第三节 分子结构与物质的性质ppt课件 -（2019新）人教版高中化学选择性必修二.ppt

1、一、共价键的极性一、共价键的极性（一）键的极性和分子的极性（一）键的极性和分子的极性1、键的极性：、键的极性：共价键共价键极性共价键极性共价键非极性共价键非极性共价键成键原子成键原子不同种原子（电负性不同）不同种原子（电负性不同）同种原子（电负性相同）同种原子（电负性相同）电子对电子对发生偏移发生偏移不发生偏移不发生偏移成键原子成键原子的电性的电性一个原子呈正电性一个原子呈正电性(+)，一个原子呈负电性（一个原子呈负电性（）电中性电中性示例示例H2、O2、Cl2等等注：（注：（1）电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强）电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强（2）共用电子对偏移程度

2、越大，键的极性越强）共用电子对偏移程度越大，键的极性越强2 2、分子的极性：、分子的极性：(1)极性分子：分子中的正电中心和负电中心不重极性分子：分子中的正电中心和负电中心不重合，使分子的某一个部分呈正电性合，使分子的某一个部分呈正电性(+),另一部分另一部分呈负电性呈负电性(-),这样的分子是极性分子。这样的分子是极性分子。 (2)非极性分子：分子中的正电中心和负电非极性分子：分子中的正电中心和负电中心重合，这样的分子是非极性分子。中心重合，这样的分子是非极性分子。 3 3、分子极性的判断、分子极性的判断（1）可依据分子中化学键的极性的向量和进行判断）可依据分子中化学键的极性的向量和进行判断

3、分子的极性必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于分子的极性必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于0而定。当分子中各个键的极性的向量和等于而定。当分子中各个键的极性的向量和等于0时，是非极时，是非极性分子，否则是极性分子。性分子，否则是极性分子。（2）可根据分子中的正电中心和负电中心是否重合判断）可根据分子中的正电中心和负电中心是否重合判断（3 3）化合价法）化合价法ABn型分子中，型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价层电子数时价层电子数时，该分子为，该分子为非极性分子非极性分子，此时分子的，此时分子的空间结空间结构是对称构是对称的；若中心

4、原子的化合价的绝对值不等于其价层的；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价层电子数，则分子的空间结构不是对称的，其分子为极性分电子数，则分子的空间结构不是对称的，其分子为极性分子。具体实例如表所示：子。具体实例如表所示：化学式化学式BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2中心原子化合价的绝中心原子化合价的绝对值对值3 34 45 56 62 23 34 4中心原子价层电子数中心原子价层电子数3 34 45 56 66 65 56 6分子极性分子极性非极性非极性非极性非极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性极性极性极性注：注：a、一般情况下，单质分子为非极性分子，、一般情况下，单质分子为非极

5、性分子，但但O3是是V形分子，其空间结构不对称，形分子，其空间结构不对称， O3中中的共价键是极性共价键，故的共价键是极性共价键，故O3为极性分子为极性分子 b、H2O2的结构式为的结构式为HOH,空间结构是空间结构是 是不对称的，为极性分子。是不对称的，为极性分子。 答：答：答：（二）键的极性对化学性质的影响（二）键的极性对化学性质的影响（二）键的极性对化学性质的影响（二）键的极性对化学性质的影响1、键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中、键的极性对羧酸酸性大小的影响实质是通过改变羧基中羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越容易电离羟基的极性而实现的，羧基中羟基的极性越大，越

6、容易电离出出H+,则羧酸的酸性越大。则羧酸的酸性越大。2、与羧基相邻的共价键的极性越大，过传导作用使羧基、与羧基相邻的共价键的极性越大，过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越大。中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越大。3、烃基是推电子基团，即将电子推向羟基，从而减小羟、烃基是推电子基团，即将电子推向羟基，从而减小羟基的极性，导致羧酸的酸性减小。一般地，烃基越长，推基的极性，导致羧酸的酸性减小。一般地，烃基越长，推电子效应越大，羧酸的酸性越小。电子效应越大，羧酸的酸性越小。思考与讨论：思考与讨论：你已学过很多物质的化学性质，请举例你已学过很多物质的化学性质，请举例与同学讨论分子结构对化学性

7、质的影响。与同学讨论分子结构对化学性质的影响。答：分子结构对化学性质影响的例子很多，如在答：分子结构对化学性质影响的例子很多，如在乙烷、乙烯、乙炔的分子中，碳碳之间形成的化乙烷、乙烯、乙炔的分子中，碳碳之间形成的化学键不同，使含有学键不同，使含有键的乙烯、乙炔与只有键的乙烯、乙炔与只有键的键的乙烷的化学性质不同。乙烷的化学性质不同。二、分子间的作用力二、分子间的作用力（一）范德华力及其对物质性质的影响（一）范德华力及其对物质性质的影响1、概念：对气体加压降温可使其液化，对液体降温可使、概念：对气体加压降温可使其液化，对液体降温可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最其凝固，这表明

8、分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。间作用力称为范德华力。2、存在范围：范德华力存在于由共价键形成的多数共价、存在范围：范德华力存在于由共价键形成的多数共价化合物、绝大多数非金属单质及没有化学键的稀有气体中。化合物、绝大多数非金属单质及没有化学键的稀有气体中。但像二氧化硅晶体、金刚石等由共价键形成的物质中不存但像二氧化硅晶体、金刚石等由共价键形成的物质中不存在范德华力。在范德华力。 3、特征、特征 （1）范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充）范德华力广泛存在于分子之间

9、，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。分接近时才有分子间的相互作用力。（2）范德华力很弱，比化学键的键能小）范德华力很弱，比化学键的键能小12个数量级。个数量级。（3）范德华力没有方向性和饱和性。）范德华力没有方向性和饱和性。4、影响范德华力的因素、影响范德华力的因素（1）一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质）一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。量越大，范德华力越大。（2）相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华）相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大。如力越大。如CO为极性分子，为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：为非极性分

10、子，范德华力：CON2（3）分子组成相同，但结构不同的物质）分子组成相同，但结构不同的物质(即互为同即互为同分异构体分异构体),分子的对称性越强，范德华力越小。分子的对称性越强，范德华力越小。 5、范德华力对物质性质的影响、范德华力对物质性质的影响范德华力主要影响物质的熔、沸点等物理性质。范德华力主要影响物质的熔、沸点等物理性质。一般规律：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。一般规律：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。化学键要影响物质的化学性质。化学键要影响物质的化学性质。答：一般当分子的组成与结构相似时，相对答：一般当分子的组成与结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大。因此，由于分子质量越

11、大，范德华力越大。因此，由于F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量逐渐增大，的相对分子质量逐渐增大，范德华力也逐渐增大，范德华力也逐渐增大，F2、Cl2、Br2、I2的熔的熔点和沸点越来越高。点和沸点越来越高。（二）氢键及其对物质性质的影响（二）氢键及其对物质性质的影响1、概念：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。、概念：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。2、形成条件：它是由已经与电负性很大的原子形成共价、形成条件：它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。3、常见类型：、常见类型：XHY

12、。其中。其中X、Y为为N、O、F这样的电负性很大的原子，这样的电负性很大的原子，“”表示共键，表示共键，”表表示形成的氢键。在示形成的氢键。在X一一HY中，中，X、Y的电负性越大，氢的电负性越大，氢键越强；键越强；Y原子的半径越小，氢键越强。原子的半径越小，氢键越强。 4、氢键的键长：一般定义为、氢键的键长：一般定义为AHB的长度，而不的长度，而不是是HB的长度。的长度。5、特征：、特征：（1）氢键是一种分子间作用力，但不同于范德华力，也不）氢键是一种分子间作用力，但不同于范德华力，也不属于化学键属于化学键 （2）氢键是一种较弱的作用力，比化学键的键能小）氢键是一种较弱的作用力，比化学键的键能

13、小12个数个数量级，与范德华力数量级相同，但比范德华力明显的强。量级，与范德华力数量级相同，但比范德华力明显的强。 （3）氢键具有方向性）氢键具有方向性（XHY尽可能在同一条尽可能在同一条直线上）直线上）和饱和性和饱和性（一个（一个XH只能和一个只能和一个Y原子结原子结合）合） ，但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。，但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。6、存在范围：氢键不仅存在于分子间，有、存在范围：氢键不仅存在于分子间，有时也存在于分子内。时也存在于分子内。7 7、对物质性质的影响、对物质性质的影响（1）对物质熔沸点的影响：）对物质熔沸点的影响：存在分子间氢键的物质，具有较高的熔、沸点

14、。例如：存在分子间氢键的物质，具有较高的熔、沸点。例如：NH3、H2O和和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。 互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。例如：邻羟基苯甲醛能点比能形成分子间氢键的物质的低。例如：邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的

15、能量克服分子间氢键，所以羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。（2）对物质溶解度的影响：溶质与溶剂之间若能）对物质溶解度的影响：溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键，则溶质的溶解度明显的大形成分子间氢键，则溶质的溶解度明显的大 （三）溶解性（三）溶解性1、“相似相溶相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。 说明：（说明：（1）“相似相似”指的是分子的极性相似指的是分子的极性相似 （2）

16、这是一条经验规律，也会有不符合规律的例子，）这是一条经验规律，也会有不符合规律的例子，如如CO、NO等极性分子均难溶于水，不少盐类等极性分子均难溶于水，不少盐类(如如AgCl、PbSO4、BaCO3等等)也难溶于水，也难溶于水，H2、N2难溶于水也难溶难溶于水也难溶于苯等。于苯等。 2、影响溶解度的因素、影响溶解度的因素（1）内因）内因如果溶剂和溶质之间存在氢键，则溶质在溶剂中的如果溶剂和溶质之间存在氢键，则溶质在溶剂中的溶解度较大。溶解度较大。“相似相溶相似相溶”还适用于分还适用于分子结构的相似性。乙醇化学子结构的相似性。乙醇化学式为式为CH3CH2OH,其中的羟其中的羟基与水分子的羟基相近

17、，因基与水分子的羟基相近，因而乙醇能与水互溶；而戊醇而乙醇能与水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中中的烃基较大，其中的的烃基较大，其中的OH跟水分子的跟水分子的OH的相似因的相似因素小得多了，因而它在水中素小得多了，因而它在水中的溶解度明显减小。的溶解度明显减小。溶质与溶剂发生反应可增大其溶解度。如溶质与溶剂发生反应可增大其溶解度。如SO2与与H2O反应生成反应生成H2SO3，SO3与与H2O反应生成反应生成H2SO4，NH3与与H2O反应生成反应生成NH3H2O答：答：(1)NH3为极性分子，为极性分子，CH4为非极性分子而水是极性分子，为非极性分子而水是极性分子，根据根据“相

18、似相溶相似相溶”规律，规律，NH3易溶于水，而易溶于水，而CH4不易溶于水。不易溶于水。且且NH3与水分子之间可形成氢键，使得与水分子之间可形成氢键，使得NH3更易溶于水。更易溶于水。(2)油漆是非极性分子，有机溶剂油漆是非极性分子，有机溶剂(如乙酸乙酯如乙酸乙酯)也是非极性也是非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶相似相溶”规律，应当用规律，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。答：实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是因为答：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

19、能溶于非极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。性溶剂，而水是极性分子。（2）外因）外因温度：一般地，温度升高，固体物质的溶解度增大，温度：一般地，温度升高，固体物质的溶解度增大，气体物质的溶解度减小。气体物质的溶解度减小。压强：一般地，压强越大，气体的溶解度越大。压强：一般地，压强越大，气体的溶解度越大。注：注：I、影响固体溶解度的主要因素是温度。常见物质中，、影响固体溶解度的主要因素是温度。常见物质中，Ca(OH)2的溶解的溶解度随温度的升高而减小。受热易分解的物质的溶解情况需考虑温度因素。度随温度的升高而减小。受热易分解的物质的溶解情况需考虑温度因素

20、。II、影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。、影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。三、分子的手性三、分子的手性 （一）手性异构体与手性分子（一）手性异构体与手性分子具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体合，互称手性异构体(或对映异构体或对映异构体)。有手性异构。有手性异构体的分子叫做手性分子。体的分子叫做手性分子。 （二）手性分子的成因（二）手性分子的成因当当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，个不同的原子或基团连接在同一个碳原

21、子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的在镜中的像像”不能重叠，因而表现为不能重叠，因而表现为“手性手性”。手性分子中的。手性分子中的不对称碳原子称为手性碳原子。不对称碳原子称为手性碳原子。（三）手性分子的判断（三）手性分子的判断有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用手性碳原子，用*C来表示。如来表示。如 互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否为手互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有性分子，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或个不同的原子或基团。基团。 R1、R2、R3、R4是是（四）手性分子的用途（四）手性分子的用途(1)构成生命体的有机分子绝大多数为手性分子。互为构成生命体的有机分子绝大多数为手性分子。互为手性异构体的两个分子的性质不同。手性异构体的两个分子的性质不同。 (2)生产手性药物、手性催化剂生产手性药物、手性催化剂(手性催化剂只催化或主手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成要催化一种手性分子的合成)。