1、分子的性质 教学目标教学目标 知识与能力知识与能力 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 、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、
2、归纳、总结的方法进行教 学 教学重点：教学重点： 多原子分子中，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：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） 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的机会是否相同？即共用电子对是否偏 移
3、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 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 HCl Cl2 2、共用电子对是否有偏向或偏离是由、共用电子对是否有偏向或偏离是由 什么因素引起的呢什么因素引起的呢? 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。成的。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
4、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 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）不同种非金属元素的原子间形 成的共价键是极性键。成的共价键是极性键。 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、O2 2 、CH4 3 、CO2 4、 H2O2 5 、O22 2- - 6 、OH- - 非极性键非极性键 极性键极
5、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 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
6、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。子的正电荷中心和负电荷中心重合。 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 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 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 第一类：第一类：全部由非极性键
7、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、S8 C70、 、B12 第二类：第二类：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、 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， ， 为极性分子（极性不抵消）为极性分子（极性不抵消）
8、 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 C=O键是极性键，但键是极性键，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 180 F1 F2 F合 合=0 O O C H O H 104 30 F1 F2 F合 合0 O-H键是极性键，共用电键是极性键，共用电 子对偏子对偏O原子，由于分子原子，由于分子 是折线型构
9、型，两个是折线型构型，两个O-H 键的极性不能抵消（键的极性不能抵消（ F合 合 0），），整个分子电荷分整个分子电荷分 布不均匀，是极性分子布不均匀，是极性分子 H H H N BF3 NH3 120 107 18 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 F1 F2 F3 F 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，是非极 性分子性分子 109 28 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
10、子，是非极性分子 C H H H H F合 合 1、带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流，细流会、带静电的有机玻璃棒靠近下列液体的细流，细流会 发生偏转的是发生偏转的是 ( ) A.苯苯 B.二硫化碳二硫化碳 C. 溴水溴水 D四氯化碳四氯化碳 2 2. .现已知现已知0 03 3分子为分子为V V字形结构字形结构，据理推断据理推断O O3 3应为应为 ( (极性或极性或 非极性非极性) )分子分子，0 03 3在水中的溶解度比在水中的溶解度比O O2 2要要 ( (大或小大或小) )得多得多，其其 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
11、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 极性分子极性分子 练习：练习： 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、什么是表面活性剂什么是表面活性剂？亲水基团亲水基团？疏水基团疏水基团？肥皂和肥皂和 洗涤剂的去污原理是什么洗涤剂的去污原理是什么？ 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） 二、二、范德华力及
12、其对物质性质的影响范德华力及其对物质性质的影响 分子分子 HCl HBr HI 范 德 华 力范 德 华 力 (kJ/mol) 21.14 23.11 26.00 共价键键能共价键键能 (kJ/mol) 431.8 366 298.7 1. 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 。 3. 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
13、，熔、沸越 。 单质单质 相对分子质量相对分子质量 熔点熔点/ 沸点沸点/ F2 38 -219.6 -188.1 Cl2 71 -101.0 -34.6 Br2 160 -7.2 58.8 I2 254 113.5 184.4 分子分子 HCl HBr HI 相对分子质量相对分子质量 365 81 128 范德华力范德华力(kJ/mol) 21.14 23.11 26.00 熔点熔点/ -114.8 -98.5 -50.8 沸点沸点/ -84.9 -67 -35.4 相似相似 大大 大大 请分析下表中数据请分析下表中数据 高高 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/
14、 （1）CH3OH（甲醇）（甲醇） CH4O 32 64 （2）CH3CH2OH（乙醇）（乙醇） C2H6O 46 78 （3）CH3CH2CH2OH（丙醇）（丙醇） C3H6O 60 97 四卤化碳的熔沸点与四卤化碳的熔沸点与 相对原子质量的关系相对原子质量的关系 分子分子 相对分相对分 子质量子质量 分子的分子的 极性极性 熔点熔点/ 沸点沸点/ CO 28 极性极性 -205.05 -191.49 N2 28 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，分子的极性时，分子的极性 越越 ，范德华力范德华力越越 ，熔、沸越，熔、沸越 。 相同相同
15、 相近相近 大大 大大 请分析下表中数据请分析下表中数据 高高 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 1）作用力的范围很小）作用力的范围很小 （2 2）很弱，约比化学键能小）很弱，约比化学键能小1 12 2个数量级，个数量级， 大约只有几到几十大约只有几到几十 KJmolKJmol- -1 1。 。 （3 3）一般无方向性和饱和性）一般无方向性和饱和性 （4 4）相对分子质量越大，）相对分子质量越大，范德华力越大；分子范德华力越大；分子 的极性越大，范德华力越大的极性越大，范德华力越大 （1）将干冰气化，破坏了）将干冰气化，破坏了CO2分子晶分子晶
16、 体的体的 。 （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: CI4 CCl4 CF4 CH4 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
17、量的关系 -150 -125 -100 -75 -50 -25 0 25 50 75 100 2 3 4 5 CH4 SiH4 GeH4 SnH4 NH3 PH3 AsH3 SbH3 HF HCl HBr HI H2O H2S H2Se H2Te 沸点沸点/ / 周期周期 一些氢化物的沸点一些氢化物的沸点 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
18、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 三、氢键三、氢键及其对物质性质的影响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. 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
19、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: FH FH (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
20、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: : 甲醇甲醇 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：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，例如当苯某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯 酚在邻位上有酚在邻位上有CHO、COOH、OH和和NO2 时，可形成分子内的
21、氢键，组成“螯合环”的特时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环”的特 殊结构殊结构. (2)(2)分子内氢键：分子内氢键： 例如例如 (1)分子间氢键：分子间氢键： 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-F OH- O NH- N 氢键键能氢键键能 (kJ/mol) 28.1 18.8 17.9 范德华力范德华力 (kJ/mol) 13.4 16.4 12.1 共价键键能共价键键能 (kJ/mol 568 462.8 390.8 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
22、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- -H F O- -HO O- -HN N- -HN C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 （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
23、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：NHNH3 3为什么极易溶于水？为什么极易溶于水？NH3溶于水是形成溶于水是形成N- H还是形成还是形成O-HN? NHNH3 3溶于水形成氢溶于水形成氢 键示意图如右键示意图如右, ,正正 是这样，是这样，NHNH3 3溶于溶于 水溶液呈碱性水溶液呈碱性 我们在学习化学的过程中还有什么地我们在学习化学的过程中还有什么地 方能用氢键的知识来解释的？方能用氢键的知识来解释的？ (1)醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高 (2)低
24、级醇易溶于水低级醇易溶于水 (3)HF酸是弱酸酸是弱酸 6. 氢键的应用氢键的应用 下列关于氢键的说法中正确的是下列关于氢键的说法中正确的是( ) A. 每个水分子内含有两个氢键每个水分子内含有两个氢键 B. 在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键 C. 分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高 D. HF. HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 练习：练习： C 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 （第三课时） 2. 若存在氢键，溶质和溶剂之间的氢键作用力越若存在
25、氢键，溶质和溶剂之间的氢键作用力越 大大 ，溶解性越，溶解性越 好好 。 1. “相似相溶”规律：相似相溶”规律： 非极性非极性 物质一般易溶于物质一般易溶于非非 极性极性 溶剂，溶剂，极性极性溶质一般易溶于溶质一般易溶于极性极性溶剂。溶剂。 3. 若溶质若溶质遇水能反应遇水能反应将将增加增加其在水中的其在水中的溶解度溶解度。 4. “相似相溶”还适用于相似相溶”还适用于分子结构的相似性。分子结构的相似性。 阅读阅读 资料卡片资料卡片 四、溶解性四、溶解性 思考与交流思考与交流 1. NH3是极性分子，是极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分为非极性分子，而水是极性分 子，根据“相似相溶”
26、规律，子，根据“相似相溶”规律， NH3易溶于水，而易溶于水，而CH4不不 易溶于水。并且易溶于水。并且NH3与水分子之间还可以形成氢键，使与水分子之间还可以形成氢键，使 得得NH3更易溶于水。更易溶于水。 2. 油漆是非极性分子，有机溶剂如（乙酸乙酯）也是油漆是非极性分子，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”规非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶”规 律，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。律，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。 3. 实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是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
27、化碳都是非极性分子，非极性溶质一般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。能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。 试一试：是否重合试一试：是否重合 1. 手性：镜像对称，在三维空间里不能重叠。手性：镜像对称，在三维空间里不能重叠。 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同如同 左手与右手一样互为镜像左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠却在三维空间里不能重叠， 互称手性异构体互称手性异构体。 2. 2. 手性异构体手性异构体 3. 3. 手性分子：手性分子： 有手性异构体的分子叫做手性分子。有手性异构体的分
28、子叫做手性分子。 五五. 手性手性 4. 手性碳原子手性碳原子 当碳原子结合的四个原子或原当碳原子结合的四个原子或原 子团各不相同时，该碳原子是手性子团各不相同时，该碳原子是手性 碳原子。碳原子。 5. 判断分子是否手性的依据：判断分子是否手性的依据： （1） 凡具有对称面、对称中心的分子，都是非手性分子。凡具有对称面、对称中心的分子，都是非手性分子。 （2）有无对称轴，对分子是否有手性无决定作用。）有无对称轴，对分子是否有手性无决定作用。 一般： 当分子中只有一个当分子中只有一个C* ，分子一定有手性。，分子一定有手性。 当分子中有多个手性中心时，要借助对称因素。无对称当分子中有多个手性中心
29、时，要借助对称因素。无对称 面，又无对称中心的分子，必是手性分子。面，又无对称中心的分子，必是手性分子。 手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。 如图所示的分子如图所示的分子，是由一家德国制药厂在是由一家德国制药厂在19571957年年1010月月1 1日日 上市的高效镇静剂上市的高效镇静剂，中文药名为中文药名为“反应停反应停”，它能使失眠它能使失眠 者美美地睡个好觉者美美地睡个好觉，能迅速止痛并能够减轻孕妇的妊娠反能迅速止痛并能够减轻孕妇的妊娠反 应应。然而然而，不久就发现世界各地相继出现了一些畸形儿不久就发现世界各地相继出现了一些
30、畸形儿， 后被科学家证实后被科学家证实，是孕妇服用了这种药物导致的随后的药是孕妇服用了这种药物导致的随后的药 物化学研究证实物化学研究证实，在这种药物中在这种药物中，只有图左边的分子才有只有图左边的分子才有 这种毒副作用这种毒副作用，而右边的分子却没有这种毒副作用而右边的分子却没有这种毒副作用。人类人类 从这一药物史上的悲剧中吸取教训从这一药物史上的悲剧中吸取教训，不久各国纷纷规定不久各国纷纷规定， 今后凡生产手性药物今后凡生产手性药物，必须把手性异构体分离开必须把手性异构体分离开，只出售只出售 能治病的那种手性异构体的药物能治病的那种手性异构体的药物。 “反应停”事件反应停”事件 拓展体验拓
31、展体验 1. 下列说法不正确的是（下列说法不正确的是（ ） A. 互为手性异构的分子组成相同，官能互为手性异构的分子组成相同，官能 团不同团不同 B. 手性异构体的性质不完全相同手性异构体的性质不完全相同 C. 手性异构体是同分异构体的一种手性异构体是同分异构体的一种 D. 利用手性催化剂合成可得到或主要得利用手性催化剂合成可得到或主要得 到一种手性分子到一种手性分子 A 2. 下列化合物中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是( ) A.CCl2F2 B.CH3CHCOOH C.CH3CH2OH D.CH3OH B 拓展体验拓展体验 3. 下列两分子的关系是 （ ） A互为同分异构
32、体 B是同一物质 C是手性分子 D互为同系物 B 科学史话：了解巴斯德实验室合成的有机物科学史话：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酒石酸盐并制得手性机物酒石酸盐过程。 六六. 无机含氧酸的酸性无机含氧酸的酸性 1.在同一周期中，处于最高价态的元素，其含氧在同一周期中，处于最高价态的元素，其含氧 酸的酸性随原子序数递增，自左至右增强。酸的酸性随原子序数递增，自左至右增强。 如：如：H3PO4 HClO3 HClO2 HClO 例如例如 再认识拓展再认识拓展 2. (HO)mROn，如果成酸元素如果成酸元素R不同时，则非不同时，则非 羟基氧原子数羟基氧原子数n值越值越大大，即酸性越，即酸性越强强。
