2019高中化学 分子的性质（基础）知识讲解学案 新人教版选修3.doc

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1、1分子的性质分子的性质【学习目标学习目标】 1、知道极性共价键和非极性共价键；结合常见物质分子立体结构会判断极性分子和非极性分子。 2、理解范德华力、氢键的概念及其对物质性质的影响。 3、从分子结构的角度，认识“相似相溶”规律。 4、了解“手性分子”的结构及其在生命科学等方面的应用。 5、能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。【要点梳理要点梳理】 要点一、共价键的极性-极性键和非极性键【高清课堂：高清课堂：分子结构与性质#键的极性与分子的极性】 1、分类依据：共用电子对是否偏移，发生偏移为极性键；不发生偏移为非极性键。说明：极性键中共用电子对偏向的一方带负电荷用 表示；共用电子对偏离的一

2、方带正电荷用 表 示。 2、判断技巧： 形成共价键的两原子是否为同种原子，如相同，为非极性键；如不同，为极性键。 原子电负性（元素非金属性）差值越大的，共用电子对偏移程度大，键的极性就越大。要点诠释：要点诠释：化学键类型和物质类别的关系 1） 、不含有化学键的物质：稀有气体分子。 2） 、只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质。如：H2、P4、金刚石等 3） 、只含极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物。如：HCl、NH3等 4） 、既有非极性共价键又有极性共价键的物质：如：H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6等 5） 、只含有离子键的物质：活泼金属与活泼非金属

3、元素形成的化合物。如：Na2S、CsCl、K2O、NaH 等 6） 、既有离子键又有非极性键的物质：如：Na2O2、CaC2等 7） 、既有离子键又有极性键的物质：如：NaOH 8） 、有离子键、共价键、配位键组成的物质：如：NH4Cl要点二、分子的极性 1、非极性分子：正负电荷中心重合的分子称为非极性分子，它的分子中各个键的极性的向量和等于零。例如：X2型双原子分子(如 H2、Cl2、Br2等)、XYn型多原子分子中键的极性互相抵消的分子(如 CO2、CCl4等)都属非极性分子。 2、极性分子：正负电荷中心不重合的分子称为极性分子，它的分子中各个键的极性向量和不等于零。例如：XY 型双原子分

4、子(如 HF、HCl、CO、NO 等),XYn型多原子分子中键的极性不能互相抵消的分子 (如 SO2、H2O、NH3等)都属极性分子。 3、分子极性的判断方法：(1).全部由非极性键构成的分子一般是非极性分子。(O3例外)(2).由极性键构成的双原子分子一定是极性分子。(3).在含有极性键的多原子分子中，如果结构对称则键的极性得到抵消，其分子为非极性分子。如果分子结构不对称，则键的极性不能完全抵消，其分子为极性分子。(4).ABn 型分子极性简便判别方法A.孤对电子法在 ABn 型分子中，若中心原子 A 无孤对电子(未成对电子)，则是非极性分子，若中心原子 A 有孤对2电子则是极性分子。例如：

5、CO2、CH4、SO3中心原子(C、S)无孤对电子，是非极性分子。而像 H2O、NH3、NP3中心原 子(O、N)有孤对电子，则为极性分子。B.空间形状法 具有平面三角形、直线形、正四面体形等完全对称结构的分子为非极性分子；而折线形、三角锥形 等非完全对称型分子为极性分子。例如：SO3、BF3(平面三角形)，CO2、CS2(直线形)、CH4、CCl4(正四面体形)的分子为非极性分子； H2O、H2S(折线形)，NH3、PH3(三角锥形)的分子是极性分子。 C.化合价法ABn 型分子中中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数(最高正价)时，该分子为非极性分子。例如：PCl5中 P 的化合价为

6、+5 价，所以 PCl5 是非极性分子。PCl3中 P 的化合价为+3 价，所以 PCl3 是极性分子。要点诠释：要点诠释：（1）极性键与极性分子，非极性键与非极性分子不存在对应关系。（2）由非极性键形成的双原子、多原子分子，其正电中心和负电中心重合，所以一般都是非极性分子。（3）含极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性向量和是否等于零而定。要点三、范德华力 1、概念：分子之间存在着一种较弱的相互作用，其结合能大约只有几个千卡摩尔-1，比化学键能约小一二个数 量级。气体分子能凝聚成液体或固体，主要就靠这种分子间作用。因为范德华第一个提出这种相互作用，所 以常叫做范德华力。 2、影响

7、因素：相对分子质量越大，范德华力越强；（主要因素）分子的极性越大，范德华力越强。 3、对物质性质的影响。 对于结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点也越高要点四、氢键【高清课堂：高清课堂：分子结构与性质#氢键】 1、概念：氢原子与电负性很大、半径很小的原子 X（F，O，N）以共价键形成强极性键 H-X，这个氢原子还可以 吸引另一个键上具有孤对电子、电负性大、半径小的原子 Y，形成具有 X-HY 形式的物质。这时氢原子与 Y 原子之间的相互作用叫做氢键（以 HY 表示） 。 分类：分子间氢键与分子内氢键 2、一般分子形成氢键必须具备两个基本条件： （1）分子中必

8、须有一个与电负性很强的元素形成强极性键的氢原子。 （2）分子中必须有带孤对电子，电负性大，原子半径小的元素。 3、影响因素：（1）氢键的强弱与 X 和 Y 的电负性大小有关，电负性越大，氢键越强。（2）氢键的强弱还和 Y 的半径大小有关，Y 的半径越小，越能接近 H-X 键，形成的氢键也越强。 4、氢键的键长和键能：氢键的键长是指 X-HY 中 X 与 Y 原子的核间距离。氢键的键能是指被破坏 HY 键所需要的能量。氢键的键能约为 15-30kJmol-1，比一般化学键的键 能小得多，和范德华力的数量级相同，比范德华力要大。35、对物质性质的影响。 （1）对沸点和熔点的影响 在同类化合物中，能

9、形成分子间氢键的物质，其熔点、沸点要比不能形成分子间氢键的物质的熔点、 沸点高些。因为要使固体熔化或液体汽化，不仅要破坏分子间的范德华力，还必须提供额外的能量破坏氢键。（2）对溶解度的影响 在极性溶剂中，如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。说明：分子内氢键的形成，使分子具有环状闭合的结构。一般会使物质的熔沸点下降,在极性溶剂中 的溶解度降低。 要点诠释：要点诠释： I、范德华力与氢键的比较 范德华力氢键概念分子之间存在着一种较弱的相互 作用氢原子与电负性很大、半径很小的原子 X（F，O，N）以 共价键形成强极性键 H-X，这个氢原子还可以吸引另一 个键上具有孤对电子、电

10、负性大、半径小的原子 Y，形 成具有 X-HY 形式的物质存在范围分子间某些含强极性键氢化物的分子间（HF、H2O、NH3）或分 子内（某些有机物）强度比较结合能大约只有几个千卡摩尔- 1，比化学键能约小一二个数量级氢键的键能约为 15-30kJmol-1，比一般化学键的键能 小得多，和范德华力的数量级相同，比范德华力要大。影响强度的因 素相对分子质量越大，范德华力越 强；（主要因素） 分子的极性越大，范德华力越强。（1）氢键的强弱与 X 和 Y 的电负性大小有关。电负性 越大，氢键越强。 （2）氢键的强弱还和 Y 的半径大小有关，Y 的半径越 小，越能接近 H-X 键，形成的氢键也越强。对物

11、质性质的 影响对于结构相似时的物质来说，相 对分子质量越大，分子间作用力 越大，物质的熔点、沸点也越高。（1）对沸点和熔点的影响 （2）对溶解度的影响 II、含范德华力或氢键的物质熔沸点大小比较规律（1）组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高。例如：熔沸点：O2N2，HIHBrHCl，CS2CO2，CCl4CH4。说明：有机物中，同系物之间遵循这个规律。（2）组成和结构不相似的物质，分子极性越大，熔沸点越高。例如：CO 与 N2，前者为极性分子后者为非极性分子，所以熔沸点：CON2（3）在同分异构体中，一般的说，支链越多，熔沸点越低。例如：沸点：正戊烷异戊烷新戊烷（4）芳香族化合物

12、中，其熔沸点高低顺序是邻间对位化合物。例如：沸点：邻二甲苯间二甲苯对二甲苯（5）当分子中存在氢键时，其熔沸点会突然增大。例如：沸点 HFHI，H2OH2Te要点五、溶解性 1、相似相溶原理 （1）极性溶剂（如水）易溶解极性物质 （2）非极性溶剂（如苯、汽油、四氯化碳、酒精等）能溶解非极性物质（Br2、I2等）（3）含有相同官能团的物质互溶，如水中含羟基（-OH）能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸。 2、影响物质溶解的因素4（1）内因：相似相溶原理（2）外因：影响固体溶解度的主要因素是温度；影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。（3）其他因素：A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，

13、溶解性越好。如：NH3。B溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如：SO2。要点六、手性【高清课堂：高清课堂：分子结构与性质#手性】 1、概念原子组成和原子排列方式相同，但是不能重合，而互为镜像关系的两种物质，互称为手性异构体 2手性碳原子的判断同一个 C 原子连接 4 个不同的原子或原子团，为手性碳原子 3手性分子的判断一般来说，分子中有手性碳原子即为手性分子。要点七、无机含氧酸的酸性【高清课堂：高清课堂：分子结构与性质#无机含氧酸的酸性】 1、经验规律：将酸改写成(HO)-mROn 的形式，n 值越大，酸性越强 2、规律：同主族,从上向下，非金属性减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱；同周期,

14、从左至右，非金属性增强，最高价氧化物对应水化物酸性增强；同一元素，不同价态的元素含氧酸酸性高价大于低价。【典型例题典型例题】 类型一：关于键的极性、分子的极性 例 1 下列对极性分子和非极性分子的认识是否正确，请用“” “”表示 （1）只含非极性键的分子一定是非极性分子 （ ） （2）含有极性键的分子一定是极性分子 （ ） （3）非极性分子一定含有非极性键 （ ） （4）极性分子一定含有极性键 （ ） 【思路点拨】本题考查共价键的极性以及共价键形成分子的极性，注意区分两者间的差别。 【解析】 （1）(4)中 O3是个特例。 （2） （3）中如 CH4这样的分子，正负电荷的中心重合，属于非极性分

15、子， 但其分子中的共价键全部都是极性键。 【答案】 （1）（2）（3）（4） 【总结升华】若形成共价键的两个原子相同，则该键必为非极性键；若不同则为极性键。由共价键构成 的分子，若高度对称、正负电荷中心重合，则该分子为非极性分子，反之为极性分子。 例 2 实验测得 BeCl2为共价化合物，两个 BeCl 键间的夹角为 180。由此可见，BeCl2属于（ ）A由极性键构成的极性分子 B由极性键构成的非极性分子C由非极性键构成的极性分子 D由非极性键构成的非极性分子 【解析】键角 180说明分子为直线形，正负电荷中心重合为非极性分子；Be、Cl 为不同原子，所以两 者之间形成的共价键是极性共价键。

16、 【答案】B 举一反三：举一反三： 【变式 1】下列固体：（1）干冰， （2）石英， （3）白磷， （4）固态四氯化碳， （5）过氧化钠，由具有极 性键的非极性分子构成的一组是 （ ） A、 （2） （3） （5） B、 （2） （3） C、 （1） （4） D、 （1） （3） （4） （5） 【解析】 （2）石英:属于直接由原子构成的物质，不存在 SiO2分子。 （3）白磷：P4中只存在非极性键，属5于非极性分子。 （5）过氧化钠：属于离子化合物。 【答案】C【变式 2】CH4、NH3、H2O 和 HF 分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是 （ ）A. CH4、NH3、H2O、HF B.

17、HF、H2O、NH3、CH4C. H2O、HF、CH4、NH3 D. HF、H2O、CH4、NH3 【解析】非金属性越强，吸引电子的能力越强，电子对偏离的程度越大；所以，共价键的极性强弱与非 金属性强弱成正比。因为：非金属性 FOCN；所以 B 正确。 【答案】B类型二： 有关范德华力、氢键概念的判断和理解 例 3 下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是 （ ）A.范德华力是决定由分子构成物质熔、沸点高低的唯一因素B.范德华力与物质的性质没有必然的联系C.范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素 【思路点拨】本题考查分子间作用力，明确范德华

18、力和分子间氢键均属于分子间作用力，注意其相同点 和不同点。 【解析】氢键会影响物质的熔沸点，所以 A 不对；范德华力与物质的化学性质无关，主要影响物质的物 理性质，但不是决定物理性质的唯一因素，所以 B、C 不对。 【答案】D 【总结升华】分子间普遍存在范德华力；分子中的氢原子与电负性很大、半径很小的原子如 F，O，N 等 以共价键形成强极性键为氢键。氢键的作用力比范德华力更强。 举一反三：举一反三： 【变式 1】你认为下列说法中正确的是 （ ）A、氢键存在于分子之间，不存在于分子之内B、对于组成和结构相似的分子，其范德华力随着相对分子质量的增大而增大C、NH3极易溶于水而 CH4难溶于水的原

19、因只是因为 NH3是极性分子，CH4是非极性分子D、冰熔化时只破坏范德华力 【解析】A 中：某些有机物分子内也可能形成氢键；C 中：除了相似相溶原理，NH3与水分子之间可以形 成氢键，也是它极易溶于水的原因。D 中水分子间还存在氢键。 【答案】B类型三：有关物质的溶解性、手性、酸性等的判断和理解 例 4 下列说法正确的是 （ ）A. HF、HCl、HBr、HI 的熔点沸点依次升高。B. H2O 的熔点、沸点大于 H2S 的是由于 H2O 分子之间存在氢键。C. 乙醇分子与水分子之间只存在范德华力。D. 氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为 HClOHClO2HClO3HClO4 【思路点拨】本题

20、考查分子物理性质及其影响因素，注意“结构决定性质”的理解。 【解析】A 错，因为 HF 分子间存在氢键，所以沸点最高；C 中，乙醇分子间也存在氢键；根据含氧酸的 酸性强弱规律：(HO)-mROn 中 n 越大，酸性越强，所以 HClO4的酸性是最强的。 【答案】B 【总结升华】物质的溶沸点受分子间作用力影响且正相关；无机含氧酸酸性受经验规律及非金属性影响； 分子的手性受连接原子团的影响。 例 5 下列化合物中含有手性碳原子的是( )6ACF2 B CCH3CH2OH D【解析】根据手性分子的规律：如果碳原子相连的四个原子或原子团不同时，则该碳原子为手性碳原子； 所以，只有 D 符合题意。 【答案】D 举一反三：举一反三： 【变式 1】下列物质中，难溶于 CCl4的是 （ ） A碘单质 B 水 C 苯 D甲烷 【解析】根据相似相溶规律：A、C、D 与 CCl4分子都是非极性分子，只有 B 是极性分子。 【答案】B