新教材適用2023-2024學(xué)年高中化學(xué)專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)第1單元分子的空間結(jié)構(gòu)第2課時分子的極性與手性分子課件蘇教版選擇性必修2

第2課時分子的極性與手性分子專題4第一單元內(nèi)容索引010203自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)合作探究釋疑解惑課堂小結(jié)課標(biāo)定位、素養(yǎng)闡釋1.知道分子可以分為極性分子和非極性分子,能依據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu)和鍵的極性判斷分子的極性,能根據(jù)分子的極性預(yù)測其溶解性。2.能描述手性分子的結(jié)構(gòu)特征和性質(zhì)特點,認(rèn)識手性分子在藥物研究中的重要作用。自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)一、分子的極性1.極性分子與非極性分子。2.分子極性的判斷方法。分子的極性是由分子中所含共價鍵的極性與分子的空間結(jié)構(gòu)兩方面共同決定的。判斷分子極性時,可根據(jù)以下原則進(jìn)行:(1)雙原子分子。①以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子是

非極性

分子,如O2、H2。②以極性鍵結(jié)合的雙原子分子都是

極性

分子,如HCl、HF、HBr。(2)多原子分子。以極性鍵結(jié)合的多原子分子,分子是否有極性取決于分子的空間結(jié)構(gòu),若配位原子對稱地分布在中心原子周圍,使整個分子的正、負(fù)電荷重心重合,則是非極性分子;否則,是極性分子。3.分子的極性對物質(zhì)溶解性的影響——“相似相溶規(guī)則”。非極性分子構(gòu)成的物質(zhì)一般易溶于

非極性

溶劑,極性分子構(gòu)成的物質(zhì)一般易溶于

極性

溶劑?！咀灾魉伎?】

含有非極性鍵的分子一定是非極性分子嗎?由極性鍵形成的雙原子分子一定是極性分子嗎?提示：含有非極性鍵的分子不一定是非極性分子,如H2O2;由極性鍵形成的雙原子分子一定是極性分子,如HCl。二、手性分子1.觀察比較下圖所示兩種分子的結(jié)構(gòu)。

具有完全相同的

組成

和

原子排列方式

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

,互稱為手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體的分子稱為

手性分子

。2.手性碳原子的判斷。連接

四個不同的原子或基團(tuán)

的碳原子稱為手性碳原子。如,R1、R2、R3、R4互不相同,含有手性碳原子,該有機(jī)物分子具有手性。3.手性分子的物理性質(zhì)。一對手性異構(gòu)體的物理性質(zhì)(沸點、熔點、密度等)基本相同,但它們的旋光性和生理作用往往不同。4.手性分子的重要用途。人們把含有手性分子的藥物稱為手性藥物。一種藥物分子必須包含適宜的官能團(tuán),這些官能團(tuán)還必須以具有生物活性的構(gòu)型排列。因此,在藥物的合成過程中,“左”旋和“右”旋的藥物手性異構(gòu)體往往會被同時制造出來。目前所用的很多藥物都具有手性,它們主要通過與體內(nèi)的酶、核苷酸等大分子作用,抑制(或激發(fā))該大分子的生理活性,達(dá)到治療疾病的目的。由于手性分子對生命及生理活動有其特殊的活性,化學(xué)工作者期望可以找到對癌癥和一些目前的疑難雜癥有治療作用的手性藥物等?！咀灾魉伎?】

互為手性分子的物質(zhì)是同一種物質(zhì)嗎?二者具有什么關(guān)系?提示：不是同一種物質(zhì),二者互為同分異構(gòu)體?！咀灾魉伎?】

互為手性分子的物質(zhì)性質(zhì)相同嗎?分析其原因。提示：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)相似,但由于結(jié)構(gòu)上的差異,其旋光性和生理作用會有差異?！拘Ч詼y】

1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子。(

)(2)非極性分子中,一定含有非極性共價鍵。(

)(3)手性分子之間,因分子式相同,故其性質(zhì)相同。(

)×××2.在HF、H2S、NH3、CO2、CCl4、N2、C60、SO2中:(1)以非極性鍵結(jié)合的非極性分子是

;

(2)以極性鍵相結(jié)合,具有直線形結(jié)構(gòu)的非極性分子是

;

(3)以極性鍵相結(jié)合,具有正四面體形結(jié)構(gòu)的非極性分子是

;

(4)以極性鍵相結(jié)合,具有三角錐形結(jié)構(gòu)的極性分子是

;

(5)以極性鍵相結(jié)合,具有V形結(jié)構(gòu)的極性分子是

;

(6)以極性鍵相結(jié)合,而且分子極性最大的是

。

答案：(1)N2、C60

(2)CO2

(3)CCl4

(4)NH3(5)H2S、SO2

(6)HF解析：HF是含有極性鍵、直線形的極性分子(極性最大,因F的電負(fù)性最大);H2S和SO2都是含有極性鍵、V形結(jié)構(gòu)的極性分子;NH3是含有極性鍵、三角錐形結(jié)構(gòu)的極性分子;CO2是含有極性鍵、直線形的非極性分子;CCl4是含有極性鍵、正四面體形的非極性分子;N2、C60都是由非極性鍵結(jié)合的非極性分子。合作探究釋疑解惑探究任務(wù)1鍵的極性和分子的極性【問題引領(lǐng)】

用一帶靜電的玻璃棒靠近A、B兩種純液體流,現(xiàn)象如圖所示。1.根據(jù)實驗現(xiàn)象分析A、B兩種分子是極性分子還是非極性分子。提示：A為非極性分子,B為極性分子。2.說明你作出上述判斷的理由。提示：帶靜電的玻璃棒靠近A,液體不偏轉(zhuǎn),說明A液體不受玻璃棒所帶電荷的影響,分子為非極性分子;帶靜電的玻璃棒靠近B,液體發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明B液體與玻璃棒之間有電性作用,由此推知B中存在帶正電性的部分和帶負(fù)電性的部分,分子為極性分子?！練w納提升】

1.判斷分子極性的一般思路。

2.判斷ABn型分子極性的方法。(1)化合價法:ABn型分子中,中心原子的化合價的絕對值等于該原子的價電子數(shù)時,該分子為非極性分子,此時分子的空間結(jié)構(gòu)對稱;若中心原子的化合價的絕對值不等于其價電子數(shù),則分子的空間結(jié)構(gòu)不對稱,該分子為極性分子。具體實例如下:分子BF3CO2SO3(g)H2ONH3SO2中心原子的化合價的絕對值346234中心原子的價電子數(shù)346656分子的極性非極性分子非極性分子非極性分子極性分子極性分子極性分子(2)根據(jù)鍵的極性、分子的空間結(jié)構(gòu)判斷:類型實例鍵的極性分子的空間結(jié)構(gòu)分子的極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形極性分子XY2(或X2Y)CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵V形極性分子H2O、H2S極性鍵V形極性分子XY3BF3極性鍵平面三角形非極性分子NH3極性鍵三角錐型極性分子XY4CH4、CCl4極性鍵正四面體型非極性分子【典型例題】

【例題1】

(雙選)下列敘述正確的是(

)。A.NH3是極性分子,分子中氮原子處在3個氫原子所組成的三角形的中心B.CCl4是非極性分子,分子中碳原子位于正四面體形結(jié)構(gòu)的中心C.H2O是極性分子,分子中氧原子不處在2個氫原子所連成的直線的中央D.CO2是非極性分子,分子中碳原子不處在2個氧原子所連成的直線的中央答案：BC解析：NH3是三角錐形的分子,A項錯誤;CCl4是以碳原子為中心的正四面體形結(jié)構(gòu)的分子,B項正確;CO2是碳原子在2個氧原子中間的直線形分子,D項錯誤;H2O是氧原子在兩個氫原子中間的V形分子,C項正確。易錯警示

對鍵的極性和分子極性的認(rèn)識誤區(qū)(1)極性分子中一定有極性鍵,非極性分子中不一定含有非極性鍵。如CH4是非極性分子,只有極性鍵。(2)含有非極性鍵的分子不一定為非極性分子,如H2O2是含有非極性鍵的極性分子?！咀兪接?xùn)練1】

下列化合物中,化學(xué)鍵的極性和分子的極性皆相同的是(

)。A.CO2和SO2B.CH4和H2OC.BF3和NH3D.HCl和HI答案：D解析：A項中,CO2為極性鍵構(gòu)成的非極性分子,SO2是極性分子;B項中,CH4為極性鍵構(gòu)成的非極性分子,H2O是極性鍵構(gòu)成的極性分子;C項中,BF3為極性鍵構(gòu)成的非極性分子,NH3為極性鍵構(gòu)成的極性分子;D項中,HCl和HI都是極性鍵構(gòu)成的極性分子?！締栴}引領(lǐng)】

探究任務(wù)2“相似相溶規(guī)則”的適用范圍PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體,一種為淡黃色,在水中的溶解度較小;另一種為黃綠色,在水中的溶解度較大。1.PtCl2(NH3)2是平面四邊形結(jié)構(gòu)還是四面體形結(jié)構(gòu)?提示：根據(jù)PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體,即其有兩種同分異構(gòu)體,可知其結(jié)構(gòu)應(yīng)為平面四邊形結(jié)構(gòu),若為四面體形結(jié)構(gòu)則無同分異構(gòu)體。2.淡黃色的PtCl2(NH3)2是極性分子還是非極性分子?其空間結(jié)構(gòu)是怎樣的?提示：淡黃色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度小,根據(jù)“相似相溶規(guī)則”,應(yīng)為非極性分子,其空間結(jié)構(gòu)為

。

3.黃綠色的PtCl2(NH3)2是極性分子還是非極性分子?其空間結(jié)構(gòu)是怎樣的?提示：黃綠色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度較大,應(yīng)為極性分子,其空間結(jié)構(gòu)為

?！練w納提升】

1.物質(zhì)溶解性的判斷與比較。(1)依據(jù)“相似相溶規(guī)則”。非極性溶質(zhì)一般易溶于非極性溶劑,難溶于極性溶劑。極性溶質(zhì)一般易溶于極性溶劑,難溶于非極性溶劑。(2)依據(jù)溶質(zhì)與溶劑之間是否存在氫鍵。如果溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵,則溶質(zhì)溶解度增大,且氫鍵作用力越大,溶解性越好。如:NH3、HF極易溶于水;甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水,就是因為它們與水形成分子間氫鍵。(3)依據(jù)分子結(jié)構(gòu)的相似性。溶質(zhì)與溶劑分子結(jié)構(gòu)的相似程度越大,其溶解度越大。如烴基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。2.注意的問題。(1)“相似相溶規(guī)則”是從分子結(jié)構(gòu)的角度,通過實驗的觀察和研究而得出的關(guān)于物質(zhì)溶解性的經(jīng)驗規(guī)律,也有不符合此規(guī)律的例外情況,如CO、NO等極性分子難溶于水。(2)“相似相溶規(guī)則”可以解釋一些物質(zhì)在某些溶劑中溶解的情況。【典型例題】

【例題2】

(1)下列敘述不正確的是

。

A.鹵化氫易溶于水,不易溶于四氯化碳B.碘易溶于汽油,微溶于水C.氯化鈉易溶于水,也易溶于食用油D.甲烷易溶于汽油,難溶于水(2)將幾種物質(zhì)在水和四氯化碳中的溶解情況填入下表:

其原因是

。物質(zhì)蔗糖磷酸碘萘水

四氯化碳

答案：(1)C

(2)易溶易溶難溶難溶難溶難溶易溶易溶根據(jù)“相似相溶規(guī)則”判斷,極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑,非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑解析：(1)HX(X為鹵素)、H2O為極性分子,I2、CH4為非極性分子,CCl4、汽油為非極性溶劑。根據(jù)“相似相溶規(guī)則”,可知A、B、D項正確。NaCl為離子化合物,易溶于水,難溶于有機(jī)溶劑,故C項不正確。(2)分析題給物質(zhì)和溶劑的分子極性可知,蔗糖、磷酸、水是極性分子,而碘、萘、四氯化碳是非極性分子。根據(jù)“相似相溶規(guī)則”,可判斷出物質(zhì)的溶解情況?！咀兪接?xùn)練2】

下列說法中正確的是(

)。A.極性溶質(zhì)一定易溶于極性溶劑中,非極性溶質(zhì)一定易溶于非極性溶劑中B.溴分子和水分子是極性分子,四氯化碳分子是非極性分子,所以溴難溶于水而易溶于四氯化碳C.白磷分子是非極性分子,水分子是極性分子,而二硫化碳是非極性分子,所以白磷難溶于水而易溶于二硫化碳D.水分子是極性分子,二氧化碳可溶于水,因此二氧化碳是極性分子解析：很多有機(jī)化合物分子都是極性分子,但因為極性很弱,所以大部分難溶于水,而許多極性有機(jī)化合物在非極性有機(jī)化合物中的溶解度卻很大,A項錯誤。溴分子是非極性分子,B項錯誤。二氧化碳是非極性分子,D項錯誤。C【問題引領(lǐng)】

探究任務(wù)3手性分子與手性異構(gòu)體在生命的產(chǎn)生和演變過程中,往往對一對手性異構(gòu)體中的一種手性分子有所“偏愛”,如自然界存在的糖大多為右旋體,氨基酸大多為左旋體。因為構(gòu)成生命的重要物質(zhì)如蛋白質(zhì)和核酸等大多是由手性分子縮合而成的,所以生物體內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)也往往選擇性地“接納”某種類型的手性分子。A

B1.分析上面兩組有機(jī)化合物,指出A組、B組內(nèi)的左右兩側(cè)的有機(jī)化合物是什么關(guān)系。提示：A組中左右兩側(cè)的有機(jī)化合物是同一種物質(zhì);B組內(nèi)左右兩側(cè)的兩種有機(jī)化合物互為手性異構(gòu)體。2.B組中的兩種有機(jī)化合物一種具有鎮(zhèn)痛作用,而另一種沒有鎮(zhèn)痛作用,卻是有效的鎮(zhèn)咳藥。上述事實給你什么啟示?簡要說明并與同學(xué)交流。提示：手性異構(gòu)體具有不同的性質(zhì)。提高藥物的專一性,開發(fā)和服用有效的單一手性藥物可以排除無效(或不良)手性異構(gòu)體所引起的毒副作用?！練w納提升】

1.手性分子的判斷方法。(1)觀察實物與其鏡像能否重合,如果不能重合,說明是手性分子。(2)觀察有機(jī)化合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)化合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)化合物分子不一定是手性分子。2.手性異構(gòu)體的性質(zhì)。物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。互為手性異構(gòu)體的物質(zhì)組成、原子排列完全相同,所以其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,但兩種手性分子可能具有明顯不同的生理作用?！镜湫屠}】

【