高中化学选修三分子的性质.pptx
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1、教学目标 知识与能力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、培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨认真的科学态度。、范德华力、氢键及其对物质性质的影响、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、采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学、培养学生分析、归纳、综合的能力第1页/共77页、从分子结构的角度,认识“相似相溶”规律。10、了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。11、能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。12、培养学生分析、归纳、综合的能力13、采用比较、讨论、归纳、总结的方法进行教学教学重点:多原子分子中
2、,极性分子和非极性分子的判断。分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响。手性分子和无机含氧酸分子的酸性教学难点:分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响。手性分子和无机含氧酸分子的酸性第2页/共77页第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第三节 分子的性质(第一课时)第3页/共77页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?即共用电子对是否偏移机会是否相同?即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第4页/共77
3、页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HClCl2第5页/共77页2、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
4、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第6页/共77页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。第7页/共77页练习: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第8页/
5、共77页问题:共价键有极性和非极性,分子是否也有问题:共价键有极性和非极性,分子是否也有极性和非极性呢?请看下面演示实验。观察现极性和非极性呢?请看下面演示实验。观察现象,说明什么问题?象,说明什么问题?现象:现象:水流水流方向有变化,而方向有变化,而CClCCl4 4流流的方向没的方向没有变化。有变化。说明说明H2O分子与分子与CCl4分子不同,分子不同,H2O分子受静电作用,分子受静电作用,CCl4分子不受静分子不受静电作用。这是由于电作用。这是由于H2O分子中正电荷的分子中正电荷的中心和负电荷的中心不重合,而中心和负电荷的中心不重合,而CCl4分分子的正电荷中心和负电荷中心重合。子的正电
6、荷中心和负电荷中心重合。第9页/共77页极性分子极性分子: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)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)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10页/共77页第一类: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、S8C70、B12第二类:第二类
7、: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、第11页/共77页在在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第12页/共77页C=O键是极性键,但键是极性键
8、,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=0OOC第13页/共77页HOH10430F1F2F合合0O-H键是极性键,共用电子对偏键是极性键,共用电子对偏O原原子,由于分子是折线型构型,两个子,由于分子是折线型构型,两个O-H键的极性不能抵消(键的极性不能抵消(F合合0),),整整个分子电荷分布不均匀,是极性分子个分子电荷分布不均匀,是极性分子第14页/共77页
9、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,是非极性分子分子第15页/共77页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合第16页/共77页1、带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流,细流会发、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生偏转的是()A.苯苯B.二硫化碳二硫化碳C.溴水溴水D
10、四氯化碳四氯化碳 2.现现已已知知03分分子子为为V字字形形结结构构,据据理理推推断断O3应应为为(极极性性或或非非极极性性)分分子子,03在在水水中中的的溶溶解解度度比比O2要要(大大或小或小)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练习:练习:第17页/共77页自学自学: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?
11、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:第18页/共77页第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第三节 分子的性质(第二课时)第19页/共77页二、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HClHBrHI范 德 华 力(kJ/mol)21.1423.1126.00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
12、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。第20页/共77页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。单质相对分子质量熔点/沸点/F238-219.6-188.1Cl271-101.0-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4分子HClHBrHI相对分子质量36581128范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.00熔点/-114.8-98.5-50.8沸点/-84.9-67-35.4相似相似大大大大请分析下表中
13、数据请分析下表中数据高高第21页/共77页结构式结构式化学式化学式相对分子质量相对分子质量沸点沸点/(1)CH3OH(甲醇)(甲醇)CH4O3264(2)CH3CH2OH(乙醇)(乙醇)C2H6O4678(3)CH3CH2CH2OH(丙醇)(丙醇)C3H6O6097四卤化碳的四卤化碳的熔沸点与相熔沸点与相对原子质量对原子质量的关系的关系第22页/共77页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,范德华力越
14、,范德华力越,熔、沸越,熔、沸越。相同相近大大请分析下表中数据请分析下表中数据高高第23页/共77页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)作用力的范围很小)作用力的范围很小(2)很弱,约比化学键能小)很弱,约比化学键能小12个数量级,个数量级,大约只有几到几十大约只有几到几十KJmol-1。(3)一般无方向性和饱和性)一般无方向性和饱和性(4)相对分子质量越大,范德华力越大;分子)相对分子质量越大,范德华力越大;分子的极性越大,范德华力越大的极性越大,范德华力越大第24页/共77页(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。(
15、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,它们的分子间作用力随相对分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,相对分子质量越大,分子间作用力越大。子质量增大而增大,相对分子质量越大,分子间作用力越大。分子间作用力大小分子间作用力大小:CI4CCl4CF4CH4第25页/共77页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第26页/共77页-15
16、0-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点沸点/周期周期一些氢化物的沸点一些氢化物的沸点第27页/共77页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
17、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第28页/共77页三、氢键及其对物质性质的影响三、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.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
18、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第29页/共77页(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:第30页/共77页甲醇甲醇第31页/共77页
19、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: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,组成可形成分子内的氢键,组成“螯合环螯合环”的特殊结构的特殊结构.第32页/共77页(2)(2)分子内氢键:分子内氢键:例如例如 (
20、1)分子间氢键:分子间氢键:第33页/共77页3.氢键键能大小范围氢键键能大小范围 氢键介于范德华力和化学键之间氢键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第34页/共77页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
21、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.氢键强弱氢键强弱第35页/共77页(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:NH3为什么极易溶于水?为什么极易
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