第二章 第三节 分子的性质 good.ppt

分子的极性分子的极性溶解性溶解性范德华力及其对物质性质的影响范德华力及其对物质性质的影响手性手性分分子子性性质质氢键及其对物质性质的影响氢键及其对物质性质的影响无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸分子的酸性第三节第三节 分子的性质分子的性质复习：复习：共价键及其分类共价键及其分类 1、按成键方式分：、按成键方式分：2、按成键的共用电子对情况可分为：、按成键的共用电子对情况可分为：3、按成键原子的电负性差异可分为、按成键原子的电负性差异可分为键和键和键键 单键、双键、单键、双键、三键、配位键三键、配位键 极性键和非极性键极性键和非极性键知识回顾知识回顾问题问题1、写出、写出H2、O2、N2、HCl、CO2、H2O的电的电子式和结构式。子式和结构式。问题问题2、共用电子对在两原子周围出现的共用电子对在两原子周围出现的机会是否相同？即机会是否相同？即共用电子对是否偏移共用电子对是否偏移?电子式电子式结构式结构式电子式电子式结构式结构式极性共价键极性共价键非极性共价键非极性共价键一、键的极性和分子的极性一、键的极性和分子的极性（一）键的极性（一）键的极性HClCl22、共用电子对是否有偏向或偏离是由什、共用电子对是否有偏向或偏离是由什么因素引起的呢么因素引起的呢?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。的。即键合原子的电负性不同造成的。1、键的极性的判断依据是什么？、键的极性的判断依据是什么？共用电子对共用电子对是否有偏向是否有偏向或偏离或偏离思思 考考共用电子对有偏向共用电子对有偏向（电荷分布不均匀）（电荷分布不均匀）共用电子对无偏向共用电子对无偏向（电荷分布均匀）（电荷分布均匀）非极性键非极性键极性键极性键3 3、判断方法：、判断方法：（1 1）同种非金属元素的原子间形成）同种非金属元素的原子间形成的共价键是非极性键。的共价键是非极性键。（2 2）不同种非金属元素的原子间形成）不同种非金属元素的原子间形成的共价键是极性键。的共价键是极性键。练习：指出下列微粒中的共价键类型练习：指出下列微粒中的共价键类型1、O22、CH43、CO24、H2O25、O22-2-6、OH-非极性键非极性键极性键极性键极性键极性键(H-O-O-H)极性键极性键非极性键非极性键非极性键非极性键极性键极性键极性分子极性分子:正电中心和负电中心不重合正电中心和负电中心不重合非极性分子非极性分子:正电中心和负电中心重合正电中心和负电中心重合看正电中心和负电中心看正电中心和负电中心是否重合是否重合（2 2）化学键的极性的向量和是否等于零）化学键的极性的向量和是否等于零（1 1）看键的极性，也看分子的空间构型）看键的极性，也看分子的空间构型2、判断方法：、判断方法：1、概念、概念（二）分子的极性（二）分子的极性第一类：第一类：全部由非极性键组成的分子全部由非极性键组成的分子 是非极性分子。是非极性分子。如：如：P4、C60、S8 C70、B12 第二类：第二类：对于对于ABn型分子极性判别方法型分子极性判别方法由极性键组成的双原子分子由极性键组成的双原子分子 一定是极性分子。一定是极性分子。如：如：HX、CO、NO、在在ABn分子中，分子中，A-B键看作键看作AB原原子间的相互作用力，根据中心原子子间的相互作用力，根据中心原子A所受合力是否为零来判断，所受合力是否为零来判断，F合合=0，为，为非极性分子（极性抵消），非极性分子（极性抵消），F合合0，为，为极性分子（极性不抵消）极性分子（极性不抵消）思考思考从力学的角度分析：从力学的角度分析：分子中各键的极性向量和分子中各键的极性向量和C=O键是极性键，但键是极性键，但从分子总体而言从分子总体而言CO2是直线型分子，两个是直线型分子，两个C=O键是对称排列的，键是对称排列的，两键的极性互相抵消两键的极性互相抵消（F合合=0），），整个整个分子没有极性，电荷分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分布均匀，是非极性分子分子180F1F2F合合=0OOCHOH10430F1F2F合合0O-H键是极性键，共用电键是极性键，共用电子对偏子对偏O原子，由于分子原子，由于分子是折线型构型，两个是折线型构型，两个O-H键的极性不能抵消（键的极性不能抵消（F合合0），），整个分子电荷分整个分子电荷分布不均匀，是极性分子布不均匀，是极性分子HHHNBF3NH312010718三角锥型三角锥型,不对称，键的极不对称，键的极性不能抵消，是极性分子性不能抵消，是极性分子F1F2F3F平面三角形，对称，平面三角形，对称，键的极性互相抵消（键的极性互相抵消（F合合=0），是非极性，是非极性分子分子10928正四面体型正四面体型，对称结构，对称结构，C-H键的极性键的极性互相抵消（互相抵消（F合合=0），是非极性分子，是非极性分子CHHHHF合合1、带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流，细流会、带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流，细流会发生偏转的是发生偏转的是 ()A.苯苯 B.二硫化碳二硫化碳 C.溴水溴水 D四氯化碳四氯化碳 2.2.现现已已知知0 03 3分分子子为为V V字字形形结结构构，据据理理推推断断O O3 3应应为为 (极极性性或或非极性非极性)分子，分子，0 03 3在水中的溶解度比在水中的溶解度比O O2 2要要 (大或小大或小)得多，其得多，其主要原因是主要原因是 .结论：由同种元素组成的非金属单质分子不一定结论：由同种元素组成的非金属单质分子不一定 是非性分子。是非性分子。C大大极性极性极性分子极性分子练习：练习：自学自学:科学视野科学视野表面活性剂和细胞膜表面活性剂和细胞膜 1 1、什什么么是是表表面面活活性性剂剂？亲亲水水基基团团？疏疏水水基基团团？肥肥皂皂和和 洗涤剂的去污原理是什么？洗涤剂的去污原理是什么？2 2、什么是单分子膜？双分子膜？举例说明。、什么是单分子膜？双分子膜？举例说明。3 3、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列?思考：思考：二、二、范德华力及其对物质性质的影响范德华力及其对物质性质的影响分子分子HClHBrHI范范 德德 华华 力力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价键键能共价键键能(kJ/mol)431.8366298.71.定义：把分子聚集在一起的作用力，定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。又称范德华力。请分析下表中数据请分析下表中数据2.特点：范德华力特点：范德华力 ，约比化学键能，约比化学键能 。3.3.影响范德华力大小的因素影响范德华力大小的因素（1）结构）结构的分子，相对分子质量越的分子，相对分子质量越，范德范德华力华力越越，熔、沸越，熔、沸越。单质单质相对分子质量相对分子质量熔点熔点/沸点沸点/F238-219.6-188.1Cl271-101.0-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4分子分子HClHBrHI相对分子质量相对分子质量36581128范范德德华华力力(kJ/mol)21.1423.1126.00熔点熔点/-114.8-98.5-50.8沸点沸点/-84.9-67-35.4相似相似大大大大请分析下表中数据请分析下表中数据高高结结构式构式化学式化学式相相对对分子分子质质量量沸点沸点/（1）CH3OH（甲醇）（甲醇）CH4O3264（2）CH3CH2OH（乙醇）（乙醇）C2H6O4678（3）CH3CH2CH2OH（丙醇）（丙醇）C3H6O6097四卤化碳的熔沸点与四卤化碳的熔沸点与相对原子质量的关系相对原子质量的关系分子分子相对分子相对分子质量质量分子的分子的极性极性熔点熔点/沸点沸点/CO28极性极性-205.05-191.49N228非极性非极性-210.00-195.81（2）相对分子质量）相对分子质量或或时，分子的极性越时，分子的极性越，范德华力范德华力越越，熔、沸越，熔、沸越。相同相同相近相近大大大大请分析下表中数据请分析下表中数据高高4.4.分子间的范德华力有以下几个特征：分子间的范德华力有以下几个特征：（1 1）作用力的范围很小）作用力的范围很小（2 2）很弱，约比化学键能小）很弱，约比化学键能小1 12 2个数量级，个数量级，大约只有几到几十大约只有几到几十 KJKJmolmol-1-1。（3 3）一般无方向性和饱和性）一般无方向性和饱和性 （4 4）相对分子质量越大，）相对分子质量越大，范德华力越大；分子范德华力越大；分子 的极性越大，范德华力越大的极性越大，范德华力越大（1）将干冰气化，破坏了）将干冰气化，破坏了CO2分子晶分子晶体的体的。（2）将）将CO2气体溶于水，破坏了气体溶于水，破坏了CO2分子分子。分子间作用力分子间作用力共价键共价键思考：思考：（3）解释）解释CCl4（液体）（液体）CH4及及CF4是气体，是气体，CI4是固体的原因。是固体的原因。它们均是正四面体结构，它们的分子间它们均是正四面体结构，它们的分子间作用力随相对分子质量增大而增大，相对分作用力随相对分子质量增大而增大，相对分子质量越大，分子间作用力越大。子质量越大，分子间作用力越大。分子间作用力大小分子间作用力大小:CI4 CCl4 CF4 CH4四卤化碳的熔沸点与相对原子质量的关系四卤化碳的熔沸点与相对原子质量的关系-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸沸点点（）周期周期一些氢化物的沸点一些氢化物的沸点非金属元素的氢化物在固态时是分子晶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增大，熔沸点应逐渐升高而HF、H2O、NH3却出现却出现反常反常，为什么？，为什么？说明在说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除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分子间作力之外的其他作用这种作用就是氢键氢键三、氢键三、氢键及其对物质性质的影响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与电负性很强的原子形成共价键的价键的氢原子氢原子与另与另一分子中一分子中电负性很强的原子电负性很强的原子之间的作用力之间的作用力.1.1.氢键概念氢键概念例如：例如：在在HF中中F的电负性相当大的电负性相当大,电子对强烈电子对强烈地偏向地偏向F,而而H几乎成了质子几乎成了质子(H+),这种这种H与另与另一个一个HF分子中电负性相当大、分子中电负性相当大、r小的小的F相互接相互接近时近时,产生一种特殊的分子间力产生一种特殊的分子间力氢键氢键.氢键可以表示为氢键可以表示为,如如:FHFH(1)不属于化学键不属于化学键(2)一般表示为一般表示为:XH-Y（其中（其中X、Y为为F、O、N）表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。(3)形成的两个条件形成的两个条件:与电负性大且与电负性大且r小的原子小的原子(F,O,N)相连的相连的H;在附近有电负性大在附近有电负性大,r小的原子小的原子(F,O,N).知识积累知识积累:甲醇甲醇2.氢键的存在氢键的存在（1）分子间氢键）分子间氢键氢键普遍存在于已经与氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价形成共价键的氢原子与另外的键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。原子之间。如：HF、H2O、NH3相互之间相互之间C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间相互之间（2）分子内氢键）分子内氢键某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有在邻位上有CHO、COOH、OH和和NO2时，时，可形成分子内的氢键可形成分子内的氢键 (2)(2)分子内氢键：分子内氢键：例如例如 (1)分子间氢键：分子间氢键：3.氢键键能大小氢键键能大小范围范围 氢键氢键介于范德华力和化学键之间介于范德华力和化学键之间,是一种较弱是一种较弱的作用力。的作用力。FH-FOH-ONH-N氢氢 键键 键键 能能 (kJ/mol)28.118.817.9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氢键强弱与氢键强弱与X和和Y的吸引电子的能力有关，的吸引电子的能力有关，即与即与X和和Y的电负性有关的电负性有关.它们的吸引电子能力越它们的吸引电子能力越强强(即电负性越大即电负性越大)，则氢键越强，如，则氢键越强，如F原子得电原子得电子能力最强，因而子能力最强，因而F-HF是最强的氢键是最强的氢键;原子吸原子吸引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：F-HFO-HOO-HNN-HNC原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。4.氢键强弱氢键强弱（1）分子间氢键使物质熔沸点升高）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）分子内氢键使物质熔沸点降低（3）物质的溶解性）物质的溶解性5.氢键对物质物理性质的影响：氢键对物质物理性质的影响：思考：思考：NHNH3 3为什么极易溶于水？为什么极易溶于水？NH3溶于水是形成溶于水是形成N-H还是形成还是形成O-HN?NHNH3 3溶于水形成氢溶于水形成氢键示意图如右键示意图如右,正正是这样，是这样，NHNH3 3溶于溶于水溶液呈碱性水溶液呈碱性 我们在学习化学的过程中还有什么地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？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醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高(2)低级醇易溶于水低级醇易溶于水(3)HF酸是弱酸酸是弱酸6.氢键的应用氢键的应用（04广东）下列关于氢键的说法中正确的是广东）下列关于氢键的说法中正确的是()A.每个水分子内含有两个氢键每个水分子内含有两个氢键B.在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键C.分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高D.HF.HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键练习：练习：C2.若存在氢键，溶质和溶剂之间的氢键作用力越若存在氢键，溶质和溶剂之间的氢键作用力越大大，溶解性越，溶解性越好好。1.“相似相溶相似相溶”规律：规律：非极性非极性物质一般易溶于物质一般易溶于非非极性极性溶剂，溶剂，极性极性溶质一般易溶于溶质一般易溶于极性极性溶剂。溶剂。3.若溶质若溶质遇水能反应遇水能反应将将增加增加其在水中的其在水中的溶解度溶解度。4.“相似相溶相似相溶”还适用于还适用于分子结构的相似性。分子结构的相似性。四、溶解性四、溶解性思考与交流思考与交流1.NH3是极性分子，是极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分为非极性分子，而水是极性分子，根据子，根据“相似相溶相似相溶”规律，规律，NH3易溶于水，而易溶于水，而CH4不不易溶于水。并且易溶于水。并且NH3与水分子之间还可以形成氢键，使与水分子之间还可以形成氢键，使得得NH3更易溶于水。更易溶于水。2.油漆是非极性分子，有机溶剂如（乙酸乙酯）也是油漆是非极性分子，有机溶剂如（乙酸乙酯）也是非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶相似相溶”规规律，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。律，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。3.实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是因为碘和四氯化碳都是非极性分子，非极性溶质一般因为碘和四氯化碳都是非极性分子，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。试试一试：是否重合一试：是否重合手性分子：通俗的比喻、叙述，介绍其在生命科学等方面的应用1.手性：镜像对称，在三维空间里不能重叠。手性：镜像对称，在三维空间里不能重叠。具具有有完完全全相相同同的的组组成成和和原原子子排排列列的的一一对对分分子子，如如同同左左手手与与右右手手一一样样互互为为镜镜像像，却却在在三三维维空空间间里里不不能能重重叠叠，互称手性异构体。互称手性异构体。2.2.手性异构体手性异构体3.3.手性分子：手性分子：有手性异构体的分子叫做手性分子。有手性异构体的分子叫做手性分子。五五.手性手性4.手性碳原子手性碳原子 当碳原子结合的四个原子或原当碳原子结合的四个原子或原子团各不相同时，该碳原子是手性子团各不相同时，该碳原子是手性碳原子。碳原子。手手性性分分子子在在生生命命科科学学和和生生产产手手性性药药物物方方面面有有广广泛泛的的应应用用。如如图图所所示示的的分分子子，是是由由一一家家德德国国制制药药厂厂在在19571957年年1010月月1 1日日上上市市的的高高效效镇镇静静剂剂，中中文文药药名名为为“反反应应停停”，它它能能使使失失眠眠者者美美美美地地睡睡个个好好觉觉，能能迅迅速速止止痛痛并并能能够够减减轻轻孕孕妇妇的的妊妊娠娠反反应应。然然而而，不不久久就就发发现现世世界界各各地地相相继继出出现现了了一一些些畸畸形形儿儿，后后被被科科学学家家证证实实，是是孕孕妇妇服服用用了了这这种种药药物物导导致致的的随随后后的的药药物物化化学学研研究究证证实实，在在这这种种药药物物中中，只只有有图图左左边边的的分分子子才才有有这这种种毒毒副副作作用用，而而右右边边的的分分子子却却没没有有这这种种毒毒副副作作用用。人人类类从从这这一一药药物物史史上上的的悲悲剧剧中中吸吸取取教教训训，不不久久各各国国纷纷纷纷规规定定，今今后后凡凡生生产产手手性性药药物物，必必须须把把手手性性异异构构体体分分离离开开，只只出出售售能治病的那种手性异构体的药物。能治病的那种手性异构体的药物。“反应停反应停”事件事件2.下列化合物中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是()A.CCl2F2B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OHD.CH3OHB 拓展体验拓展体验科科学学史史话话：了了解解巴巴斯斯德德实实验验室室合合成成的的有有机机物物酒石酸盐并制得手性机物酒石酸盐过程。酒石酸盐并制得手性机物酒石酸盐过程。六六.无机含氧酸的酸性无机含氧酸的酸性1.在同一周期中，处于最高价态的元素，其含氧在同一周期中，处于最高价态的元素，其含氧酸的酸性随原子序数递增，自左至右增强。酸的酸性随原子序数递增，自左至右增强。如：如：H3PO4H2SO4HClO4高氯酸是非金属含氧酸中酸性最强的无机酸高氯酸是非金属含氧酸中酸性最强的无机酸(一一)知识回顾与归纳知识回顾与归纳:2.在同一主族中，处于相同价态的不同元素，在同一主族中，处于相同价态的不同元素，其含氧酸的酸性随成酸元素的原子序数递其含氧酸的酸性随成酸元素的原子序数递增，自上而下减弱。增，自上而下减弱。如如HClOHBrOHIOHClO2HBrO2HIO2HClO3HBrO3HIO3HClO4HBrO4HIO43.同一元素若能形成几种不同价态的含氧酸，同一元素若能形成几种不同价态的含氧酸，其酸性依化合价的递增而递增；其酸性依化合价的递增而递增；如如:HClOHClO HClO HClO2 2 HClO HClO3 3 HClO HNO2 HClO4 HClO3 HClO2 HClO例如例如再再认识拓展认识拓展2.(HO)mROn，如果成酸元素如果成酸元素R不同时，则非不同时，则非羟基氧原子数羟基氧原子数n值越值越大大，即酸性越，即酸性越强强。