2.3分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì) 高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第1課時物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體與非晶體第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)習(xí)目標1.能從微觀角度理解共價鍵的極性和分子極性的關(guān)系。2.通過鍵的極性對物質(zhì)性質(zhì)的影響的探析，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認知模型。新課引入微波就是一種電磁波，微波爐中微波，振蕩頻率是2.45G赫茲，即1秒鐘內(nèi)，微波爐中的電場要振蕩變化24.5億次，當微波遇到食物中的水分子時，相應(yīng)地，水分子在來回變化的電場下快速地掉頭、轉(zhuǎn)圈。每秒鐘20幾億次地振蕩，運動速度這么快，水分子不熱才怪呢!電子云密度大電子云密度小一、鍵的極性和分子的極性項目極性鍵非極性鍵成鍵原子

元素的原子

元素的原子電子對

偏移

偏移成鍵原子的電性一個原子呈正電性(δ+)、另一個原子呈負電性(δ?)呈電中性表示形式A—B、A==B、A≡B等A—A、A==A、A≡A等實例C—H、C==O、C≡NH—H、C==C、C≡C

不同同種發(fā)生不發(fā)生1.共價鍵的極性一般：電負性差值＜1.7為共價鍵，且電負性差值越大，鍵的極性越大。一、鍵的極性和分子的極性2.分子的極性正電中心和負電中心不重合δ?δ+δ?CO2H2Oδ?δ+δ+正電中心和負電中心重合極性分子非極性分子共價鍵的極性的向量和等于0共價鍵的極性的向量和不等于0一、鍵的極性和分子的極性2.分子的極性平面正三角形正四面體形HCN直線形三角錐形CCl4NH3CH2OCH3Cl平面三角形四面體形SO3SO2V形直線形一、鍵的極性和分子的極性2.分子的極性SF6PCl5正八面體形三角雙錐形P4C60S8特別提醒：臭氧是極性分子，分子內(nèi)的共價鍵是極性鍵；稀有氣體分子不含共價鍵，是非極性分子。一、鍵的極性和分子的極性3.鍵的極性與分子的極性之間的關(guān)系正負電荷中心是否重合分子的空間結(jié)構(gòu)決定共價鍵的極性分子的極性決定正電中心和負電中心不重合正電中心和負電中心重合極性分子非極性分子一、鍵的極性和分子的極性3.鍵的極性與分子的極性之間的關(guān)系稀有氣體為單原子分子，無化學(xué)鍵，均為非極性分子。臭氧是極性分子，分子內(nèi)的共價鍵是極性鍵。1.正誤判斷(1)以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是非極性分子(2)以極性鍵結(jié)合的分子一定是極性分子(3)非極性分子中，一定含有非極性共價鍵(4)極性分子中不可能含有非極性鍵2.①H2

②O2

③HCl

④P4

⑤C60

⑥CO2

⑦CH2==CH2

⑧HCN

⑨H2O

⑩NH3?BF3?CH4?SO3?CH3Cl?Ar?H2O2只含非極性鍵的是_________；只含極性鍵的是______________________，既含極性鍵又含非極性鍵的是_____________。屬于非極性分子的是_______________________，屬于極性分子的是_______________。課堂檢測√×××①②④⑤③⑥⑧⑨⑩????⑦?①②④⑤⑥⑦????③⑧⑨⑩??拓展延伸表面活性劑簡要回答表面活性劑的去污原理表面活性劑在水中會形成親水基團向外，疏水基團向內(nèi)的膠束，由于油漬等污垢是疏水的，會被包裹在膠束內(nèi)腔，在摩擦力的作用下油漬脫離，達到去污目的。二、鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響【思考】為什么鈉和水的反應(yīng)比鈉和乙醇的反應(yīng)劇烈？鈉和水的反應(yīng)鈉和乙醇的反應(yīng)HOHδ?C2H5OHδ+δ?羥基的極性：水分子＞乙醇分子C2H5—是推電子基團，使得乙醇分子中的電子云向著遠離乙基的方向偏移羧酸的酸性大小與其分子的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)，羧酸的酸性可用pKa(pKa=?lgKa)的大小來衡量，pKa越小，酸性越強。二、鍵的極性對化學(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【思考1】甲酸的酸性大于乙酸的酸性大于丙酸的酸性的原因?烴基是推電子基團，烴基越長推電子效應(yīng)越大，使羧基中的羥基的極性減小，羧基的酸性越弱。CH3OHδ+δ?OCC2H5OHδ+δ?OCHOHδ+δ?OC二、鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響羧酸pKa氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65【思考2】三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性大于氯乙酸酸性的原因?由于氯的電負性較大，極性：Cl3C?＞Cl2CH?＞ClCH2?，導(dǎo)致三氯乙酸中的羧基的極性最大，更易電離出氫離子。

二、鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響羧酸pKa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【思考3】三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸酸性的原因?由于氟的電負性大于氯的電負性，F(xiàn)?C的極性大于Cl?C的極性，使F3C?的極性大于Cl3C?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F—C—C—O—HFFOCl—C—C—O—HClClO課堂檢測1.吸電子基團能增強—OH上的H原子的活潑性；推電子基團能減弱—OH上H原子的活潑性；這些作用統(tǒng)稱為“誘導(dǎo)效應(yīng)”。試依據(jù)上述規(guī)律填空：(1)HCOOH顯酸性，而H2O顯中性，這是由于HCOOH分子中存在____(填“吸”或“推”)電子基團，這種基團是________。(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH，這是由于CH3COOH分子中存在____(填“吸”或“推”)電子基團，這種基團是________。

(3)—C6H5屬于吸電子基團，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性____(填“強”或“弱”)。(4)Na分別與CH3CH2OH和CH3CHClOH反應(yīng)，______劇烈?！狢HO吸推—CH3強后者三氯蔗糖

不改變分子的主體骨架，保持分子的基本結(jié)構(gòu)不變，僅改變分子結(jié)構(gòu)中的某些基團而得到新的分子，分子被修飾后，其性質(zhì)也可以發(fā)生顯著的變化。分子結(jié)構(gòu)修飾第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第2課時分子間作用力分子的手性第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)習(xí)目標1.掌握范德華力、氫鍵的概念。2.通過對范德華力、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)影響的探析，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認知模型。3.能從微觀角度理解分子的手性，形成判斷手性分子的思維模型。新課引入蜘蛛腳上的大量細毛與天花板之間的“黏力”使蜘蛛不致墜落一、分子間的作用力1.范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)范德華力①概念：

物質(zhì)的分子之間存在著____________，把這類分子間作用力稱為范德華力，它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)和液態(tài))存在。相互作用力②本質(zhì)：分子之間的______作用力。靜電③存在：非金屬單質(zhì)(除C、Si等)分子、稀有氣體分子；共價化合物(除SiO2等)分子之間；石墨片層之間等。④特征：范德華力_____，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級。

不同于共價鍵，范德華力___飽和性和方向性。很弱一、分子間的作用力1.范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響分子HClHBrHIArCO共價鍵鍵能(kJ?mol?1)

431.8366298.7無745范德華力(kJ?mol?1)

21.1423.1126.008.508.75無只要分子周圍空間允許，分子總是盡可能多地吸引其他分子。分子間的范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點越____。(2)范德華力對物質(zhì)熔、沸點的影響高一、分子間的作用力1.范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響分子HClHBrHIArCO共價鍵鍵能(kJ?mol?1)

431.8366298.7無745范德華力(kJ?mol?1)

21.1423.1126.008.508.75熔點/℃?114.2?86?50.8?189.2?205沸點/℃?85?67?35.1?185.9?191.5影響分子的熱穩(wěn)定性影響分子的熔、沸點等物理性質(zhì)一、分子間的作用力1.范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(3)影響范德華力大小的因素分子HClHBrHIArCO范德華力(kJ?mol?1)

21.1423.1126.008.508.75相對分子質(zhì)量36.581.5128.54028【思考1】為什么范德華力：HI＞HBr＞HCl?CO＞Ar?分子結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。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?！舅伎?】為什么正戊烷、異戊烷、新戊烷沸點依次降低?相對分子質(zhì)量、極性相似的分子，分子的對稱性越強，范德華力越弱。一、分子間的作用力預(yù)測第IVA族、第VIA族元素的氫化物的沸點相對大小。第IVA族元素的氫化物隨著相對分子質(zhì)量增大，范德華力增大，熔、沸點升高，而第VIA族元素的氫化物中，水出現(xiàn)了反常，其他符合規(guī)律。一、分子間的作用力在水分子的O?H中，共用電子對強烈的偏向O，使H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，其顯正電性，它能與另一個水分子中相對顯負電性的O的孤電子對產(chǎn)生較強的靜電作用，這種靜電作用就是氫鍵?！璒HHδ+δ+δ?OHHδ+δ+δ?H—O鍵極性很強無內(nèi)層電子，幾乎成為“裸露”的質(zhì)子電負性大，半徑小一、分子間的作用力2.氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)氫鍵①概念：由已經(jīng)與________很大的原子形成共價鍵的________(如水分子中的氫)與另一個_______很大的原子(如水分子中的氧)之間形成的作用力。電負性氫原子氫原子②表示方法：氫鍵可用X—H…Y—表示，式中X和Y表示____________________________，“—”表示________，“…”表示_______________。F、O、N等電負性很大的原子形成的氫鍵共價鍵O—H…O—N—H…N—F—H…F—③氫鍵的特征：a.氫鍵________化學(xué)鍵，而是特殊的分子間作用力，其鍵能比化學(xué)鍵________，比范德華力________。不是弱強一、分子間的作用力2.氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)氫鍵冰晶體分子間氫鍵的大小共價鍵的鍵能(kJ?mol?1)

范德華力(kJ?mol?1)

氫鍵(kJ?mol?1)

4671118.8③氫鍵的特征：b.方向性：X—H???Y—三個原子盡可能在_______________。c.飽和性：每個裸露的氫原子核只能形成______氫鍵。每個孤電子對也只能形成______氫鍵。同一條直線上一個一個一、分子間的作用力2.氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)氫鍵一、分子間的作用力2.氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響【思考1】沸點：乙醇(CH3CH2OH)(78.3℃)和甲醚(CH3OCH3)(?24.9)互為同分異構(gòu)體，相對分子質(zhì)量相同，為什么沸點相差這么多？乙醇分子間存在氫鍵【思考2】為什么鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛？OCHOHOHCHO一、分子間的作用力2.氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)氫鍵④氫鍵的分類：OCHOHOHCHO分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵…OHCHO…對羥基苯甲醛可以形成分子間氫鍵，氣化時需破壞氫鍵；鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵，不能形成分子間氫鍵，氣化時只需破壞范德華力。一、分子間的作用力2.氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響(2)氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響①氫鍵主要影響物質(zhì)的熔、沸點，分子間氫鍵使物質(zhì)熔、沸點______，如H2O、NH3、HF、CH3CH2OH等，使其熔、沸點反常的高；分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔、沸點______，如熔、沸點：鄰羥基苯甲酸<對羥基苯甲酸。升高降低②對物質(zhì)溶解度的影響：溶劑和溶質(zhì)之間形成氫鍵使溶質(zhì)的溶解度____，如氨、甲醇、甲醛、甲酸等易溶于水。③對物質(zhì)密度的影響：如圖所示，在冰中水分子間以氫鍵互相連接形成相當疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小。增大1.正誤判斷(1)HI分子間的范德華力大于HCl分子間的范德華力，故HI的沸點比HCl的高(2)由于H?O鍵比H?S鍵牢固，所以水的熔沸點比H2S高(3)H2O的熱穩(wěn)定性大于H2S，是因為H2O分子間存在氫鍵(4)CO的沸點大于N2(5)冰融化成水，僅僅破壞氫鍵(6)任何分子間在任意情況下都會產(chǎn)生范德華力(7)氫鍵的鍵長是指“X—H…Y”中“H…Y”的長度2.水在常溫下，其組成的化學(xué)式可用(H2O)m表示，原因：__________________________________________________________________________________。課堂檢測

常溫下，液態(tài)水中水分子間通過氫鍵締合成較大分子團，所以用(H2O)m表示，而不是以單個分子形式存在×√××××√一、分子間的作用力DNA分子有兩條鏈，鏈內(nèi)原子之間以很強的共價鍵結(jié)合，鏈之間則是兩條鏈上的堿基以氫鍵配對，許許多多的氫鍵將兩條鏈連成獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這是遺傳基因復(fù)制機理的化學(xué)基礎(chǔ)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵一、分子間的作用力羊毛織品水洗后為什么會變形蛋白質(zhì)上的氨基和羰基可能會形成氫鍵。羊毛在浸水和干燥的過程中，會在這些氫鍵處納入水和去除水，而且其變化往往是不可逆的，從而改變了原先蛋白質(zhì)的構(gòu)造，即原來的氫鍵部位可能發(fā)生移動，由此引起羊毛織品變形。一、分子間的作用力3.溶解性【思考1】水是一種常見的溶劑，有些物質(zhì)可以溶于水，但并不是所有的物質(zhì)都能溶于水，那么，物質(zhì)在水中的溶解性與哪些因素有關(guān)？高錳酸鉀加入水中食用油加入水中一、分子間的作用力3.溶解性及影響因素非極性極性易難易難易(1)“相似相溶”規(guī)律非極性溶質(zhì)一般能溶于_______溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于______溶劑。如蔗糖和氨____溶于水，____溶于四氯化碳；萘和碘____溶于四氯化碳，____溶于水。離子化合物是強極性物質(zhì)，很多____溶于水?！舅伎?】乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3)均為極性分子，相對分子質(zhì)量相同，為什么前者與水任意比例互溶，后者難溶于水？(2)分子間氫鍵的影響溶劑和溶質(zhì)間能形成分子間氫鍵，其溶解度增大名稱甲醇乙醇1?丙醇1?丁醇1?戊醇溶解度/g(25℃)∞∞∞0.110.030隨分子中的碳原子數(shù)增加，飽和一元醇中的—OH和H2O中的—OH相似程度降低，在水中的溶解度逐漸減小?！舅伎?】分析表中數(shù)據(jù)，解釋下列溶解度變化規(guī)律一、分子間的作用力3.溶解性及影響因素【思考4】分析表中數(shù)據(jù)(101KPa，20℃)，解釋下列溶解度變化規(guī)律氣體一氧化碳二氧化碳氯氣二氧化硫溶解度/g0.00280.1690.72911.28一、分子間的作用力3.溶解性及影響因素(3)化學(xué)反應(yīng)的影響如果溶質(zhì)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可增大其溶解度【思考5】解釋不同溫度下，水中溶解氧的變化規(guī)律壓強溫度900bar910bar920bar930bar0

℃12.9913.1313.2813.4310℃10.0210.1310.2410.3625℃7.317.407.487.57溫度、壓強會影響氣體的溶解度。一、分子間的作用力3.溶解性及影響因素氣體甲烷氨氣溶解度/g0.002352.9【思考6】分析表中數(shù)據(jù)(101KPa，20℃)，全面的解釋下列溶解度變化規(guī)律NH3為極性分子，CH4為非極性分子，而水是極性分子，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水；NH3能H2O發(fā)生反應(yīng)且與H2O分子間能形成氫鍵，溶解度較大?！舅伎?】為什么在日常生活中用有機溶劑(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水？水分子的極性大，油漆極性小更易溶于極性小的乙酸乙酯中一、分子間的作用力3.溶解性及影響因素【思考8】在一個小試管里放入一小粒碘晶體，加入約5mL蒸餾水，觀察碘在水中的溶解性。在碘水溶液中加入約1mL四氯化碳(CCl4)，振蕩試管，觀察碘被四氯化碳萃取，形成紫紅色的碘的四氯化碳溶液。實驗表明碘在純水還是在四氯化碳中溶解性較好？為什么？碘和四氯化碳是非極性分子，水是極性分子，非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，而極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。所以碘在四氯化碳中溶解性較好。一、分子間的作用力3.溶解性及影響因素【思考9】在碘水溶液中加入約1mL四氯化碳(CCl4)，振蕩試管，形成紫紅色的碘的四氯化碳溶液。再向試管里加入1mL濃碘化鉀(KI)水溶液，振蕩試管，溶液紫色變淺，為什么？

一、分子間的作用力【思考3】分析表中數(shù)據(jù)(101KPa，20℃)，解釋下列溶解度變化規(guī)律氣體乙炔氨氣二氧化碳一氧化碳氯氣乙烷溶解度/g0.11752.90.1690.00280.7290.0062氣體乙烯氫氣甲烷氮氣氧氣二氧化硫溶解度/g0.01490.000160.00230.00190.004311.28水是極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”，非極性溶質(zhì)在水中的溶解度不大如果溶質(zhì)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可增大其溶解度3.溶解性及影響因素二、分子的手性【思考】你們的左手和右手能夠疊合在一起嗎？互為鏡像關(guān)系，但又不能重疊的現(xiàn)象“手性現(xiàn)象”二、分子的手性同種分子不是同種分子繞軸