第三節(jié) 分子的性質(zhì)(全部課時課件).ppt

第三節(jié)分子的性質(zhì) 2020年3月10日星期二 一 鍵的極性和分子的極性 1 離子鍵 共價鍵 2 極性鍵與非極性鍵 復(fù)習(xí)回憶 非極性鍵 共用電子對無偏向 電荷分布均勻 極性鍵 共用電子對有偏向 電荷分布不均勻 1 極性鍵與非極性鍵 2 共用電子對不偏向或有偏向是由什么因素引起的呢 這是由于原子對共用電子對的吸引力不同造成的 1 鍵的極性的判斷依據(jù)是什么 共用電子對是否有偏向 思考與交流 同種元素原子間形成的共價鍵是非極性鍵 不同種元素原子間形成的共價鍵是極性鍵 3 何謂電負(fù)性 4 分別以H2 HCl為例 探究電負(fù)性對共價鍵極性有何影響 復(fù)習(xí)回憶 練習(xí)與鞏固 指出下列物質(zhì)中化學(xué)鍵的類型F2HFNaOHN2Na2O2H2O2CH3COOH 練習(xí)與鞏固 1 含有非極性鍵的離子化合物是 A NaOHB Na2O2C NaClD NH4Cl2 下列元素間形成的共價鍵中 極性最強(qiáng)的是 A F FB H FC H ClD H O B B 2 極性分子與非極性分子 極性分子 正電中心和負(fù)電中心不重合 非極性分子 正電中心和負(fù)電中心重合 常見的極性分子和非極性分子 共用電子對 HCl分子中 共用電子對偏向Cl原子 Cl原子一端相對地顯負(fù)電性 H原子一端相對地顯正電性 整個分子的電荷分布不均勻 HCl為極性分子 以極性鍵結(jié)合的雙原子分子為極性分子 含有極性鍵的分子一定是極性分子嗎 在ABn分子中 A B鍵看作AB原子間的相互作用力 根據(jù)中心原子A所受合力是否為零來判斷 F合 0 為非極性分子 極性抵消 F合 0 為極性分子 極性不抵消 思考 分析方法 物理模型法 從力的角度分析 C O鍵是極性鍵 但從分子總體而言CO2是直線型分子 兩個C O鍵是對稱排列的 兩鍵的極性互相抵消 F合 0 整個分子沒有極性 電荷分布均勻 是非極性分子 180 F1 F2 F合 0 105o F1 F2 F合 0 O H鍵是極性鍵 共用電子對偏O原子 由于分子是折線型構(gòu)型 兩個O H鍵的極性不能抵消 F合 0 整個分子電荷分布不均勻 是極性分子 BF3 NH3 120 107 18 三角錐型 不對稱 鍵的極性不能抵消 是極性分子 F1 F2 F3 平面三角形 對稱 鍵的極性互相抵消 F合 0 是非極性分子 109 28 正四面體型 對稱結(jié)構(gòu) C H鍵的極性互相抵消 F合 0 是非極性分子 思考與交流 常見分子的構(gòu)型及分子的極性 雙原子分子 H2 Cl2無無直線型非極性 HCl有無直線型極性 H2O有105 V型極性 CO2有180 直線型非極性 三原子分子 四原子分子 NH3有107 18 三角錐型極性 BF3有120 平面三角形非極性 CH4有109 28 正四面體型非極性 五原子 H2 O2 N2 Cl2 非極性分子 重合 非極性鍵 極性鍵 不重合 極性分子 CO HCl 極性鍵 極性鍵 重合 不重合 非極性分子 極性分子 CO2 CH4 HCN H2O NH3 CH3Cl 總結(jié)與歸納 非極性鍵 重合 非極性分子 P4 C60 同核多原子分子 分子的極性 分子的空間結(jié)構(gòu) 鍵角 鍵的極性 3 鍵的極性與分子極性的關(guān)系 只含有非極性鍵的分子一定是非極性分子 極性鍵結(jié)合形成的雙原子分子一定為極性分子 極性鍵結(jié)合形成的多原子分子 可能為非極性分子 也可能為極性分子 多原子分子的極性 應(yīng)有鍵的極性和分子的空間構(gòu)型共同來決定 若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素原子的最外層電子數(shù) 則為非極性分子 若不等則為極性分子 練習(xí) 判斷下列分子是極性分子還是非極性分子 PCl3 CCl4 CS2 SO2 非極性分子 4 判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律 什么事實可證明H2O中確實存在極性 實驗 思考 動畫放映 自學(xué) 科學(xué)視野 表面活性劑和細(xì)胞膜 1 什么是表面活性劑 親水基團(tuán) 疏水基團(tuán) 肥皂和洗滌劑的去污原理是什么 2 什么是單分子膜 雙分子膜 舉例說明 3 為什么雙分子膜以頭向外而尾向內(nèi)的方式排列 思考 二 范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響 氣體在加壓或降溫是為什么會變?yōu)橐后w 固體 因為存在一種把分子聚集在一起的作用力而我們把這種作用力稱為分子間作用力 又叫范德華力 1 范德華力與化學(xué)鍵的強(qiáng)度比較 范德華力很弱 約比化學(xué)鍵鍵能小1 2數(shù)量級 2 范德華力與相對分子質(zhì)量的關(guān)系 結(jié)構(gòu)相似的分子 相對分子質(zhì)量越大 范德華力越大 3 范德華力與分子的極性的關(guān)系 相對分子質(zhì)量相同或相近時 分子的極性越大 范德華力越大 Ar的相對分子質(zhì)量比CO大 為什么其分子間作用力反而小 4 范德華力對物質(zhì)熔沸點的影響 學(xué)與問 怎樣解釋單質(zhì)從F2 I2的熔 沸點越來越高 組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì) 相對分子質(zhì)量越大 其分子間作用力越大 物質(zhì)的熔 沸點越高 對范德華力的理解 分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多 它主要影響物質(zhì)的熔點 沸點 溶解性等物理性質(zhì) 而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 分子間作用力只存在于由分子構(gòu)成的物質(zhì)中 離子化合物 金屬單質(zhì)等物質(zhì)中不存在范德華力 分子間作用力范圍很小 即分子充分接近時才有相互間的作用力 相對分子質(zhì)量的大小 分子的極性對范德華力有顯著影響 結(jié)構(gòu)相似的分子 相對分子質(zhì)量越大范德華力越大 分子的極性越大 范德華力也越大 科學(xué)視野 壁虎與范德華力 化學(xué)鍵與范德華力區(qū)別 相鄰原子之間 作用力強(qiáng)烈 影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì) 分子之間 作用力微弱 影響物質(zhì)的物理性質(zhì) 熔 沸點及溶解度等 思考與交流 從左幅圖中得到什么信息 如何用分子間作用力力解釋曲線形狀 結(jié)論 H2O NH3 HF比同主族氫化物的沸點高 猜想 H2O NH3 HF分子間除了范德華力之外 是否還存在一種作用力 已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價鍵的氫原子 如水分子中的氫 與另一個分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子 如水分子中的氧 之間的作用力 1 氫鍵的概念 三 氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響 3 氫鍵的本質(zhì) 是一種靜電作用 是除范德華力外的另一種分子間作用力 氫鍵的強(qiáng)度大小 介于化學(xué)鍵與范德華力之間 不屬于化學(xué)鍵 但也有鍵長 鍵能 課本P49資料卡片 2 氫鍵的表示 思考討論 從H2O NH3 HF的成鍵情況和中心原子價層電子等討論形成氫鍵的條件 X H Y 氫鍵 X Y為電負(fù)性較強(qiáng) 有孤對電子的原子 N O F 4 氫鍵的形成條件 分子欲形成氫鍵必須具備兩個基本條件 其一是分子中必須有一個與電負(fù)性很強(qiáng)的元素形成強(qiáng)極性鍵的氫原子 其二是分子中必須有帶孤電子對 電負(fù)性大 而且原子半徑小的元素 1 氫鍵具有方向性 它是指Y原子與X H形成氫鍵時 盡可能使氫鍵的方向與X H鍵軸在同一條直線上 這樣可使X與Y的距離最遠(yuǎn) 兩原子電子云間的斥力最小 因此形成的氫鍵愈強(qiáng) 體系愈穩(wěn)定 2 氫鍵具有飽和性 它是指每一個X H只能與一個Y原子形成氫鍵 這是因為氫原子的半徑比X和Y的原子半徑小很多 當(dāng)X H與一個Y原子形成氫鍵X H Y之后 如有另一個極性分子Y原子接近時 則這個原子受到X Y強(qiáng)烈排斥 其排斥力比受正電荷的H的吸引力大 故這個H原子未能形成第二個氫鍵 5 氫鍵的特點 6 氫鍵的種類 分子內(nèi)氫鍵 分子間氫鍵 7 氫鍵對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響 氫鍵對物質(zhì)熔沸點的影響分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點升高分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點降低 氫鍵對物質(zhì)溶解性的影響極性溶劑里 溶質(zhì)分子與溶劑分子間的氫鍵使溶質(zhì)溶解度增大 如 氨極易溶于水 而當(dāng)溶質(zhì)分子形成分子內(nèi)氫鍵時使溶質(zhì)在極性溶劑中溶解度減小 用氫鍵的知識解釋下列問題 1 H2O的熔沸點為什么比硫化氫的高 2 液態(tài)水分子式為何可寫成 H2O n 3 為什么水和乙醇可以完全互溶 4 為什么氨易液化 交流研討 水除了熔 沸點顯著高于同族外 還有另一個反?，F(xiàn)象 就是它在4 時密度最大 這是因為在4 以上時 分子的熱運動是主要的 使水的體積膨脹 密度減小 在4 以下時 分子間的熱運動降低 形成氫鍵的傾向增加 形成分子間氫鍵越多 分子間的空隙越大 當(dāng)水結(jié)成冰時 全部水分子都以氫鍵連接 形成空曠的結(jié)構(gòu) 見圖7 39 資料卡片 氫鍵對水和冰密度的影響 小結(jié) 定義 范德華力 氫鍵 共價鍵 作用微粒 分子間普遍存在的作用力 已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價鍵的氫原子與另一分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力 原子之間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵 相鄰原子之間 分子間或分子內(nèi)氫原子與電負(fù)性很強(qiáng)的F O N之間 分子之間 強(qiáng)弱 弱 較強(qiáng) 很強(qiáng) 對物質(zhì)性質(zhì)的影響 范德華力越大 物質(zhì)熔沸點越高 對某些物質(zhì) 如水 氨氣 的溶解性 熔沸點都產(chǎn)生影響 物質(zhì)的穩(wěn)定性 1 下列分子中 不能形成氫鍵的是 A NH3B HFC C2H5OHD CH42 固體冰中不存在的作用力是 A 離子鍵B 極性鍵C 氫鍵D 范德華力3 假如水分子間沒有氫鍵的結(jié)合 則水的沸點和熔點將 A 增大B 降低C 不變D 無法判斷 D A B 4 下列事實與氫鍵有關(guān)的是 A 水加熱到很高的溫度都難以分解B 水結(jié)成冰體積膨脹 密度變小C CH4 SiH4 GeH4 SnH4的熔點隨相對分子質(zhì)量的增大而升高D HF HCl HBr HI的熱穩(wěn)定性依次減弱 B 5 下列關(guān)于范德華力影響物質(zhì)性質(zhì)的敘述中 正確的是 A 范德華力是決定由分子構(gòu)成物質(zhì)熔 沸點高低的唯一因素B 范德華力與物質(zhì)的性質(zhì)沒有必然的聯(lián)系C 范德華力能夠影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)D 范德華力僅是影響物質(zhì)部分物理性質(zhì)的一種因素 D 6 04廣東 下列關(guān)于氫鍵的說法中正確的是 A 每個水分子內(nèi)含有兩個氫鍵B 在所有的水蒸氣 水 冰中都含有氫鍵C 分子間能形成氫鍵 使物質(zhì)的熔沸點升高D HF穩(wěn)定性很強(qiáng) 是因為其分子間能形成氫鍵 C 蔗糖和氨易溶于水 難溶于四氯化碳 而萘和碘卻易溶于四氯化碳 難溶于水 現(xiàn)象 相似相溶 的規(guī)律 非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑 極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑 水和甲醇相互溶解 氫鍵的存在增大了溶解性 四 溶解性 1 內(nèi)因 相似相溶 原理 相似相溶 原理還是適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性 溶質(zhì)與溶劑的分子結(jié)構(gòu)越相似 其溶解度越大 如低碳醇與水互溶 而高碳醇在水中的溶解度卻很小 2 外因 影響固體溶解度的主要因素是溫度 影響氣體溶解度的主要因素是溫度和壓強(qiáng) 3 其他因素 A 如果溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵 則溶解度增大 如 NH3 B 溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)時可增大其溶解度 如 SO2 思考與交流 PtCl2 NH3 2可以形成兩種固體 一種為淡黃色 在水中的溶解度小 另一種為黃綠色 在水中的溶解度較大 請回答下列問題 PtCl2 NH3 2是平面四邊形結(jié)構(gòu) 還是四面體結(jié)構(gòu) 請在以下空格內(nèi)畫出這兩種固體分子的幾何構(gòu)型圖 淡黃色固體 黃綠色固體 淡黃色固體物質(zhì)是由分子組成 黃綠色固體物質(zhì)是由分子組成 填 極性 或 非極性 黃綠色固體在水中溶解度比淡黃色固體大 原因是 平面四邊形 非極性 極性 五 手性 觀察一下兩組圖片 有何特征 左手和右手不能疊合 左右手互為鏡像 具有完全相同的組成和原子排列的一對分子 如同左手和右手一樣互為鏡像 在三維空間無論如何旋轉(zhuǎn)不能重疊 這對分子互稱手性異構(gòu)體 有手性異構(gòu)體的分子稱為手性分子 中心原子稱為手性原子 1 手性異構(gòu)體的特征 分子組成和原子排列完全相同 三維空間里不能重疊 例如 乳酸分子CH3CH OH COOH有以下兩種手性異構(gòu)體 最常見的手性分子是含手性碳原子的有機(jī)物分子 觀察下列手性碳原子有什么共同特點 判斷一種有機(jī)物是否具有手性異構(gòu)體 可以看其是否含有手性碳原子 B 2 手性碳原子的判斷 連有四個不同的原子或原子團(tuán)的碳原子 當(dāng)普通光通過一個偏振的透鏡時 一部分光就被擋住了 只有振動方向與棱鏡晶軸平行的光才能通過 這種只在一個平面上振動的光稱為平面偏振光 簡稱偏振光 偏振光的振動面化學(xué)上習(xí)慣稱為偏振面 當(dāng)平面偏振光通過手性化合物溶液后 偏振面的方向就被旋轉(zhuǎn)了一個角度 這種能使偏振面旋轉(zhuǎn)的性能稱為旋光性 opticalactivity 手性化合物都具有旋光性 在有機(jī)化學(xué)中 凡是手性分子都具有旋光性 有些手性分子旋光度很小 而非手性分子則沒有旋光性 資料卡片 B C 2 有機(jī)物X的結(jié)構(gòu)簡式為若使X通過化學(xué)變化 失去光學(xué)活性 可能發(fā)生的反應(yīng)類型有 A 酯化B 水解C 氧化D 還原E 消去F 縮聚 ABCD 生活中的手性 鏡象 手性分子在生命科學(xué)和生產(chǎn)手性藥物方面有廣泛的應(yīng)用 如圖所示的分子 是由一家德國制藥廠在1957年10月1日上市的高效鎮(zhèn)靜劑 中文藥名為 反應(yīng)停 它能使失眠者美美地睡個好覺 能迅速止痛并能夠減輕孕婦的妊娠反應(yīng) 然而 不久就發(fā)現(xiàn)世界各地相繼出現(xiàn)了一些畸形兒 后被科學(xué)家證實 是孕婦服用了這種藥物導(dǎo)致的 隨后的藥物化學(xué)研究證實 在這種藥物中 只有圖左邊的分子才有這種毒副作用 而右邊的分子卻沒有這種毒副作用 人類從這一藥物史上的悲劇中吸取教訓(xùn) 不久各國紛紛規(guī)定 今后凡生產(chǎn)手性藥物 必須把手性異構(gòu)體分離開 只出售能治病的那種手性異構(gòu)體的藥物 反應(yīng)停 事件 資料卡片 閱讀 手性合成和手性催化 3 手性的應(yīng)用 科學(xué)史話 巴斯德與手性 例題 下列說法不正確的是A 互為手性異構(gòu)體的分子組成相同 官能團(tuán)不同B 手性異構(gòu)體的性質(zhì)不完全相同C 手性異構(gòu)體是同分異構(gòu)體的一種D 利用手性催化劑合成可得到或主要得到一種手性分子 A 比較下列含氧酸酸性的強(qiáng)弱 六 無機(jī)含氧酸分子的酸性 1 H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4 3 HClOHClO2HClO3HClO4 2 HClO4HBrO4HIO4 同周期的最高價含氧酸 自左至右 隨中心原子原子序數(shù)增大 酸性增強(qiáng) 同主族的最高價含氧酸 自上而下 隨中心原子原子序數(shù)增大 酸性減弱 同一元素不同價態(tài)的含氧酸 化合價越高 酸性越強(qiáng) 含氧酸的通式可寫成 HO mROnm 羥基氧的個數(shù)n 非羥基氧的個數(shù)例 HClO4即HOClO3m 1 n 3酸性的強(qiáng)弱取決于羥基氫的釋放難易 而羥基氫的釋放又取決于羥基氧的電子密度 若羥基氧的電子密度小 易釋放氫 酸性強(qiáng) 1 無機(jī)含氧酸酸性的定性判斷 H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4 羥基氧的電子密度取決于 中心原子R的電負(fù)性 半徑 非羥基氧的數(shù)目 1 若R的電負(fù)性大 半徑小則羥基氧電子密度小 酸性強(qiáng) 2 非羥基氧的數(shù)目多 可使羥基氧上的電子密度小 酸性強(qiáng) 例如 R電負(fù)性1 902 192 583 16 半徑 非羥基氧0123 酸性 含氧酸的酸性取決于中心原子的電負(fù)性 原子半徑和非羥基氧原子的數(shù)目 中心原子的電負(fù)性越大