人教版选修323分子的性质课件（60张）.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第三节 分子的性质,、什么是电负性？,知 识 回 顾,电负性是用来描述不同元素原子对键合电子吸引能力大小的物理量。,电负性,增大,电负性,减小,、什么是共价键？,原子间通过共用电子对而形成的化学键。,+,Cl,H,Cl,x,H,x,+,H,x,H,x,H,x,x,H,由于不同原子的电负性不同，对共用电子对的吸引力不同造成,共用电子对有偏向,。,一、键的极性,由,同种,原子形成，电子对,不,发生,偏移,的共价键,非极性,共价键,由,不同,原子形成，电子对发生,偏移,的共价键,极性,共价键,a=b,a,b,显正电性,(,),显负电性,(,),b,H,H,a,H,Cl,X,a,b,由电负性决定,非极性键,极性键,成键原子,同种原子,不同种原子,举例,、,等,l,、,N,H,、等,成键原子电性,原子对电子对的吸引能力,共用电子对位置,相同,不同,不偏向任何一个原子,偏向电负性大的原子,不显电性,显电性,对比,1,下列物质中，含有非极性共价键的化合物是（）,练 习,A.Na,2,O,2,B.Cl,2,C.Na,2,SO,4,D.HI,2,下列共价键中，极性最强的是（）,A.H-F B.H-,Cl,C.H-Br D.H-I,A,A,根据电荷分布是否均匀，共价键有极性、非极性之分，以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分呢？,讨论：,分子也有极性分子和非极性分子之分,由非极性键构成的分子，正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布？,由极性键形成的分子，正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布？,H,Cl,X,H,H,由非极性键形成，所有原子都呈电中性，为,非极性分子,。,二、分子的极性,1,、极性分子与非极性分子,HCl,分子中，共用电子对偏向,Cl,，,Cl,一端相对显负电性，,H,一端相对显正电性，整个分子的电荷分布不均匀，为,极性分子,以,极性键结合的双原子分子为极性分子,-,+,O,C,O,-,-,负电荷的等效点刚好在碳原子上，,正负电荷中心重合,，即,键的极性的向量和等于零,，为,非极性分子,。,+,含有极性键的分子一定是极性分子吗？,H,O,H,-,+,由于电子对偏向氧原子，负电荷在氧原子中心，正电荷在两氢原子的中心，,正电中心和负电中心不重合,，,即,键的极性的向量和不等于零,，为,极性分子,。,极性分子,:,正电荷中心和负电荷,中,心不相重合的分子,非极性分子,:,正电荷,中,心和负电荷,中,心相重合的分子,(,1),已知分子的空间结构,2,、,分子极性判断方法,依据：,分子的正负电荷中心是否重合（即分子中极性键的极性的向量和是否等于零）,双原子分子,AA,型,AB,型,常见分子构型：,单原子分子,稀有气体分子,三原子分子,H,2,O,CO,2,四原子分子,NH,3,BF,3,CH,4,五原子分子,分子组成,单原子,键的极性,空间构型,分子极性,代表物,双原子,三原子,四原子,五原子,非极性分子,稀有气体等,AA,AB,AB,2,或,A,2,B,AB,3,AB,4,非极性键,极性键,极性键,极性键,极性键,极性键,极性键,直线形,直线形,直线形,V,形,平面三角形,三角锥形,正四面体形,(,对称,),(,对称,),(,不对称,),(,不对称,),(,对称,),(,不对称,),(,对称,),非极性分子,非极性分子,非极性分子,非极性分子,极性分子,极性分子,极性分子,H,2,、,O,2,、,N,2,HF,、,CO,CO,2,、,CS,2,H,2,O,、,SO,2,BF,3,、,BCl,3,NH,3,、,PH,3,CH,4,、,CCl,4,键的极性、空间构型、分子极性三者关系,双原子分子,多原子分子,(,AB,n,型,),取决于分子的空间构型,单原子分子,取决于成键原子之间的共价键是否有极性,化合物,极性分子,单 质,非极性分子,稀有气体 非极性分子,分子的极性,分子的空间构型,键角,决定,键的极性,决定,思考与交流,分子的极性与哪些因素有关？,分子的极性不仅与,共价键的极性,有关，还与,分子的空间构型,（即键的空间位置）,有关。,规律,键的极性、空间构型、分子极性三者关系,只含非极性键,非极性分子,含极性键,空间构型,对称,非极性分子,空间构型,不对称,极性分子,判断,AB,n,型分子极性的经验规律：,AB,n,型分子,中心原子,A,的化合价的绝对值 是否等于该主族元素原子的最外层电子数,，,若相等为非极性分子，若不等为极性分子,AB,n,型分子,中心原子,A,有无孤电子对,，若有为极性分子，若无为非极性分子,判断下列分子是极性分子还是非极性分子：,PCl,3,、,CCl,4,、,CS,2,、,SO,2,非极性分子,(2),未知分子的空间结构,C=O,键是极性键，但,CO,2,是直线型分子，两个,C=O,键是对称排列的，两键的极性互相抵消（,F,合,=0,），,整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子,180,F,1,F,2,F,合,=0,(3),物理模型法,将分子中的共价键看作作用力，不同的共价键看作不相等的作用力，运用物理上力的合成与分解，,看中心原子受力是否平衡,，如,平衡,则为,非极性分子,；否则为极性分子。,10430,F,1,F,2,F,合,0,O-H,键是极性键，共用电子对偏,O,原子，由于分子是折线型构型，两个,O-H,键的极性不能抵消（,F,合,0,），,整个分子电荷分布不均匀，是极性分子,10718,三角锥型,不对称，键的极性不能抵消，是极性分子,NH,3,BF,3,：,120,F,1,F,2,F,3,F,平面三角形，对称，键的极性互相抵消（,F,合,=0,），是非极性分子,10928,正四面体型，对称结构，,C-H,键的极性互相抵消（,F,合,=0,），是非极性分子,思考与交流,P45,1,、以下双原子分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？,H,2,O,2,Cl,2,HCl,2,、以下非金属单质中，哪个是极性分子，哪个是非极性分子？,P,4,C,60,He,3,、以下化合物分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？,CO,2,HCN H,2,O NH,3,BF,3,CH,4,CH,3,Cl,极性分子,极性分子,总结：键的极性与分子极性的关系,A,、,都由非极性键构成的分子一定是非极性分子。,B,、,极性键结合形成的双原子分子一定为极 性分子。,C,、,极性键结合形成的多原子分子，可能为 非极性分子，也可能为极性分子。,D,、,多原子分子的极性，应由键的极性和分子的空间构型共同来决定。,教材,P46,科学视野,表面活性剂和细胞膜,1,、什么是表面活性剂？亲水基团？疏水基团？肥皂和洗涤剂的去污原理是什么？,2,、什么是单分子膜？双分子膜？举例说明。,3,、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列,?,思考：,自主学习,问题,1,:,冰山融化是物理变化还是化学变化？,问题,2,:,冰山融化时,有没有破坏其中的化学键？,问题,3,:,为什么冰山融化过程仍要吸收能量呢？,问题探究,分子间存在着将,分子聚集,在一起的作用力,这一事实表明：,三、,范德华力及其对物质性质的影响,1,、定义：,分子间存在着将,分子聚集,在一起的作用力，这种作用力称为,分子间作用力,。常见的为,范德华力和氢键,。,分析下表数据，思考范德华力有什么特点？,分子,HCl,HBr,HI,范德华力,(kJ/mol),21.14,23.11,26.00,共价键键能,(kJ/mol),431.8,366,298.7,（,1,）广泛存在（由分子构成的物质）,（,2,）作用力弱、是短程力,（,3,）主要影响,物质,的物理性质（熔沸点）,由分子构成的,范德华力,很弱,，约比化学键的键能,小,12,数量级,。,2,、特点：,3,、影响范德华力大小的因素,（,1,）结构,的分子，相对分子质量越,，范德华力越,，熔、沸点越,。,分子,HCl,HBr,HI,相对分子质量,36,5,81,128,范德华力,(kJ/mol),21.14,23.11,26.00,熔点,/,-114.8,-98.5,-50.8,沸点,/,-84.9,-67,-35.4,相似,大,大,结合分子结构的特点分析下表数据,高,分 子,相对分子质量,分子的极性,熔点,/,沸点,/,CO,28,极性,-205.05,-191.49,N,2,28,非极性,-210.00,-195.81,（,2,）相对分子质量,或,时，分子的极性越,，范德华力越,，熔、沸点越,。,相同,相近,大,大,分析下表中数据并填空,高,单质,相对分子质量,熔点,/,沸点,/,F,2,38,-219.6,-188.1,Cl,2,71,-101.0,-34.6,Br,2,160,-7.2,58.8,I,2,254,113.5,184.4,卤素单质都是双原子分子，组成和结构相似，其范德华力随相对分子质量的增大而增大，故卤素单质从,F,2,I,2,的熔、沸点越来越高,怎样解释卤素单质从,F,2,I,2,的熔沸点越来越高？,教材,P,47,学与问,思考：,夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬行，却掉不下来，为什么？,壁虎细毛结构的仿生胶带,壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛。,壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力。,教材,P47,科学视野 壁虎与范德华力,范德华力,化学键,概念,范围,作用,性质,影响,范德华力与化学键,物质的,分子间,存在的,微弱,的相互作用。,分子内,相邻的两个或多个原子间,强烈,的相互作用。,分子间,弱（约几个至数十个,kJ/mol,）,强（键能一般为,120-800KJ/mol),主要影响物质的物理性质（如熔沸点等）,主要影响物质的化学性质,比较,分子内、原子间,（,1,）将干冰气化，破坏了,CO,2,分子晶体的,。,（,2,）将,HCl,气体溶于水，破坏了,HCl,分子,。,分子间作用力,共价键,（,3,）解释,CCl,4,是液体,CH,4,及,CF,4,是气体，,CI,4,是固体的原因。,解释,:,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。,分子间作用力大小,:,C,CI,4,CCl,4,CF,4,CH,4,练习,氢化物,沸点,(),H,2,O,100.0,H,2,S,-60.75,H,2,Se,-41.5,H,2,Te,-1.3,这表明在,H,2,O,分子之间除了存在范德华力外，,还存在另一种作用力。,讨论：为什么水的沸点比,H,2,S,、,H,2,Se,、,H,2,Te,的沸点都要高？,由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子,(,如水分子中的氢,),与另一个分子中电负性很强的原子,(,如水分子中的氧,),之间的作用力。,1,、概念,：,四、,氢键及其对物质性质的影响,2,、表示,：,X-H Y,H,原子位于,X,、,Y,间；,X,、,Y,所属元素具有很强的电负性、很小的原子半径，如,N,、,O,、,F,等,3,、本质,：,是一种静电作用，是除范德华力外的,另一种分子间作用力,，氢键的大小，介于化学键与范德华力之间，,不属于化学键,。但也有键长,、键能（,键长指,X,和,Y,的距离，键能指,XHY,分解为,XH,和,Y,所需要的能量,）。,资料卡片,某些氢键的键长和键能,4,、特征：,（,X-HY,尽可能在同一条直线上）,（,X-H,只能和一个,Y,原子结合）,具有方向性：,具有饱和性：,5,、种类,：,分子间氢键：,分子内氢键：,一个分子中的,X-H,与另一个分子的,Y,结合而成的氢键成为分子间氢键。一般成直线型。,在某些分子里，如：邻羟基苯甲醛分子中，,O-H,与相邻的醛基中的,O,形成的氢键在分子内部，故称分子内氢键。不能在一条直线上。,6,、氢键对,物质性质的影响,氢键对物质熔沸点影响：,分子,间,氢键使物质熔沸点,升高,分子,内,氢键使物质熔沸点,降低,极性溶剂里，溶质分子与溶剂,分子间,的氢键使溶质溶解度,增大,，而当溶质分子,形成,分子内,氢键时使,溶质溶解度,减小,。,氢键对物质溶解度的影响：,-150,-125,-100,-75,-50,-25,0,25,50,75,100,2,3,4,5,CH,4,SiH,4,GeH,4,SnH,4,NH,3,PH,3,AsH,3,SbH,3,HF,HCl,HBr,HI,H,2,O,H,2,S,H,2,Se,H,2,Te,沸点,/,周期,一些氢化物的沸点,科学视野,生物大分子中的氢键,小结,定义,范德华力,氢键,共价键,作用微粒,分子间普遍存在的作用力,已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力,原子之间通过共用电子对形成的化学键,相邻原子之间,分子间或分子内氢原子与电负性很强的原子间,分子之间,强弱,弱,较强,很强,对物质性质的影响,物质熔沸点,对某些物质的溶解性、熔沸点都产生影响,物质的稳定性,用氢键的知识解释下列问题：,（,1,）,H,2,O,的熔沸点为什么比硫化氢的高？,（,2),液态氟化氢的分子式为何可写成,(,HF)n,?,（,3,）,为什么水和乙醇可以完全互溶？,（,4,）为什么氨易液化？,讨论,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？,思考：,“,相似相溶,”,原理：,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。,水和,甲醇相互溶解，氢键存在增大了溶解性,五、,溶解性,（,1,）内因：,相似相溶原理,（,2,）外因：,影响固体溶解度的主要因素是温度；影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。,（,3,）其他因素：,a.,如果,溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键越强，溶解性越好。如：,NH,3,。,b.,溶质,与水发生反应时可增大其溶解度，如：,SO,2,。,影响溶解度的因素,思考与交流,溶质分子与溶剂分子的结构越相似，相互溶解越容易。,溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子间力越相似，越易互溶。,小结：,六、手性,观察下列两组图片，有何特征？,一对分子，组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间无论如何旋转不能重叠，这对分子互称,手性异构体,。,有手性异构体的分子称为,手性分子,。中心原子称为,手性原子,。,1,、手性,2,、特点：,具有完全相同的组成和原子排列,互为镜像，在三维空间里不能重叠,如果一个碳原子所联结的,四个原子或原子团各不相同,(,sp,3,杂化,),，那么该碳原子称为,手性碳原子,，记作,C,。,注意：也有一些手性物质没有手性碳原子,3,、手性碳原子,具有手性的有机物，是因为含有,手性碳原子,造成的。,乳酸分子CH,3,CH(OH)COOH有以下两种异构体：,图片,左旋与右旋,自然界中的手性,珍贵的法螺左旋贝。百万分之一，十分罕见。,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。,“,反应停,”,事件,手性合成,七、,无机含氧酸分子的酸性,指出下列无机含氧酸的酸性,HClO,4,HClO,3,H,2,SO,4,HNO,3,H,3,PO,4,H,2,SO,3,H,3,BO,3,HNO,2,把含氧酸的化学式写成,（,HO,）,m,RO,n,，就,能根据,n,值判断常见含氧酸的,强弱。,n,值越大，酸性越强。,n,0,，极弱酸,，如硼酸（,H,3,BO,3,）。,n,1,，弱酸,，如亚硫酸（,H,2,SO,3,）。,n,2,，强酸,，如硫酸（,H,2,SO,4,）、硝酸（,HNO,3,）。,n,3,，极强酸,，如高氯酸（,HClO,4,）。,1,、无机含氧酸酸性强弱判断,H,2,SiO,4,H,3,PO,4,H,2,SO,4,HClO,3,HClO,4,HClO HBrO,HIO,练习：比较下列含氧酸酸性的强弱,含氧酸的强度取决于中心原子的电负性、原子半径、氧化数。,当中心原子的电负性大、原子半径小、氧化数高时，使O-H键减弱，酸性增强。,2,、无机含氧酸强度的变化本质,同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强,同周期,的含氧酸，自左至右，随中心原子原子序数增大，酸性增强。,同一族,的含氧酸，自上而下，随中心原子原子序数增大，酸性减弱。,同一元素不同价态,的含氧酸酸性高价强于低价,。,3,、无机含氧酸强度的变化规律,4,、,无氧酸,的酸性强弱变化规律,若用通式,R-H,表示无氧酸，则其酸性的强弱,主要取决于,R,的电负性,。,如果,R,原子电负性大，对氢原子的束缚力强，则其酸性弱。,如果,R,原子的电负性小，对氢原子的束缚力弱，则其酸性就强。,练习：比较下列物质的酸性强弱，有何结论？,（,1,）,CH,4,、,NH,3,、,H,2,O,、,HF,（,2,）,HF,、,HCl,、,HBr,、,HI,某些含氧酸可表示为,(,HO),m,RO,n,，它的强度与酸中的非羟基氧原子数,n,有关；,n,越大，酸性越强：,n=0,弱酸；,n=1,中强酸；,n=2,强酸；,n=3,超强酸。,已知：硼酸（,H,3,BO,3,）是弱酸，而亚磷酸（,H,3,PO,3,）是中强酸,（,1,）写出这两种酸的结构式：,、,。,（,2,）写出亚磷酸和过量的,NaOH,溶液反应的化学方程式：,