1、第三节第三节 分子的性质分子的性质 课题：第三节 分子的性质(3) 授 课班级 课 时 第三课时 知 识 与 技 能 1、从分子结构的角度，认识“相似相溶”规律。 2、了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。 3、能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸 性。 过 程 与 方 法 1、培养学生分析、归纳、综合的能力 2、采用比较、讨论、归纳、总结的方法进行教学 情 感 态 度 价 值观 重手性分子和无机含氧酸分子的酸性 点 难 点 手性分子和无机含氧酸分子的酸性 知 识 结 构 与 板 书 设 计 五、溶解性 1、“相似相溶”的规律：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
2、。 2、溶解度影响因素： (1) 溶剂的极性 (2) 分子结构的相似性。 (3)分子间作用力和氢键 六、手性 1、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重叠，互称手性异 构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。 2、手性碳原子：如果一个碳原子所连接的四个原子或原子 团各不相同，则该碳原子称为手性碳原子。 3、手性分子的用途 七、无机含氧酸分子的酸性 1、对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高， 其含氧酸的酸性越强。 2、含氧酸的通式可写成(HO)mROn，R 相同，n 值越大，酸性 越强。 教学过程 教学步骤、内容 教学方法、 手段、 师
3、生活动 复习分子的极性判断标准，分子间作用力对 物质性质的影响。 过渡今天我们利用已学过的分子结构理论， 继续研究物质的其它性质。 板书五、溶解性 讲物质相互溶解的性质十分复杂，有许多制 约因素，如温度、压强等。从分子结构的角度，存 在“相似相溶”的规律。蔗糖和氨易溶于水，难溶 于四氯化碳；而萘和碘却易溶于四氯化碳，难溶于 水。 如果分析溶质和溶剂的结构就可以知道原因了： 蔗糖、氨、水是极性分子，而萘、碘、四氯化碳是 非极性分子。通过对许多实验的观察和研究，人们 得出了一个经验性的“相似相溶”的规律：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。 板书1、“相似相溶”的规律：
4、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。 讲由于极性分子间的电性作用，使得极性 分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂；难溶 于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质 易溶于非极性分子组成的溶剂。 讲水是极性溶剂，根据“相似相溶”，极性 溶质比非极性溶质在水中的溶解度大。如果存在氢 键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性 越好。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水 中的溶解度就比较小。 投影 板书2、溶解度影响因素： (1) 溶剂的极性 讲此外，“相似相溶”还适用于分子结构的 相似性。例如，乙醇的化学式为 CH3CH20H，其中的 一 OH 与水分子的一 O
5、H 相近， 因而乙醇能与水互溶； 而戊醇 CH3CH2CH2CH2CH20H 中的烃基较大，其中的一 OH 跟水分子的一 OH 的相似因素小得多了，因而它 在水中的溶解度明显减小。 板书 (2) 分子结构的相似性。 讲溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越 大， 则溶质分子的溶解度越大。 如 CH4和 HCl 在水中 的溶解情况，由于 CH4与 H2O 分子间的作用力很小， 故 CH4几乎不溶于水，而 HCl 与 H2O 分子间的作用力 较大，故 HCl 极易溶于水；同理，Br2、I2与苯分子 间的作用较大，故 Br2、I2易溶于苯中，而 H2O 与苯 分子间的作用力很小，故 H2O 很难溶于苯中
6、。 板书(3)分子间作用力和氢键 讲当溶质分子和溶剂分子间形成氢键时， 会使溶质的溶解度增大。 强调另外，如果遇到溶质与水发生化学反应 的情况， 如 SO2与水发生反应生成亚硫酸， 后者可溶 于水，因此，将增加 SO2的溶解度。 思考与交流1、比较 NH3和 CH4在水中的溶解 度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同？ 2为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙 酯等)溶解油漆而不用水? 3、在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约 5mL蒸馏水， 观察碘在水中的溶解性(若有不溶的碘， 可将碘水溶液倾倒在另一个试管里继续下面的实 验)。在碘水溶液中加入约 1mL 四氯化碳(CCl4)，振 荡试
7、管，观察碘被四氯化碳萃取，形成紫红色的碘 的四氯化碳溶液。再向试管里加入 1mL 浓碘化钾 (KI)水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅，这是由于 在水溶液里可发生如下反应：I2+I I 3 。实验表明 碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好?为什么? 汇报1、NH3为极性分子，CH4为非极性分子， 而水是极性分子，根据“相似相溶”规则，NH3易溶 于水，而 CH4不易溶于水。并且 NH3与水之间还可形 成氢键，使得 NH3更易溶于水。 2、油漆是非极性分子，有机溶剂如乙酸乙酯也 是非极性溶剂， 而水为极性溶剂， 根据“相似相溶” 规则，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油 漆。 3、实验表明碘在四氯
8、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 性溶质一般能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。 展示模型： 设问看一看两个分子的立体结构，像不像一 双手那样?它们不能相互叠合？ 板书六、手性 实践每个同学亮出自己的左又手。看能否完 全重合？ 投影 板书1、 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 空间里不能重叠，互称手性异构体。有手性异构体 的分子叫做手性分子。 讲手性分子在生命科学和生产手性药物方面 有广泛的应用。如图所示的分子，是由一家德国制 药厂在 1957 年 10 月 1 日上市的高效镇静剂，中文 药名为“反应停”， 它能使失
9、眠者美美地睡个好觉， 能迅速止痛并能够减轻孕妇的妊娠反应。然而，不 久就发现世界各地相继出现了一些畸形儿，后被科 学家证实，是孕妇服用了这种药物导致的随后的药 物化学研究证实，在这种药物中，只有图左边的分 子才有这种毒副作用，而右边的分子却没有这种毒 副作用。人类从这一药物史上的悲剧中吸取教训， 不久各国纷纷规定，今后凡生产手性药物，必须把 手性异构体分离开，只出售能治病的那种手性异构 体的药物。 投影 板书2、手性碳原子：如果一个碳原子所连接 的四个原子或原子团各不相同，则该碳原子称为手 性碳原子。 讲2001 年 10 月诺贝尔奖授予了在手性催化 反应方面所取得卓著成绩的美国和日本的三位科
10、学 家。有机物分子中如果在一个碳原子上连接有 4 个 不同的基团， 则会形成两种不同的四面体空间构型， 它们互为镜像，互称为对映异构体，如同人的左右 手一样，外形相似而不能重合。科学上把这种现象 称为“手性”，这样的碳原子称为手性碳原子，具 有这种特性的分子称为手性分子，例如乳酸分子： 投影 讲合成药物绝大多数为手性分子。研究表 明，在药物分子的对映异构体中，只有一种对疾病 有治疗作用，而另一种则没有药效，甚至对人体有 毒副作用。手性催化剂只催化或者主要催化一种手 性分子的合成，可以比喻成握手手性催化剂像 迎宾的主人伸出右手，被催化合成的手性分子像客 人，总是伸出右手去握手。 板书3、手性分子
11、的用途 讲构成生命体的有机物约大多数为手性分 子。两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必 定含手性碳原子。手性分子的主要应用是生产手性 药物和手性催化剂，手性催化剂只催化或主要催化 一种手性分子的合成。 自学科学史话：了解巴斯德实验室合成的有 机物酒石酸盐并制得手性机物酒石酸盐过程。 投影 讲无机含氧酸看成是由氢离子和酸根离子 组成的。例如，H2S04是由 H 和 SO 4 2组成，实际上在 它们的分子结构中，氢离子却是和酸根上的一个氧 相连接的，所以它们的结构式应是： 投影 板书七、无机含氧酸分子的酸性 讲无机含氧酸之所以能显酸性，是因为其 分子中含有OH，而OH 上的 H 在水分子的作用
12、下 能够电离 H 、而显示一定的酸性。 讲我们知道，H2S04和 HN03 是强酸，而 H2S03 和 HN02是弱酸，即从酸性强弱来看：H2S03H2S04 HN02HN03 在氯的含氧酸中也存在类似的情况 酸性强弱 HClOHCl02HCl02HClO4 板书1、对于同一种元素的含氧酸来说，该元 素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。 思考那么如何解释这种现象呢？ 讲化学上有一种见解，认为含氧酸的通式可 写成(HO)mROn，如果成酸元素 R 相同，则 n 值越大， R 的正电性越高，导致 ROH 中 O 的电子向 R 偏 移， 因而在水分子的作用下， 也就越容易电离出 H ， 即酸性越强。
13、 板书2、含氧酸的通式可写成(HO)mROn，R 相 同，n 值越大，酸性越强。 讲如硼酸(H3BO3 、(HO)3B)强度与次氯酸 (HOCl)相近，但我们要注意的是，碳酸可表示为 (HO)2CO，非羟基氧原子数为 1，酸强度与中强酸磷 酸似乎相似。 但碳酸实为弱酸。 原因是 CO2溶于水中 只有很小的一部分生成 H2CO3，与按 CO2全部转化为 H2CO3来估算的强度相比，酸性要弱很多，故 H2CO3 为弱酸。 小结我们还要注意的是， 酸性的大小 与OH 的数目即 m 数值大小无关，如 H3PO4为中强酸，并非 强酸。同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸 性比较，根据非金属性强弱去比较 。也可根据元素 周期表判断，或是根据化合价来判断。总之，酸性 的判断要多咱方法综合运用。 教学回顾：
