù)電性(δ－)電中性2.分子的極性分子極性分子非極性分子分子的正電中心和負(fù)電中心不重合，使分子的某一部分呈正電性，另一部分呈負(fù)電性，這樣的分子是極性分子。如HCl。分子的正電中心和負(fù)電中性重合，使分子沒有帶正電和帶負(fù)電的兩部分，這樣的分子是非極性分子。如P4、CO2等。根據(jù)圖2-18，思考和回答下列問題:

(1)以下雙原子分子中，哪些是極性分子，哪些是非極性分子?H2O2Cl2HCl(2)P4和C60是極性分子還是非極性分子?(3)以下化合物分子中，哪些是極性分子，哪些是非極性分子?CO2HCNH2ONH3BF3CH4CH3ClHCl是極性分子，H2

、O2、

Cl2是非極性分子

HCN、H2O、NH3、CH3Cl是極性分子，CO2、

BF3、CH4是非極性分子

P4和C60是非極性分子

分子極性的判斷方法小

結(jié)①若分子中共價鍵的極性的向量和等于0，則為非極性分子，如BF3、CH4等。1.向量法實(shí)例解釋對稱的3個F所帶負(fù)電的向量和位于分子中心，即與B重合，且負(fù)電量與B所帶正電量相等，分子不帶電，為非極性分子對稱的4個H所帶正電的向量和位于分子中心，即與C重合，且正電量與C所帶負(fù)電量相等，分子不帶電，為非極性分子②若分子中共價鍵的極性的向量和不等于0，則為極性分子，如H2O、NH3等。實(shí)例解釋2個H所帶正電的向量和位于2個H連線的中間，即正電中心與負(fù)電中心不重合，為極性分子3個H所帶正電的向量和位于3個H連線的正三角形的中心，即正電中心與負(fù)電中心不重合，為極性分子分子極性的判斷方法小

結(jié)1.向量法分子極性的判斷方法小

結(jié)2.鍵的極性與分子的極性關(guān)系非極性分子單質(zhì)雙原子分子化合物正負(fù)電荷中心重合結(jié)構(gòu)對稱正負(fù)電荷中心不重合多原子分子結(jié)構(gòu)不對稱極性分子分子的極性由分子中所含共價鍵的極性和分子的空間結(jié)構(gòu)兩方面共同決定類型實(shí)例鍵的極性立體異構(gòu)分子的極性X2H2、N2

XYHCl、NO

XY2(X2Y)CO2、CS2

SO2

H2O、H2S

XY3

BF3

NH3

XY4CH4、CCl4

非極性鍵直線形非極性分子極性鍵直線形極性分子極性鍵直線形非極性分子極性鍵V形極性分子極性鍵V形極性分子極性鍵平面三角形非極性分子極性鍵三角錐形極性分子極性鍵正四面體非極性分子學(xué)生活動O3是V形分子，其空間結(jié)構(gòu)不對稱，故O3為

分子。判斷：同種元素之間的共價鍵一定是非極性鍵。（

）O3中的共價鍵是極性鍵。H2O2分子不是直線形，兩個H原子猶如在半展開的書的兩面上，即結(jié)構(gòu)不對稱，為

分子。極性

極性

學(xué)生活動閱讀教材P53《資料卡片》，完成下列問題：×學(xué)生活動閱讀教材P53《科學(xué)

技術(shù)

社會》表面活性劑和細(xì)胞膜，了解下列問題：1、什么是表面活性劑？親水基團(tuán)？疏水基團(tuán)？肥皂和洗滌劑的去污原理是什么？2、什么是單分子膜？雙分子膜？舉例說明。3、為什么雙分子膜以頭向外而尾向內(nèi)的方式排列？一類有機(jī)分子一端有極性（親水基團(tuán)），另一端非極性（疏水基團(tuán)）表面活性劑分散在水表面形成一層疏水基團(tuán)朝空氣的單分子層。細(xì)胞和細(xì)胞膜是雙分子膜，由大量兩性分子組裝而成。由于細(xì)胞膜的兩側(cè)是水溶液，而兩性分子膜的頭基是極性基團(tuán)、尾基是非極性基團(tuán)3.鍵的極性對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的影響羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23羧酸是一大類含羧基(—COOH)的有機(jī)酸，羧基可電離出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小來衡量，pKa越小，酸性越強(qiáng)。1.為什么甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐漸減弱？

2.CF3COOH的酸性大于CCl3COOH，解釋原因。

烴基是推電子基團(tuán)，烴基越長推電子效應(yīng)越大，使羧基中的羥基的極性越小，羧酸的酸性越弱。所以，甲酸的酸性大于乙酸的，乙酸的酸性大于丙酸的……隨著烴基加長，酸性的差異越來越小。F的電負(fù)性大于Cl的電負(fù)性，F(xiàn)—C的極性大于Cl—C的極性，使F3C一的極性大于Cl3C一的極性，導(dǎo)致三氟乙酸的羧基中的羥基的極性更大，更易電離出氫離子。同理，三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的。3.鍵的極性對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的影響3.為什么醇羥基沒有酸性，而羧基有酸性？

羥基中H、O原子電負(fù)性差值較?。∣:3.5,H:2.1)，O—H鍵極性較小，難斷開；羧基中C=O中O原子吸引電子能力更強(qiáng)，電子對偏向于O原子，使得C—O電子對偏向于C原子，O—H電子對偏向于O原子，從而增加了O—H鍵的極性，O—H鍵更易斷開。（誘導(dǎo)效應(yīng)）思考：帶電的梳子吸引細(xì)的水流但若把水換成CCl4，則細(xì)流不偏轉(zhuǎn)。這說明什么？學(xué)生活動說明H2O分子與CCl4分子不同，H2O分子受靜電作用，CCl4分子不受靜電作用。這是由于H2O分子中正電荷的中心和負(fù)電荷的中心不重合，水是極性分子，而CCl4分子的正電荷中心和負(fù)電荷中心重合，CCl4是非極性分子。第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第2課

時

分子間的作用力與分子的手性新課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)質(zhì)量目標(biāo)1.了解范德華力的實(shí)質(zhì)及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。2.了解氫鍵的實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)、形成條件及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。3.了解影響物質(zhì)溶解性的因素及相似相溶規(guī)律。4.了解手性分子及在生命科學(xué)等方面的應(yīng)用。1.宏觀辨識與微觀探析：通過認(rèn)識極性鍵與非極性鍵、極性分子與非極性分子的區(qū)別，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的概念。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：鍵的極性與分子極性關(guān)系的判斷，建立能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象觀點(diǎn)的意識。學(xué)

習(xí)

目

標(biāo)我們知道：分子內(nèi)部原子間存在相互作用——化學(xué)鍵，形成或破壞化學(xué)鍵都伴隨著能量變化。物質(zhì)三相之間的轉(zhuǎn)化也伴隨著能量變化。這說明：新課導(dǎo)入固態(tài)水氣態(tài)水液態(tài)水分子間也存在著相互作用力。1.范德華力降溫加壓時氣體會液化，降溫時液體會凝固，這些事實(shí)表明，分子之間存在著相互作用力

范德華（vanderWaals）是最早研究分子間普遍存在作用力的科學(xué)家，因而把這類分子間作用力稱為范德華力范德華力的特征

①范德華力廣泛存在于分子之間，但只有分子間充分接近時才有分子間的相互

作用力

②范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級

③范德華力沒有飽和性和方向性

分子HIHBrHCl范德華(kJ·mol-1)26.0023.1121.14共價鍵鍵能(kJ·mol-1)298.7366431.8觀察表中數(shù)據(jù)，分析范德華力的特征：單質(zhì)相對分子質(zhì)量熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃F238﹣219.6﹣188.1Cl271﹣101﹣34.6Br2160﹣7.258.78I2254113.5184.4組成和結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。如熔、沸點(diǎn)：F2＜Cl2＜Br2＜I2。影響范德華力的因素相對分子質(zhì)量相同或相近時，分子的極性越大，范德華力越大。如CO為極性分子，N2為非極性分子，范德華力：CO>N2。分子相對分子質(zhì)量分子的極性范德華力(kJ·mol-1)CO28極性8.75N228非極性8.50影響范德華力的因素單質(zhì)相對分子質(zhì)量沸點(diǎn)/℃正戊烷7236.1異戊烷7228新戊烷7210在同分異構(gòu)體中，一般來說，支鏈數(shù)越多（或越大），熔、沸點(diǎn)就越低，如沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷。影響范德華力的因素科學(xué)

技術(shù)

社會夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬卻掉不下來，為什么？水的熔點(diǎn)(℃)水的沸點(diǎn)(℃)水在0℃時密度(g/ml)水在4℃時密度(g/ml)0.00100.000.99981.0000冰的密度比液體水?。可畛ＷR：冰浮在水面上不會下沉知

識

過

渡觀察表中數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)什么？已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另一個電負(fù)性很大的原子之間的作用力當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的X原子以共價鍵結(jié)合時，它們之間的共用電子對強(qiáng)烈地偏向X，使H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，這樣相對顯正電性的H與另一分子中相對顯負(fù)電性的X(或Y)中的孤對電子接近并產(chǎn)生相互作用，這種相互作用稱氫鍵。2.氫鍵：除范德華力之外的另一種分子間作用力氫鍵的本質(zhì)是靜電吸引作用，它比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級。是一種比范德華力強(qiáng)的分子間作用力。氫鍵的特征方向性(X－H…Y盡可能在同一條直線上)飽和性(一個X－H只能和一個Y原子結(jié)合)形成條件①要有與電負(fù)性很大的原子X以共價鍵結(jié)合的氫原子；②要有電負(fù)性很大且含有孤電子對的原子Y；③X與Y的原子半徑要小。綜上所述，能形成氫鍵的元素一般是F、O和N。表示方法①通常用“X—H···Y”表示氫鍵，其中“—”表示共價鍵，“···”表示形成的氫鍵。②氫鍵鍵長一般定義為X—H···Y的長度，而不是H···Y的長度氫鍵的形成條件和表示方法氫鍵的類型分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵生物大分子中的氫鍵1.對比對羥基苯甲醛、鄰羥基苯甲醛的結(jié)構(gòu)，分析對羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)高于鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)的原因。由于鄰羥基苯甲醛能形成分子內(nèi)氫鍵，而對羥基苯甲醛能形成分子間氫鍵，當(dāng)對羥基苯甲醛熔化時，需要較多的能量克服分子間氫鍵，所以對羥基苯甲醛的熔沸點(diǎn)高于鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)。氫鍵的影響：1.氫鍵對物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響2.觀察下圖，分析NH3、H2O、HF的沸點(diǎn)反常的原因。NH3、H2O、HF的沸點(diǎn)反常的原因：由于它們各自的分子間形成了氫鍵。氫鍵的影響：1.氫鍵對物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響解釋冰的密度比液態(tài)水的密度小的原因。

常溫下液態(tài)水中除了含有簡單H2O外，還含有通過氫鍵聯(lián)系在一起的締合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一個水分子的氧原子與另一個水分子的氫原子沿該氧原子的一個sp3雜化軌道的方向形成氫鍵，因此當(dāng)所有H2O全部締合——結(jié)冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氫鍵，成為晶體，因此在冰的結(jié)構(gòu)中形成許多空隙，體積膨脹，密度減小。氫鍵的影響：2.氫鍵對物質(zhì)密度的影響1.解釋接近水的沸點(diǎn)的水蒸氣的相對分子質(zhì)量測定值比按化學(xué)式H2O計算出來的相對分子質(zhì)量大一些的原因。接近水的沸點(diǎn)的水蒸氣中存在相當(dāng)量的水分子因氫鍵而相互締合形成所謂的締合分子。問

題

釋

疑2.解釋氨氣分子為什么極易溶于水原因。NH3與H2O間能形成氫鍵，且都是極性分子，所以NH3極易溶于水。氨氣，低級醇、醛、酮等分子都與水分子形成氫鍵，均可溶于水。3.鄰苯二甲酸的電離平衡常數(shù)Ka1（1.1x10-3）比對苯二甲酸的電離平衡常數(shù)Ka1（2.9x10-4）大鄰苯二甲酸存在分子內(nèi)氫鍵，鄰苯二甲酸的電離平衡常數(shù)Ka1比對苯二甲酸的電離平衡常數(shù)Ka1大問

題

釋

疑范德華力氫鍵共價鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種作用力已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價鍵的氫原子與另一個電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的靜電作用原子間通過共用電子對所形成的相互作用（分子內(nèi)）作用粒子分子H與N、O、F原子特征無方向性和飽和性有方向性和飽和性有方向性和飽和性強(qiáng)度共價鍵>氫鍵>范德華力小

結(jié)影響強(qiáng)度的因素①隨分子極性的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子構(gòu)成的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大對于X—H…Y，X、Y的電負(fù)性越大，Y原子的半徑越小，作用越強(qiáng)成鍵原子半徑和共用電子對數(shù)目。鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定對物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。如CF4<CCl4<CBr4①分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大。如熔、沸點(diǎn)：H2O>H2S②分子內(nèi)存在氫鍵時，降低物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)共價鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強(qiáng)小

結(jié)第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第3課

時

溶解性和分子的手性3.相似相溶乙醇、戊醇都是極性分子，為什么乙醇可以與水任意比例互溶，而戊醇的溶解度??？相似相溶還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。戊醇中的烴基較大，其中的—OH跟水分子的—OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明顯減小。影響物質(zhì)溶解性的因素1.非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。2.外界因素：主要有溫度、壓強(qiáng)等。

3.氫鍵：溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好

4.分子結(jié)構(gòu)的相似性：溶質(zhì)和溶劑的分子結(jié)構(gòu)相似程度越大，其溶解性越大。如乙醇與水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。

5.溶質(zhì)是否與水反應(yīng)：溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)，溶質(zhì)的溶解度會增大。如SO2與水反應(yīng)生成的H2SO3可溶于水，故SO2的溶解度增大。4.分子手性觀察下圖，圖中兩只相對的手能否重疊？圖中的兩個乳酸分子能否重疊？分子的手性手性異構(gòu)體具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體)。手性分子：具有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。手性原子的判斷具有手性的有機(jī)物，是因?yàn)槠浜惺中蕴荚釉斐傻摹Ｈ绻粋€碳原子所連接的四個原子或原子團(tuán)各不相同，那么該碳原子稱為手性碳原子。其中，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團(tuán)。手性碳原子手性分子的確定(1)觀察實(shí)物與其鏡像能否重合，如果不能重合，說明是手性分子。如圖：(2)觀察有機(jī)物分子中是否有手性碳原子，如果有一個手性碳原子，則該有機(jī)物分子就是手性分子，具有手性異構(gòu)體。含有兩個手性碳原子的有機(jī)物分子不一定是手性分子?；槭中苑肿拥奈镔|(zhì)是同一種物質(zhì)嗎？二者具有什么關(guān)系？不是同一種物質(zhì)，二者互為同分異構(gòu)體?；槭中苑肿拥奈镔|(zhì)化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，分析其原因。物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。互為手性分子的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)幾乎完全相同，所以其化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。手性同分異構(gòu)體(又稱對映異構(gòu)體、光學(xué)異構(gòu)體)的兩個分子互為鏡像關(guān)系，即分子形式的“左撇子和右撇子”。構(gòu)成生命體的有機(jī)物絕大多數(shù)為手性分子。兩個手性分子的性質(zhì)不同，且手性有機(jī)物中必定含手性碳原子。乳酸分子鏡科學(xué)史話：了解巴斯德實(shí)驗(yàn)室合成的有機(jī)物酒石酸鹽并制得手性機(jī)物酒石酸鹽過程。多美的晶體啊！手性分子在生命科學(xué)和生產(chǎn)手性藥物方面有廣泛的應(yīng)用。如圖所示的分子，是由一家德國制藥廠在1957年10月1日上市的高效鎮(zhèn)靜劑，中文藥名為“反應(yīng)停”，它能使失眠者美美地睡個好覺，能迅速止痛并能夠減輕孕婦的妊娠反應(yīng)。然而，不久就發(fā)現(xiàn)世界各地相繼出現(xiàn)了一些畸形兒，后被科學(xué)家證實(shí)，是孕婦服用了這種藥物導(dǎo)致的隨后的藥物化學(xué)研究證實(shí)，在這種藥物中，只有圖左邊的分子才有這種毒副作用，而右邊的分子卻沒有這種毒副作用。人類從這一藥物史上的悲劇中吸取教訓(xùn)，不久各國紛紛規(guī)定，今后凡生產(chǎn)手性藥物，必須把手性異構(gòu)體分離開，只出售能治病的那種手性異構(gòu)體的藥物?！胺磻?yīng)停”事件無機(jī)含氧酸分子的酸性1、含氧酸的通式一般可寫成

，其中R顯

價。2、含氧酸顯酸性，其實(shí)是在水分子的作用下

斷裂，產(chǎn)生

。3、根據(jù)HNO3的結(jié)構(gòu)式

，判斷其中有

個羥基，

個非羥基氧，結(jié)構(gòu)簡式可寫成

。(HO)mROn正O—HH+12(HO)

NO2知

識

拓

展N=OOHO1、判斷下列含氧酸中成酸元素的化合價并比較酸性H2SO3

H2SO4

、HNO2

HNO3

、HCIO

HCIO42、填表(n為非羥基氧的個數(shù))實(shí)例酸性弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸超強(qiáng)酸

n3、ⅣAⅤAⅥAⅦAH2CO3HNO3

H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4

HBrO4

非金屬性

，最高價含氧酸的酸性

。

0123減弱減弱增強(qiáng)增強(qiáng)

＜酸性非金屬性規(guī)律？＜＜

1