高二化学选修分子的性质

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1、高二化学选修分子的性质高二化学选修分子的性质、什么是电负性？有何意义？知 识 回 顾电负性是用来描述不同元素原子对键合电子吸引能力大小的物理量。电负性增大电负性减小1、键的极性第1页/共58页知 识 回 顾、什么是共价键？共价键：原子间通过共用电子对而形成的化学键。+ Cl H Cl xHx+HxHxHxxH1.共用电子对在两原子周围出现的机会是否相同？即共用电子对是否偏移?第2页/共58页2.共用电子对是否有偏向或偏离是由什么因素引起的呢?这是由于原子对共用电子对的吸引力不同造成的。即键合原子的电负性不同造成的。HClCl2极性共价键 非极性共价键 第3页/共58页3、键的极性的判断依据是什

2、么？共用电子对是否有偏向或偏离共用电子对有偏向（电荷分布不均匀）共用电子对无偏向（电荷分布均匀）非极性键极性键同种非金属元素的原子间形成的共价键是非极性键；不同种非金属元素的原子间形成的共价键是极性键。第4页/共58页根据电荷分布是否均匀，共价键有极性、非极性之分，以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分呢？分子的极性又是根据什么来判定呢？讨论：第5页/共58页一、键的极性和分子的极性2、极性分子与非极性分子极性分子:正电中心和负电中心不重合非极性分子:正电中心和负电中心重合第6页/共58页思考与交流(课本P45)1、以下双原子分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？H2O2Cl2HCl2

3、、以下非金属单质中，哪个是极性分子，哪个是非极性分子？P4 C60 He3、以下化合物分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？CO2 HCN H2O NH3BF3 CH4 CH3Cl极性分子极性分子第7页/共58页第一类：全部由非极性键组成的分子是非极性分子。 如：P4、C60、S8 C70、B12 第二类：对于AB型分子由极性键组成的双原子分子 一定是极性分子，即由两种不同的原子构成的双原子分子一定是极性分子如：HX、CO、NO、第8页/共58页含有极性键的分子一定是极性分子吗？分析方法：从力的角度分析分子中各键的极性向量和 在ABn分子中，A-B键看作AB原子间的相互作用力，根据中心原子

4、A所受合力是否为零来判断，F合=0，为非极性分子（极性抵消）， F合0，为极性分子（极性不抵消）思考第三类：对于ABn型分子第9页/共58页C=O键是极性键，但从分子总体而言CO2是直线型分子，两个C=O键是对称排列的，两键的极性互相抵消（ F合=0），整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子180F1F2F合=0OOC第10页/共58页HOH10430F1F2F合0O-H键是极性键，共用电子对偏O原子，由于分子是折线型构型，两个O-H键的极性不能抵消（ F合0），整个分子电荷分布不均匀，是极性分子第11页/共58页HHHNBF3：NH3：12010718 三角锥型, 不对称，键的极性不能

5、抵消，是极性分子F1F2F3F平面三角形，对称，键的极性互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子第12页/共58页CHHHH10928 正四面体型 ，对称结构，C-H键的极性互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子第13页/共58页现已知03分子为V字形结构，据理推断O3应为 (极性或非极性)分子，03在水中的溶解度比O2要 (大或小)得多，其主要原因是 .结论：由同种元素组成的非金属单质分子不一定是非极性分子。大极性极性分子拓展第14页/共58页3.判断ABn型分子极性的经验规律：（1）物理模型法：从受力角度分析（2）根据键的类型和分子的空间构型判断，当ABn型分子空间构型是空间对称结构时，分子

6、的正负电荷中心重合，是非极性分子。第15页/共58页（3）若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素原子的最外层电子数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。化学式化学式BFBF3 3COCO2 2PClPCl5 5SOSO3 3H H2 2O ONHNH3 3SOSO2 2中心原子中心原子化合价绝化合价绝对值对值中心原子中心原子价电子数价电子数分子极性分子极性非极性34562343456656非极性 非极性 非极性 极性极性极性第16页/共58页(06年全国卷II)下列叙述正确的是 （ ）A.NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的 中心B. CCl4是非极性分子，分子中C原子

7、处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C. H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的 中央D. CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线 的中央C第17页/共58页 1、什么是表面活性剂？亲水基团？疏水基团？肥皂和洗涤剂的去污原理是什么？ 2、什么是单分子膜？双分子膜？举例说明。 3、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列? 思考：第18页/共58页自学:科学视野表面活性剂和细胞膜 第19页/共58页因为存在一种把分子聚集在一起的作用力而我们把这种作用力称为分子间作用力，又叫范德华力。第20页/共58页(1)范德华力大小 范德华力很弱，约比化学键能小1-

8、2数量级分子HCl HBr HI范 德 华 力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价键键能(kJ/mol)431.8366298.7二、范德华力及其对物质性质的影响第21页/共58页 (2) 范德华力与相对分子质量的关系结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大二、范德华力及其对物质性质的影响分子分子HClHClHBrHBrHIHI相对分子相对分子质量质量36365 58181128128范德华力范德华力(kJ/mol)(kJ/mol)21.1421.14 23.1123.1126.0026.00第22页/共58页(3)范德华力与分子的极性的关系分子分子 相对分相对分子质量子质量分子

9、的分子的极性极性范德华力范德华力(kJ/mol)(kJ/mol)COCO2828极性极性8.758.75ArAr4040非极性非极性8.508.50相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大二、范德华力及其对物质性质的影响第23页/共58页(4)范德华力对物质熔沸点的影响二、范德华力及其对物质性质的影响单质单质相对分相对分子质量子质量熔点熔点/沸点沸点/F F2 23838-219.6-219.6-188.1-188.1ClCl2 27171-101.0-101.0-34.6-34.6BrBr2 2160160-7.2-7.258.858.8I I2 2254254113.5113

10、.5184.4184.4组成和结构相似的物质，其相对分子质量越大分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。第24页/共58页四卤化碳的熔沸点与相对原子质量的关系第25页/共58页二、范德华力及其对物质性质的影响科学视野壁虎与范德华力第26页/共58页-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点/周期一些氢化物的沸点第27页/共58页非金属元素的氢化物在固态时是分子晶体，其熔沸点与其分子量有关对于同一主族非金属元素而言，从上到下，分子量逐渐增大，熔沸点应逐渐升高而H

11、F、H2O、NH3却出现反常，为什么？说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除分子间作力之外的其他作用这种作用就是氢键第28页/共58页三、氢键及其对物质性质的影响氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经与电负性很强的原子形成共 价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力.1. 氢键概念例如： 在HF中 F 的电负性相当大, 电子对强烈地偏向 F, 而 H 几乎成了质子(H+), 这种 H 与另一个HF分子中电负性相当大、r 小的F相互接近时, 产生一种特殊的分子间力 氢键. 第29页/共58页三、氢键及其对物质性质的影响氢键的本质：是一种静电作用，是除范德华力外的另一种分子间作用力

12、，氢键的大小，介于化学键与范德华力之间，不属于化学键。但也有键长、键能。氢键的表示：表示为：X-H Y（X、Y为N、O、F）。与电负性大且 r 小的原子(F, O, N)相连的 H ; 在附近有电负性大, r 小的原子(F, O, N). 氢键的形成条件：第30页/共58页2. 氢键的存在（1）分子间氢键 氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。如：HF、H2O、NH3 相互之间C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间 （2）分子内氢键 某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有CHO、COOH、OH和NO2时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环”

13、的特殊结构.第31页/共58页 (2)分子内氢键： 例如 (1)分子间氢键：第32页/共58页（1）分子间氢键使物质熔沸点升高（2）分子内氢键使物质熔沸点降低（3）物质的溶解性3. 氢键对物质物理性质的影响：思考：NH3为什么极易溶于水？NH3溶于水是形成N-H还是形成O-HN?NH3溶于水形成氢键示意图如右,正是这样，NH3溶于水溶液呈碱性极性溶剂里，溶质分子与溶剂分子间的氢键使溶质溶解度增大，而当溶质分子形成分子内氢键时使溶质溶解度减小。 第33页/共58页某些氢键的键能和键长氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱的作用力。FH-FOH- ONH- N氢键键能氢键键能 (kJ/mol)2

14、8.118.817.9范德华力范德华力(kJ/mol)13.416.412.1共价键键能共价键键能(kJ/mol568462.8390.8资料卡片 氢键强弱与X和Y的吸引电子的能力有关，即与X和Y的电负性有关.它们的吸引电子能力越强(即电负性越大)，则氢键越强。所以氢键强弱变化顺序为： F-HF O-HO O-HN N-HN C原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。第34页/共58页 我们在学习化学的过程中还有什么地方能用氢键的知识来解释的？(1)醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高(2)低级醇易溶于水(3)HF酸是弱酸4. 氢键的应用 第35页/共58页四、溶解性（1）内因： “相似相溶”的规律

15、非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂；有机物易溶于有机物，无机物易溶于无机物。（特别提醒：I2易溶于有机物，用CCl4萃取碘水中的I2)1、影响溶解性的因素（2）外因： 一般来说，温度升高，固体溶解度增大。 温度升高，气体溶解度降低，压强增大，气体溶解度增大第36页/共58页（3）其他因素： 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解 度增大，且氢键越强，溶解性越好。如： NH3、CH3CH2OH 。 溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如：SO2。水和甲醇相互溶解，氢键存在增大了溶解性第37页/共58页2、常见溶剂（3）有机溶剂：CCl4、C6H6、CH3CH2OH、汽油（2）

16、非极性溶剂：CCl4、C6H6等第38页/共58页第39页/共58页 溶质分子与溶剂分子的结构越相似，相互溶解越容易。 溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子间力越相似，越易互溶。第40页/共58页1、根据“相似相溶”规律，你认为下列物质在水中溶解度较大的是（ ）A 乙烯 B 二氧化碳 C 二氧化硫 D 氢气C2、根据“相似相溶”的规律，下列溶剂可以用来从溴水中萃取溴的是（ ）(1)酒精 (2) CCl4 (3)液氨 (4)苯 (5)汽油A.(1)(2)(4)(5) B.(2)(4)(5) C.(1)(3)(5) D.(1)(3)(4)B第41页/共58页第42页/共58页 具有完全相同的组成和原

17、子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。1、手性异构体2、手性分子：有手性异构体的分子叫做手性分子。中心原子称为手性原子第43页/共58页手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。如图所示的分子，是由一家德国制药厂在1957年10月1日上市的高效镇静剂，中文药名为“反应停”，它能使失眠者美美地睡个好觉，能迅速止痛并能够减轻孕妇的妊娠反应。然而，不久就发现世界各地相继出现了一些畸形儿，后被科学家证实，是孕妇服用了这种药物导致的随后的药物化学研究证实，在这种药物中，只有图左边的分子才有这种毒副作用，而右边的分子却没有这种毒副作用。人类从这一药物

18、史上的悲剧中吸取教训，不久各国纷纷规定，今后凡生产手性药物，必须把手性异构体分离开，只出售能治病的那种手性异构体的药物。 “反应停”事件第44页/共58页 图片图片 五、手性第45页/共58页具有手性的有机物，是因为含有手性碳原子造成的。如果一个碳原子所联结的四个原子或原子团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，记作C 。五、手性注意：也有一些手性物质没有手性碳原子第46页/共58页具有手性碳原子的有机物具有光学活性（1）下列分子中，没有光学活性的是_，含有两个手性碳原子的是_A乳酸 CH3CHOHCOOHB甘油 CH2OHCHOHCH2OHC脱氧核糖 CH2OHCHOHCHOHCHOD核糖

19、CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOBC第47页/共58页（2）有机物X的结构简式为若使X通过化学变化，失去光学活性，可能发生的反应类型有_A酯化B水解C氧化D还原E消去F缩聚ABE第48页/共58页右旋与左旋自然界中的手性珍贵的法螺左旋贝。百万分之一，十分罕见。第49页/共58页手性的应用手性合成手性催化科学史话(P52)巴斯德与手性第50页/共58页六、无机含氧酸分子的酸性物质的酸性： 物质电离出H+能力越强，酸性越强溶液的酸性：C(H+)越大，溶液酸性越强第51页/共58页思考： 含氧酸中非羟基氧原子数越多，该酸酸性越强！第52页/共58页n0，极弱酸，如硼酸（H3BO3）n1，弱酸

20、，如亚硫酸（H2SO3）n2，强酸，如硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）n3，极强酸，如高氯酸（HClO4）无机含氧酸可以写成(HO)mROn，则n值越大，R的正电性高，导致ROH中的O的电子向R偏移，在水分子的作用下，就越容易电离出H+，酸性越强。即含氧酸的酸性随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大。第53页/共58页 含氧酸的强度取决于中心原子的电负性、原子半径、氧化数。 当中心原子的电负性大、原子半径小、氧化数高时，使O-H键减弱，酸性增强。六、无机含氧酸分子的酸性第54页/共58页（1）同周期的最高价含氧酸，随中心原子序数增大 ，酸性增强。（2）同主族的相同化合价含氧酸

21、，随中心原子原子序数增大 ，酸性减弱。（3）同一元素不同价态的含氧酸酸性高价强于低价 。1、无机含氧酸强度的变化规律第55页/共58页H2SiO4 H3PO4 H2SO4HClO3 HClO4HClO HBrO HIO练习：比较下列含氧酸酸性的强弱六、无机含氧酸分子的酸性 第56页/共58页某些含氧酸可表示为：（HO）mROn，它的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关；n越大，酸性越强：n=0 弱酸；n=1中强酸；n=2强酸；n=3 超强酸。已知：硼酸（H3BO3）是弱酸，而亚磷酸（H3PO3）是中强酸（1） 写出这两种酸的结构式： 、 。（2）写出亚磷酸和过量的NaOH溶液反应的化学方程式：第57页/共58页感谢您的观看。第58页/共58页