第三节分子的性质PPT讲稿.ppt
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1、第三节分子的性质第1页,共48页,编辑于2022年,星期二第三节第三节分子的性质分子的性质(第一课时)(第一课时)教学目标:教学目标:1、了解极性共价键和非极性共价键;2、结合常见物质分子立体结构,判断极性分子和非极性分子;3、知道范德华力、氢键及其对物质性质的影响,能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。认识“相似相溶”规律。4、能举例说明化学键和分子间作用力的区别,例举含有氢键的物质6、了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。8、培养学生分析、归纳、综合的能力教学重点:教学重点:1 1、多原子分子中,极性分子和非极性分子的判断。、多原子分子中,极性分子和非极性分子的判断。2 2、分子间
2、作用力、氢键及其对物质性质的影响、分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响教学难点:教学难点:手性分子和无机含氧酸分子的酸性手性分子和无机含氧酸分子的酸性 第2页,共48页,编辑于2022年,星期二一、键的极性和分子的极性一、键的极性和分子的极性写出:写出:Cl2、HCl的电子式的电子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(一)键的极性电负性电负性2.13.0?第3页,共48页,编辑于2022年,星期二极性分子极性分子: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
3、否重合是否重合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)分子的极性问题:键的极性和分子的极性间有什么关系呢?问题:键的极性和分子的极性间有什么关系呢?第4页,共48页,编辑于2022年,星期二小结:小结:1、分子的极性与键的极性的关系:、分子的极性与键的极性的关系:分子分子共价共价键键的极性的极性分分子子中中正正负负电电荷中心荷中心分子的极性分子的极性举举例例H2、N2、O2、P4、C60非极性分子非极性分子重合重合非极性键非极性键同核同核原子分原子分子子
4、异核异核双原子双原子分子分子异核多原异核多原子分子子分子极性键极性键分子中各键分子中各键向量和为零向量和为零分子中各键向量分子中各键向量和不为零和不为零重合重合不重合不重合不重合不重合非极性分子非极性分子极性分子极性分子极性分子极性分子CO、HClCO2、CH4HCN、H2O、NH3、CH3Cl具有空间对具有空间对称结构,中称结构,中心原子无孤心原子无孤对电子对电子不具有空间对不具有空间对称结构,中心称结构,中心原子有孤对电原子有孤对电子子分子分子共价共价键键的极性的极性分子的极性分子的极性举举例例双原子分子双原子分子多原子分子多原子分子非极性分子非极性分子非极性键非极性键极性键极性键极性分子
5、极性分子CO、HClO2、N2分子的空间构型对称分子的空间构型对称分子的空间构型不对称分子的空间构型不对称非极性分子非极性分子极性分子极性分子CO2、CH4HCN、H2O、NH3、CH3Cl第5页,共48页,编辑于2022年,星期二总结:键的极性与分子极性的关系A A、一般由非极性键构成的分子一定是非极、一般由非极性键构成的分子一定是非极 性分子。(如:性分子。(如:O O3 3等例外)等例外)B B、极性键结合形成的双原子分子一定为极、极性键结合形成的双原子分子一定为极 性分子。性分子。C C、极性键结合形成的多原子分子,可能为、极性键结合形成的多原子分子,可能为 非极性分子,也可能为极性分
6、子。非极性分子,也可能为极性分子。D D、多原子分子的极性,应有键的极性和分、多原子分子的极性,应有键的极性和分子的空间构型共同来决定。子的空间构型共同来决定。第6页,共48页,编辑于2022年,星期二思考与交流 P45第7页,共48页,编辑于2022年,星期二4H2O2Cl2HClP4C60CO2HCNH2ONH3BF3CH4CH3Cl第8页,共48页,编辑于2022年,星期二练习:、下列各组分子中,含极性键都为非极性练习:、下列各组分子中,含极性键都为非极性分子的是分子的是()A、CO2、H2SB、CH4、C2H4C、Cl2、C2H2D、NH3、HClB2、NF3和和NH3的空间构型是如何
7、的,的空间构型是如何的,NF键和键和NH键中,极性较强的是?键中,极性较强的是?第9页,共48页,编辑于2022年,星期二二、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范德范德华华力力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价共价键键键键能能(kJ/mol)431.8366298.7结论:结论:范德华力很弱,约比化学键能小范德华力很弱,约比化学键能小1-21-2数量级数量级问题:问题:物质在不同条件下三态变化说明了什么?物质在不同条件下三态变化说明了什么?结论:结论:说明了分子之间也存在着作用力,这种作用力说明了分子之间也存在着作用力,这种作用
8、力就叫做分子间作用力,也叫做范得华力。就叫做分子间作用力,也叫做范得华力。第10页,共48页,编辑于2022年,星期二分子分子HClHBrHI相对分子质量相对分子质量36581128范德华力范德华力(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影响范德华力大小的因素影响范德华力大小的因素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结论:结构相似,相对分子质量越大,结论:结构相似,相对分子质
9、量越大,范德华力范德华力越大越大第11页,共48页,编辑于2022年,星期二分子分子相对分子相对分子质量质量分子的极分子的极性性熔点熔点/沸点沸点/CO28极性极性-205.05-191.49N228非极性非极性-210.00-195.81结论:相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,结论:相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力范德华力越大越大练习:下列叙述正确的是:练习:下列叙述正确的是:A氧气的沸点低于氮气的沸点氧气的沸点低于氮气的沸点B、稀有气体原子序数越大沸点越高稀有气体原子序数越大沸点越高C、分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低D、同周期
10、元素的原子半径越小越易失去电子同周期元素的原子半径越小越易失去电子(BC)第12页,共48页,编辑于2022年,星期二对范德华力的理解l分子间作用力比化学键弱得多,它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性分子间作用力比化学键弱得多,它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质,而化学键主要影响物质的化学性质。等物理性质,而化学键主要影响物质的化学性质。l分子间作用力只存在于由分子构成的物质之间,离子化合物、原子分子间作用力只存在于由分子构成的物质之间,离子化合物、原子化合物、金属之间不存在范德华力。化合物、金属之间不存在范德华力。l分子间作用力范围很小,即分子充分接近时才有相互间的作用力。分子间作用
11、力范围很小,即分子充分接近时才有相互间的作用力。l分子的大小、分子的极性对范德华力有显著影响。结构相似的分子,相分子的大小、分子的极性对范德华力有显著影响。结构相似的分子,相对分子质量越大范德华力越大;分子的极性越大,范德华力也越大。对分子质量越大范德华力越大;分子的极性越大,范德华力也越大。探究:探究:为什么水的沸点比为什么水的沸点比H2S、H2Se、H2Te的沸的沸点都要高?为什么点都要高?为什么HF是弱酸?是弱酸?第13页,共48页,编辑于2022年,星期二第二课时第二课时第二课时第二课时 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是一种特殊的分子间作用力,它是由已经与电是
12、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负性很强的原子形成共价键的价键的氢原子氢原子与另一分子中与另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.(不属于化学键不属于化学键)一般表示为一般表示为XH-Y(其中(其中X、Y为为F、O、N)1、氢键概念、氢键概念第14页,共48页,编辑于2022年,星期二以以HF为例为例,F的电负性相当大的电负性相当大,电子对偏向电子对偏向F,而而H几乎成了质子几乎成了质子,这种这种H与其它分子中电负性相当与其它分子中电负性相当大、大、r小的原子相互接近时小的原子相互接近时,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
13、.表示为表示为:FHFHFHOH两个条件两个条件:1.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;2.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).H第15页,共48页,编辑于2022年,星期二2、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形成共价键的形成共价键的氢原子与另外的氢原子与另外的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,例如当苯酚在邻位某些
14、物质在分子内也可形成氢键,例如当苯酚在邻位上有上有CHO、COOH、OH和和NO2时,可形成时,可形成分子内的氢键,组成分子内的氢键,组成“螯合环螯合环”的特殊结构的特殊结构第16页,共48页,编辑于2022年,星期二分子内氢键分子内氢键分子内氢键分子内氢键第17页,共48页,编辑于2022年,星期二FH-FOH-ONH-N氢键键能氢键键能(kJ/mol)28.118.820.9共价键键能共价键键能(kJ/mol)568462.8390.83、氢键键能大小:、氢键键能大小:结论:氢键介于范德华力和化学键之间结论:氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较强的是一种较强的分子分子间间作用力作用力第1
15、8页,共48页,编辑于2022年,星期二氢键强弱与氢键强弱与X和和Y的吸引电子的能力有关,它们的的吸引电子的能力有关,它们的能力越强,则氢键越强,如能力越强,则氢键越强,如F原子得电子能力最强,因原子得电子能力最强,因而而F-HF是最强的氢键是最强的氢键原子吸引电子能力不同,氢键强原子吸引电子能力不同,氢键强弱变化顺序如下:弱变化顺序如下: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、氢键强弱第19页,共48页,编辑于2022年,星期二思考题:思考题:1、为什么冰的密度比液态水小、为什么冰的密度比液态水小?邻邻羟羟基
16、基苯苯甲甲醛醛的的-OH和和-CHO之之间间能能形形成成分分子子内内氢氢键键后后就就不不易易形形成成分分子子间间氢氢键键,而而对对羟羟基基苯苯甲甲醛醛却易形成分子间氢键。却易形成分子间氢键。邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的低。邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的低。2、为为什什么么邻邻羟羟基基苯苯甲甲醛醛的的沸沸点点比比对对羟羟基基苯苯甲甲醛的低?醛的低?随随着着温温度度的的降降低低水水分分子子间间就就易易形形成成分分子子间间氢氢键键而而成成为为缔缔合合分分子子,分分子子间间间间隔隔增增大大,使使得得等等量量冰冰的的体体积积比液态水的体积增大。比液态水的体积增大。冰的密度比液态水小。冰的密度比
17、液态水小。第20页,共48页,编辑于2022年,星期二2)对水和冰密度的影响。水除了熔、沸点显著高于同族外,还有另一个反常现)对水和冰密度的影响。水除了熔、沸点显著高于同族外,还有另一个反常现象,就是它在象,就是它在4时密度最大。这是因为在时密度最大。这是因为在4以上时,分子的热运动是以上时,分子的热运动是主要的,使水的体积膨胀,密度减小;主要的,使水的体积膨胀,密度减小;在在4以下时,分子间的热运动以下时,分子间的热运动降低,形成氢键的倾向增加,形成分子间氢键越多,分子间的空隙越大。降低,形成氢键的倾向增加,形成分子间氢键越多,分子间的空隙越大。当水结成冰时,全部水分子都以氢键连接,形成空旷
18、的结构。见图当水结成冰时,全部水分子都以氢键连接,形成空旷的结构。见图7-33在冰中每个在冰中每个H原子都参与形成氢键,结果原子都参与形成氢键,结果使水分子按四面体分布,每个氧原子周围都使水分子按四面体分布,每个氧原子周围都有四个氢。这样的结构空旷了,密度也降低有四个氢。这样的结构空旷了,密度也降低了。了。(3)对物质溶解度的影响。在极性溶剂)对物质溶解度的影响。在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间形成中,如果溶质分子与溶剂分子之间形成氢键,则溶质的溶解度增大。如氢键,则溶质的溶解度增大。如HF、NH3极易溶于水。如果溶质分子形成分子极易溶于水。如果溶质分子形成分子内氢键,在极性溶剂中溶解
19、度减小,而在内氢键,在极性溶剂中溶解度减小,而在非极性溶剂中溶解度增大。非极性溶剂中溶解度增大。第21页,共48页,编辑于2022年,星期二氢键的特点氢键的特点分子欲形成氢键必须具备两个基本条件,分子欲形成氢键必须具备两个基本条件,其一是分子中必须有其一是分子中必须有一个与电负性很强的元素形成强极性键的氢原子。一个与电负性很强的元素形成强极性键的氢原子。其二是分子其二是分子中必须有带孤电子对,电负性大,而且原子半径小的元素。中必须有带孤电子对,电负性大,而且原子半径小的元素。(1)氢键具有方向性。它是指)氢键具有方向性。它是指Y原子与原子与XY形成氢键时,尽形成氢键时,尽可能使氢键的方向与可能
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