《分子的性質(zhì)》課件.ppt

1、1,新課標(biāo)人教版選修三 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第三節(jié) 分子的性質(zhì),2,三、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,一、鍵的極性和分子的極性,第三節(jié) 分子的性質(zhì),四、溶解性,目 錄,鍵的極性和分子的極性的判斷,分子的極性與性質(zhì)的關(guān)系,范德華力與相對分子質(zhì)量的關(guān)系,范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,相似相溶原理,氫鍵與溶解性,手性、手性碳原子,六、無機含氧酸分子的酸性,五、手性,手性分子,同種元素的含氧酸化合價越高，酸性越強,非羥基氧n值越大，含氧酸的酸性越強,3,非極性鍵:,共用電子對無偏向（電荷分布均勻）,如:H2(H-H),Cl2(Cl-Cl),極性鍵,共用

2、電子對有偏向（電荷分布不均勻）,如:HCl(H-Cl) H2O(H-O-H),一、鍵的極性和分子的極性,1、極性鍵與非極性鍵,4,2、共用電子對不偏向或有偏向是由什么因素引起的呢?,這是由于原子對共用電子對的吸引力不同造成的。,1、鍵的極性的判斷依據(jù)是什么？,共用電子對是否有偏向,一、鍵的極性和分子的極性,5,判斷方法,同種非金屬元素原子間形成的共價鍵是非極性鍵,不同種非金屬元素原子間形成的共價鍵是極性鍵,一、鍵的極性和分子的極性,6,指出下列物質(zhì)中的共價鍵類型,1、O2 2 、CH4 3 、CO2 4、 H2O2 5 、Na2O2 6 、NaOH,非極性鍵,極性鍵,極性鍵,(H-O-O-H)

3、,極性鍵 非極性鍵,非極性鍵,極性鍵,一、鍵的極性和分子的極性,7,根據(jù)電荷分布是否均勻，共價鍵有極性、非極性之分，以共價鍵結(jié)合的分子是否也有極性、非極性之分呢？,分子的極性又是根據(jù)什么來判定呢？,一、鍵的極性和分子的極性,8,非極性分子：,電荷分布均勻?qū)ΨQ的分子,極性分子：,電荷分布不均勻不對稱的分子,一、鍵的極性和分子的極性,2、極性分子與非極性分子,非極性分子：,極性分子：,9,共用電子對,HCl分子中，共用電子對偏向Cl原子，Cl原子一端相對地顯負(fù)電性，H原子一端相對地顯正電性，整個分子的電荷分布不均勻，為極性分子,+,-,以極性鍵結(jié)合的雙原子分子為極性分子,10,含有極性鍵的分子一定

4、是極性分子嗎？,分析方法：從力的角度分析,在ABn分子中，A-B鍵看作AB原子間的相互作用力，根據(jù)中心原子A所受合力是否為零來判斷，F(xiàn)合=0，為非極性分子（極性抵消）， F合0，為極性分子（極性不抵消）,思考,一、鍵的極性和分子的極性,11,C=O鍵是極性鍵，但從分子總體而言CO2是直線型分子，兩個C=O鍵是對稱排列的，兩鍵的極性互相抵消（ F合=0），整個分子沒有極性，電荷分布均勻，是非極性分子,180,F1,F2,F合=0,12,10430,F1,F2,F合0,O-H鍵是極性鍵，共用電子對偏O原子，由于分子是V型構(gòu)型，兩個O-H鍵的極性不能抵消（ F合0），整個分子電荷分布不均勻，是極性分

5、子,13,BF3：,NH3：,120,10718,三角錐形, 不對稱，鍵的極性不能抵消，是極性分子,F1,F2,F3,F,平面三角形，對稱，鍵的極性互相抵消（ F合=0） ，是非極性分子,14,10928,正四面體型 ，對稱結(jié)構(gòu)，C-H鍵的極性互相抵消（ F合=0） ，是非極性分子,15,1、常見分子的構(gòu)型及分子的極性,雙原子分子,H2、Cl2 無 無 直線型 非極性,HCl 有 無 直線型 極性,H2O 有 10430 V型 極性,CO2 有 180 直線型 非極性,三原子分子,四原子分子,NH3 有 10718 三角錐型 極性,BF3 有 120 平面三角形 非極性,CH4 有 10928

6、 正四面體型 非極性,五原子,16,分子的極性,分子的空間結(jié)構(gòu),鍵角,鍵的極性,一、鍵的極性和分子的極性,17,2、判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律：,若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素原子的最外層電子數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子。,練習(xí),判斷下列分子是極性分子還是非極性分子：,PCl3、CCl4、CS2、SO2,非極性分子,一、鍵的極性和分子的極性,18,什么事實可證明H2O中確實存在極性？,思考：,一、鍵的極性和分子的極性,19,表面活性劑和細(xì)胞膜,科學(xué)視野,細(xì)胞和細(xì)胞膜的雙分子膜,表面活性劑的單分子膜,20,1、什么是表面活性劑？親水基團？疏水基團？肥皂和洗滌劑的去污原理是什

7、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?,科學(xué)視野,一類有機分子一端有極性(親水基團)，另一端非極性(疏水基團),表面活性劑分散在水表面形成一層疏水基團朝空氣的單分子層。,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、尾基是非極性基團,21,把分子聚集在一起的作用力,又稱范德華力,相鄰原子之間,作用力強烈,影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì),分子之間,作用力微弱,影響物質(zhì)的物理性質(zhì)（熔、沸點及溶解度等）,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,22,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,干 冰,23

8、,(1)范德華力大小,范德華力很弱，約比化學(xué)鍵能小1-2數(shù)量級,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,24,(2) 范德華力與相對分子質(zhì)量的關(guān)系,結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,25,(3)范德華力與分子的極性的關(guān)系,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,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,26,(4)范德華力對物質(zhì)熔沸點的影響,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,27,將干冰氣化，破壞了CO2分子晶體的,將CO2氣體溶于水，破壞了CO2分子的,分子間作用力,共價鍵,思考：,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,28,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)

9、的影響,29,二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,30,壁虎為什么能在天花板土爬行自如?這曾是一個困擾科學(xué)家一百多年的謎。用電子顯微鏡可觀察到，壁虎的四足覆蓋著幾十萬條纖細(xì)的由角蛋白構(gòu)成的納米級尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力?實驗證明，如果在一個分幣的面積土布滿100萬條壁虎足的細(xì)毛，可以吊起20kg重的物體。近年來，有人用計算機模擬，證明壁虎的足與墻體之間的作用力在本質(zhì)上是它的細(xì)毛與墻體之間的范德華力。,科學(xué)視野,31,氫鍵：是由已經(jīng)與電負(fù)性很強的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的氫)與另一個分子中電負(fù)性很強的原子(如水分子中的氧)之間的作用力。,三、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,氫鍵的本質(zhì)：,氫

10、鍵的表示：,32,33,分子間氫鍵：使物質(zhì)的熔、沸點升高。,氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F等電負(fù)性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另外的N、O、F等電負(fù)性很大的原子之間。,分子間內(nèi)氫鍵：使物質(zhì)的熔、沸點降低。,三、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,34,氫鍵對物質(zhì)熔沸點影響：,分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點升高 分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點降低,極性溶劑里，溶質(zhì)分子與溶劑分子間的氫鍵使溶質(zhì)溶解度增大，而當(dāng)溶質(zhì)分子形成分子間氫鍵使使溶質(zhì)溶解度減小。,氫鍵對物質(zhì)溶解度的影響：,三、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,35,比較熔沸點： HF HCl H2O H2S 鄰羥基苯甲醛 對羥基苯甲醛,課堂討論,三、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響

11、,36,液態(tài)水中的氫鍵,37,38,三、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響,科學(xué)視野,生物大分子中的氫鍵,39,蔗糖和氨易溶于水，難溶于四氯化碳；而萘和碘卻易溶于四氯化碳，難溶于水。,現(xiàn)象：,“相似相溶”的規(guī)律：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。,水和甲醇相互溶解，氫鍵存在增大了溶解性,四、溶解性,40,“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。 乙醇的化學(xué)式為CH3CH2OH，其中的一OH與水分子的一OH相近，因而乙醇能與水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烴基較大，其中的一OH跟水分子的一OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明顯減小。,思考與交流： 1、

12、比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用相似相溶規(guī)律理解它們的溶解度不同？ 2為什么在日常生活中用有機溶劑(如乙酸乙酯等)溶解油漆而不用水? 3、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(若有不溶的碘，可將碘水溶液傾倒在另一個試管里繼續(xù)下面的實驗)。在碘水溶液中,NH3為極性分子，CH4為非極性分子。,溶質(zhì)和溶劑分子極性相似，則相溶。,41,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。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，這是由于在水溶液里可發(fā)生如下反應(yīng)：I2+II3。實驗表明碘在

13、純水還是在四氯化碳中溶解性較好?為什么?,溶質(zhì)分子與溶劑分子的結(jié)構(gòu)越相似，相互溶解越容易。 溶質(zhì)分子的分子間力與溶劑分子的分子間力越相似，越易互溶。,四、溶解性,42,1比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用相似相溶規(guī)律理解它們的溶解度不同？ 2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？ 3怎樣理解汽油在水中的溶解度很小？ 4怎樣理解低碳醇與水互溶，而高碳醇在水中的溶解度卻很?。?四、溶解性,43,5根據(jù)物質(zhì)的溶解性“相似相溶”的一般規(guī)律，說明溴、碘單質(zhì)在四氯化碳中比在水中溶解度大，下列說法正確的是( ) A溴、碘單質(zhì)和四氯化碳中都含有鹵素 B溴、碘是單質(zhì)，四氯化碳是化合物

14、 CBr2、I2是非極性分子，CCl4也是非極性分子，而水是極性分子 D以上說法都不對,四、溶解性,C,44,五、手性,45,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。有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。,五、手性,46,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)?！保苁故哒呙烂赖厮瘋€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，是孕婦服用了這種藥物導(dǎo)致的隨后的藥物化學(xué)研究

15、證實，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。,“反應(yīng)?！笔录?五、手性,47,判斷分子是否手性的依據(jù)： 凡具有對稱 面、對稱中心的分子，都是非手性分子。 有無對稱軸，對分子是否有手性無決定作用。, 當(dāng)分子中只有一個C* ，分子一定有手性。 當(dāng)分子中有多個手性中心時，要借助對稱因素。無對稱面，又無對稱中心的分子，必是手性分子。,五、手性,48,1.下列說法不正確的是( ) A.互為手性異構(gòu)的分子組成相同，官能團不同 B.手

16、性異構(gòu)體的性質(zhì)不完全相同 C.手性異構(gòu)體是同分異構(gòu)體的一種 D.利用手性催化劑合成可得到或主要得到一種手性分子,五、手性,A,2下列化合物中含有手性碳原子的是( ) A.CCl2F2 B.CH3CHCOOH OH C.CH3CH2OH D.CH3OH,B,49,3.下列各組物質(zhì)中，屬于同分異構(gòu)體的是( ),與,與,C、CH3CH2CH(CH3)CH3 與 CH3(CH2)3 CH3,五、手性,A、,B、,AC,50,五、手性,B,51,（2）有機物X的結(jié)構(gòu)簡式為 若使X通過化學(xué)變化，失去光學(xué)活性，可能發(fā)生的反應(yīng)類型有_ A酯化 B水解 C氧化 D還原 E消去 F縮聚,五、手性,ABE,52,了

17、解巴斯德實驗室合成的有機物酒石酸鹽并制得手性機物酒石酸鹽過程。,科學(xué)史話,53,六、無機含氧酸分子的酸性,1、對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。,HClO HClO2 HClO3 HClO4,54,2、含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，導(dǎo)致ROH中O的電子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易電離出H，即酸性越強。,六、無機含氧酸分子的酸性,55,把含氧酸的化學(xué)式寫成(HO)m ROn， 就能根據(jù)非羥基氧n值判斷常見含氧酸的強弱。 n0，極弱酸，如硼酸（H3BO3）。 n1，弱酸，如亞硫酸（H2SO3）。

18、n2，強酸，如硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）。 n3，極強酸，如高氯酸（HClO4）。,六、無機含氧酸分子的酸性,56,無機含氧酸強度的變化本質(zhì),含氧酸的強度取決于中心原子的電負(fù)性、原子半徑、氧化數(shù)。 當(dāng)中心原子的電負(fù)性大、原子半徑小、氧化數(shù)高時，使O-H鍵減弱，酸性增強。,H2SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4,HClO HClO3 HClO4,HClO HBrO HIO,練習(xí)：比較下列含氧酸酸性的強弱,57,同周期的含氧酸，自左至右，隨中心原子原子序數(shù)增大 ，酸性增強。,同一族的含氧酸，自上而下，隨中心原子原子序數(shù)增大 ，酸性減弱。,同一元素不同價態(tài)的含氧酸酸性高價強于低價 。,無機含氧酸強度的變化規(guī)律,58,無氧酸的酸性強弱變化規(guī)律,若用通式R-H表示無氧酸，則其酸性的強弱主要取決于R的電負(fù)性。 如果R原子電負(fù)性大，對氫原子的束縛力強，則其酸性弱。 如果R