分子的性质2分析.pptx

1第三节第三节 分子的性质分子的性质2共价键共价键极性键极性键非极性键非极性键空间不对称空间不对称极性分子极性分子双原子分子：双原子分子：HCl、NO、IBrV型分子：型分子：H2O、H2S、SO2三角锥形分子：三角锥形分子：NH3、PH3非正四面体：非正四面体：CHCl3非极性分子非极性分子单质分子：单质分子：Cl2、N2、P4、O2直线形分子：直线形分子：CO2、CS2、C2H2正四面体：正四面体：CH4、CCl4、CF4空间对称空间对称复习回顾复习回顾3思考与交流思考与交流:判断下列分子中，哪些是极性分判断下列分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子子，哪些是非极性分子?H2、O2、P4、CO2、H2O、CH4、Cl2、HCl、C60、HCN、BF3、CH3Cl、NH34我们知道：分子内部原子间存在我们知道：分子内部原子间存在相互作用相互作用化学键，形成或破坏化学键，形成或破坏化学键都伴随着能量变化。化学键都伴随着能量变化。物质固、液、气三相之间的转化物质固、液、气三相之间的转化也伴随着能量变化。这是否也说明也伴随着能量变化。这是否也说明分子间分子间也存在着相互作用力呢？也存在着相互作用力呢？5二、范德华力及其对物质性质的影响二、范德华力及其对物质性质的影响1、范德华力：、范德华力：分子之间的相互作用力，分子之间的相互作用力，很弱很弱，比化学键小，比化学键小12个数量级。只能在个数量级。只能在很小的范围内存在，很小的范围内存在，不属于化学键。不属于化学键。分子分子分子分子HClHClHBrHBrHIHICOCOArAr范德华力范德华力范德华力范德华力（kj/molkj/mol）21.1421.1423.1123.1126.0026.008.758.758.508.50共价键键能共价键键能共价键键能共价键键能(kj/mol)(kj/mol)431.8431.8366366298.7298.7745745无无无无62 2、影响范德华力大小的因素、影响范德华力大小的因素结构相似的分子，结构相似的分子，相对分子质量相对分子质量越大，范德华力越大。越大，范德华力越大。分子极性分子极性越强，范德华力越大越强，范德华力越大7化学键化学键主要主要影响物质的影响物质的化学性质化学性质范德华力范德华力影响物质的影响物质的物理性质物理性质3 3、范德华力对物质性质的影响、范德华力对物质性质的影响分子间范德华力越大，熔沸点越高分子间范德华力越大，熔沸点越高8将干冰气化，破坏了将干冰气化，破坏了CO2分子晶体分子晶体的的将将CO2气体溶于水，破坏了气体溶于水，破坏了CO2分子分子的的分子间作用力分子间作用力共价键共价键思考：思考：9练习：练习：下列变化过程只是克服了范德华力下列变化过程只是克服了范德华力的是（的是（）A A、食盐的熔化、食盐的熔化 B B、水的分解、水的分解 C C、碘单质的升华、碘单质的升华 D D、金属钠的熔化、金属钠的熔化C10壁壁虎虎为为什什么么能能在在天天花花板板土土爬爬行行自自如如?这这曾曾是是一一个个困困扰扰科科学学家家一一百百多多年年的的谜谜。用用电电子子显显微微镜镜可可观观察察到到，壁壁虎虎的的四四足足覆覆盖盖着着几几十十万万条条纤纤细细的的由由角角蛋蛋白白构构成成的的纳纳米米级级尺尺寸寸的的毛毛。壁壁虎虎的的足足有有多多大大吸吸力力?实实验验证证明明，如如果果在在一一个个分分币币的的面面积积土土布布满满100万万条条壁壁虎虎足足的的细细毛毛，可可以以吊吊起起20kg重重的的物物体体。近近年年来来，有有人人用用计计算算机机模模拟拟，证证明明壁壁虎虎的的足足与与墙墙体体之之间间的的作作用用力力在在本本质质上上是是它它的的细细毛毛与与墙墙体之间的范德华力。体之间的范德华力。思考？夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬行，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？却掉不下来，为什么？11-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点沸点/周期周期一些氢化物的沸点一些氢化物的沸点12 是是由由已已经经与与电电负负性性很很强强的的原原子子形形成成共共价价键键的的氢氢原原子子与与另另一一个个电电负负性性很很强强且且具具有有孤孤电电子对子对的原子之间的相互作用。的原子之间的相互作用。三、氢键及其对物质性质的影响三、氢键及其对物质性质的影响.定义：定义：当氢原子与电负性大的当氢原子与电负性大的X X原子以共价键结合原子以共价键结合时，它们之间的共用电子对强烈地偏向时，它们之间的共用电子对强烈地偏向X X，使使H H几乎成为几乎成为“裸露裸露”的质子，近乎变成了的质子，近乎变成了“空轨道空轨道”，这样相对，这样相对显正电性的显正电性的H H与另一与另一个相对显负电性的个相对显负电性的X X中的孤对电子接近并产中的孤对电子接近并产生类似于生类似于“配位键配位键”的相互作用。的相互作用。13.表示方法表示方法：氢键可以用：氢键可以用X XH HY Y表示。表示。X X和和Y Y可以是同种原子，也可以是不同种原可以是同种原子，也可以是不同种原子。表示式中的实线表示共价键，虚线表子。表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。示氢键。14氢键的键能一般小于氢键的键能一般小于40kJ/mol40kJ/mol，强度介于化强度介于化学键和分子间作用力之间学键和分子间作用力之间因此氢键因此氢键不属于不属于化学键化学键，而，而属于分子间作用力属于分子间作用力的范畴。的范畴。.氢键的形成条件：氢键的形成条件：a、具有电负性较大、半径极小且含有孤电子、具有电负性较大、半径极小且含有孤电子对的非金属原子（一般就是、）。对的非金属原子（一般就是、）。b、具有与电负性较大、半径极小非金属原子、具有与电负性较大、半径极小非金属原子相连的相连的H原子。原子。即：即：与、相连的与、相连的H原子和其它原子和其它具有孤具有孤电子对电子对的的N、O、F原子之间可以形成氢键。原子之间可以形成氢键。.氢键的特点：氢键的特点：155.5.氢键的氢键的类型类型(1)(1)分子间氢键分子间氢键(2)(2)分子内氢键分子内氢键166.6.氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响：分子分子间间氢键使物质熔点氢键使物质熔点升高升高分子分子内内氢键使物质熔点氢键使物质熔点降低降低对羟基苯甲醛对羟基苯甲醛(熔点熔点:115-117)邻羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛(熔点熔点:-7)对物质对物质熔沸点熔沸点的影响的影响17讨论：尿素、醋酸、硝酸是相对分子质量相近的三种分子，讨论：尿素、醋酸、硝酸是相对分子质量相近的三种分子，但这三种物质的熔点和沸点相差比较大尿素常温下是固但这三种物质的熔点和沸点相差比较大尿素常温下是固体，熔点在体，熔点在200以上；醋酸的熔点为以上；醋酸的熔点为16.6，在温度低，在温度低于于16.6时即凝结成冰状的固体；常温下硝酸是一种具有时即凝结成冰状的固体；常温下硝酸是一种具有挥发性的液体挥发性的液体,熔点为熔点为-41.6.根据上述三种物质熔、沸点根据上述三种物质熔、沸点差异较大的事实，分析它们可能含有的氢键，画出示意图差异较大的事实，分析它们可能含有的氢键，画出示意图18对物质的溶解性的影响对物质的溶解性的影响已知：氨气极易溶于水，甲烷难溶于水已知：氨气极易溶于水，甲烷难溶于水溶质与溶剂之间形成氢键，溶质与溶剂之间形成氢键，可以增大溶质的溶解度。可以增大溶质的溶解度。19讨论讨论:我们在学习化学的过程中还有什么地方能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？用氢键的知识来解释的？(1)水的水的特殊特殊物理性质物理性质(2)蛋白质结构中存在蛋白质结构中存在氢键氢键(3)核酸核酸DNA中也存在中也存在氢键氢键(4)甲醇甲醇易溶于水易溶于水(5)乙醇与水互溶乙醇与水互溶20水的物理性质水的物理性质:水的水的水的水的熔点熔点熔点熔点()()()()水的水的水的水的沸点沸点沸点沸点()()()()水在水在水在水在0 0 0 0 时密度时密度时密度时密度(g/ml)(g/ml)(g/ml)(g/ml)水在水在水在水在4 4 4 4 时密度时密度时密度时密度(g/ml)(g/ml)(g/ml)(g/ml)水在水在水在水在20 20 20 20 时密时密时密时密度度度度(g/ml)(g/ml)(g/ml)(g/ml)水在水在水在水在100 100 100 100 时密时密时密时密度度度度(g/ml)(g/ml)(g/ml)(g/ml)0.000.00100.00100.000.9998410.9998411.0000001.0000000.9982030.9982030.9583540.95835421讨论水的讨论水的特殊性特殊性：(1)水的熔沸点比较高？水的熔沸点比较高？(2)为什么水结冰后体积为什么水结冰后体积膨胀膨胀？(3)为什么水在为什么水在4时密度时密度最大最大？22液态水中的氢键液态水中的氢键232425在水蒸气中水以单个的在水蒸气中水以单个的H20分子形式存在；分子形式存在；在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成（起来，形成（H20）n(如上图）；在固态水如上图）；在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上水面上26 随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是冰晶结构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少；冰晶结构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少；另一是水分子间距因热运动不断增大另一是水分子间距因热运动不断增大0 044间，间，前者占主导优势，前者占主导优势，4以上，后者占主导优势，以上，后者占主导优势，4时，两者互不相让，导致水的密度最大时，两者互不相让，导致水的密度最大27相似相溶相似相溶水和水和甲醇的相互溶解甲醇的相互溶解（深蓝色虚线为氢（深蓝色虚线为氢键）键）28蛋白质结构中的氢键蛋白质结构中的氢键二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性的结构的构象，是多肽链局部的空间结构（构象），周期性的结构的构象，是多肽链局部的空间结构（构象），主要有主要有螺旋、螺旋、折叠、折叠、转角等几种形式，它们是构转角等几种形式，它们是构成蛋白质高级结构的基本要素。成蛋白质高级结构的基本要素。蛋白质的生物学活性和理蛋白质的生物学活性和理化性质主要决定于空间结构的完整化性质主要决定于空间结构的完整293031323334 变性作用是蛋白质受物理或化学因素变性作用是蛋白质受物理或化学因素 的影响，改变其分子内部结构和性质的作的影响，改变其分子内部结构和性质的作 用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结 构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。强酸、强碱使蛋白质变性，是因为强酸、强酸、强碱使蛋白质变性，是因为强酸、强碱可以使蛋白质中的氢键断裂强碱可以使蛋白质中的氢键断裂,从而使蛋从而使蛋 白质发生变性白质发生变性.35DNA的双螺旋结构的双螺旋结构(碱基配对碱基配对)36水孕育生命，水养育人类。人体内水的重量约占水孕育生命，水养育人类。人体内水的重量约占70%70%。人们平常喝的天然水是由许多水分子缔合成的簇团。人们平常喝的天然水是由许多水分子缔合成的簇团，参与体内生物化学作用差。人体动脉内的脂质沉积随，参与体内生物化学作用差。人体动脉内的脂质沉积随着年龄增长逐渐增多，血流阻力增大，同时动脉管腔变着年龄增长逐渐增多，血流阻力增大，同时动脉管腔变窄，血流量减少。中老年人可能患动脉粥样硬化症、高窄，血流量减少。中老年人可能患动脉粥样硬化症、高脂血症和高血压症，有的人还伴发血粘度高、血糖高、脂血症和高血压症，有的人还伴发血粘度高、血糖高、血尿酸高，产生微循环障碍，这些病变，形成心脑血管血尿酸高，产生微循环障碍，这些病变，形成心脑血管病、糖尿病等，促使人体器官功能提前衰减，缩短了人病、糖尿病等，促使人体器官功能提前衰减，缩短了人应享的自然寿命。只有认识水的结构及其变化，了解有应享的自然寿命。只有认识水的结构及其变化，了解有关的医学研究成果，才能领悟喝天然水是产生上述老年关的医学研究成果，才能领悟喝天然水是产生上述老年病的重要原因，人类应企盼饮用小分子水，以祛疾养生，病的重要原因，人类应企盼饮用小分子水，以祛疾养生，益寿延年。益寿延年。拓展视野拓展视野：37昆虫靠漩涡在水上行走昆虫靠漩涡在水上行走38水中的氢键很脆弱水中的氢键很脆弱,破坏的快破坏的快,形成的也快形成的也快.总的结总的结果是水分子总是以不稳定的氢键连在一片果是水分子总是以不稳定的氢键连在一片.水的这一特水的这一特性使水有了较强的内聚力和表面能力性使水有了较强的内聚力和表面能力.由于具有较高的由于具有较高的表面能力表面能力,所以昆虫能在水面上行走所以昆虫能在水面上行走.当然也和昆虫本身当然也和昆虫本身所具有的结构有关系所具有的结构有关系.39吉林雾凇吉林雾凇404142 雾凇是一种附着于地面物体雾凇是一种附着于地面物体(如树枝、如树枝、电线电线)迎风面上的白色或乳白色不透明冰层。迎风面上的白色或乳白色不透明冰层。它也是由过冷水滴凝结而成。不过，这些它也是由过冷水滴凝结而成。不过，这些过冷水滴不是从天上掉下来的，而是浮在过冷水滴不是从天上掉下来的，而是浮在气流中由风携带来的。这种水滴要比形成气流中由风携带来的。这种水滴要比形成雨凇的雨滴小许多，称为雾滴，实际上，雨凇的雨滴小许多，称为雾滴，实际上，也就是组成云的水滴。当它们撞击物体表也就是组成云的水滴。当它们撞击物体表面后，会迅速冻结。由于雾凇中雾滴与雾面后，会迅速冻结。由于雾凇中雾滴与雾滴间空隙很多，因此雾凇呈完全不透明的滴间空隙很多，因此雾凇呈完全不透明的白色。雾凇轻盈洁白，附着在树木物体上，白色。雾凇轻盈洁白，附着在树木物体上，宛如琼树银花，清秀雅致，这就是树挂宛如琼树银花，清秀雅致，这就是树挂(又又称雪挂称雪挂)。43冰霜、雪花中的水的冰霜、雪花中的水的氢键结构氢键结构44范德华力、氢键和共价键的对比范德华力、氢键和共价键的对比范德华范德华范德华范德华力力力力氢键氢键氢键氢键共价键共价键共价键共价键概念概念概念概念 分子间分子间分子间分子间普遍存普遍存普遍存普遍存在的作在的作在的作在的作用力用力用力用力已经与电负性很强的原子已经与电负性很强的原子已经与电负性很强的原子已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另形成共价键的氢原子与另形成共价键的氢原子与另形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原一分子中电负性很强的原一分子中电负性很强的原一分子中电负性很强的原子之间的作用力子之间的作用力子之间的作用力子之间的作用力原子之间通原子之间通原子之间通原子之间通过共用电子过共用电子过共用电子过共用电子对形成的化对形成的化对形成的化对形成的化学键学键学键学键存在存在存在存在范围范围范围范围分子之分子之分子之分子之间间间间分子间或分子内氢原子与分子间或分子内氢原子与分子间或分子内氢原子与分子间或分子内氢原子与电负性很强的电负性很强的电负性很强的电负性很强的N N N N、O O O O、F F F F之间之间之间之间相邻原子之相邻原子之相邻原子之相邻原子之间间间间强度强度强度强度微弱微弱微弱微弱较弱较弱较弱较弱很强很强很强很强对物对物对物对物质的质的质的质的影响影响影响影响熔沸点熔沸点熔沸点熔沸点溶解性、熔沸点溶解性、熔沸点溶解性、熔沸点溶解性、熔沸点主要影响化主要影响化主要影响化主要影响化学性质学性质学性质学性质