化学《分子的性质》课件(新人教版选修3)

第三节分子的性质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HClCl2非极性键:共用电子对无偏向（电荷分布均匀）如:H2(H-H)Cl2(Cl-Cl)N2(NN)极性键：共用电子对有偏向（电荷分布不均匀）如:HCl(H-Cl)H2O(H-O-H)2、共用电子对不偏向或有偏向是由什么因素引起的呢?这是由于原子对共用电子对的吸引力不同造成的（元素的电负性不同）。1、键的极性的判断依据是什么？共用电子对是否有偏向思考带电的梳子吸引细的水流但若把水换成CCl4，则细流不偏转说明H2O分子与CCl4分子不同，H2O分子受静电作用，CCl4分子不受静电作用。这是由于H2O分子中正电荷的中心和负电荷的中心不重合，而CCl4分子的正电荷中心和负电荷中心重合。极性分子:正电中心和负电中心不重合非极性分子:正电中心和负电中心重合看正电中心和负电中心是否重合（2）化学键的极性的向量和是否等于零（1）看键的极性，也看分子的空间构型2、判断方法：1、概念（二）分子的极性1、含非极性键的分子一般为非极性分子。如：H2、O2、X2、N2、P4、C60、S8等。ClClHH2、含极性键的分子HClHClδ+δ-以极性键结合的双原子分子为极性分子非极性分子δ+δ-δ-δ-δ-δ-δ-δ-δ+BF3：F1F2F3F合F1F2F合=0CO2:非极性分子δ+δ-δ+δ+δ+δ+极性分子极性分子δ+δ-δ+δ+δ-δ+δ+δ+δ+F合F1F2H2ONH3共价键极性键非极性键极性分子双原子分子：HCl、NO、IBrV型分子：H2O、H2S、SO2三角锥形分子：NH3、PH3非正四面体：CHCl3非极性分子单质分子：Cl2、N2、P4、O2直线形分子：CO2、CS2平面正三角形分子:BF3、SO3正四面体：CH4、CCl4、CF4其他非极性分子：乙烯、乙炔、苯、异戊烷思考与交流:判断下列分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子?H2、O2、P4、CO2、H2O、CH4、Cl2、HCl、C60、HCN、BF3、CH3Cl、NH3非极性分子：H2、O2、P4、CO2、CH4、Cl2、C60、BF3、极性分子：HCl、HCN、CH3Cl、NH31、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()A.苯B.二硫化碳C.溴水D．四氯化碳2.现已知03分子为V字形结构，据理推断O3应为(极性或非极性)分子，03在水中的溶解度比O2要(大或小)得多，其主要原因是.结论：由同种元素组成的非金属单质分子不一定是非性分子。C大极性极性分子练习：自学: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：我们知道：分子内部原子间存在相互作用——化学键，形成或破坏化学键都伴随着能量变化。物质三相之间的转化也伴随着能量变化。这说明：分子间也存在着相互作用力。二、范德华力及其对物质性质的影响分子HClHBrHI范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价键键能(kJ/mol)431.8366298.71.定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。请分析下表中数据2.特点：范德华力,约比化学键能。很弱小1~2个数量级3、范德华力与相对分子质量的关系分子HClHBrHI相对分子质量36．581128范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.00相似大大结构的分子，相对分子质量越，范德华力越。大4、范德华力与分子的极性的关系相对分子质量相同或相近时，分子的()越大，范德华力越()极性大分子相对分子质量分子的极性熔点/℃沸点/℃CO28极性-205.05-191.49N228非极性-210.00-195.815、范德华力对物质熔沸点的影响单质相对分子质量熔点/℃沸点/℃F238-219.6-188.1Cl271-101.0-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4由分子构成的物质，范德华力越大，物质的熔沸点越高。即组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高；对相对分子质量相近的分子晶体，极性越强，熔沸点越高。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（1）将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的。（2）将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子。分子间作用力共价键思考：（3）解释CCl4（液体）CH4及CF4是气体，CI4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:CI4CCl4CF4CH4-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点/℃周期一些氢化物的沸点三、氢键及其对物质性质的影响氢键是一种特殊的_____________，它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的______与另一分子中_________________之间的作用力.1.氢键概念分子间作用力氢原子电负性很强的原子例如：在HF中F的电负性相当大,电子对强烈地偏向F,而H几乎成了质子(H+),这种H与另一个HF分子中电负性相当大、r小的F相互接近时,产生一种特殊的分子间力——氢键.2.氢键可以表示为A-H···B-A、B为：_____________“—”表示：_____________“…”表示：____________N、O、F共价键氢键如水中：H-O•••H-甲醇与_________等电负性很大的原子形成共价键的_______与另外的_________等电负性很大的原子之间。液态水中的氢键3.氢键的存在：N、O、FHN、O、F(1)不属于化学键(2)一般表示为:X—H----Y（其中X、Y为F、O、N）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:①与电负性大且r小的原子(F,O,N)相连的H;②在附近有电负性大,r小的原子(F,O,N).知识积累:(4)氢键键能大小范围氢键键能介于范德华力和化学键之间,是一种较强的分子间作用力。F—H---FO—H---ON—H---N氢键键能(kJ/mol)28.118.817.9范德华力(kJ/mol)13.416.412.1共价键键能(kJ/mol568462.8390.84.氢键的分类（1）分子间氢键氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。如：HF、H2O、NH3相互之间C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间（2）分子内氢键某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2时，可形成分子内氢键，组成“螯合环”的特殊结构.(2)分子内氢键：例如(1)分子间氢键：为什么冰的密度比水的密度小冰霜、雪花中的水的氢键结构液态水中的氢键(3)物质的溶解性5.氢键对物质物理性质的影响：思考：NH3为什么极易溶于水？NH3溶于水形成氢键示意图如右,正是这样，NH3溶于水溶液呈碱性(1)熔沸点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(2)物质的密度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α－螺旋、β－折叠、β－转角等几种形式，它们是构成蛋白质高级结构的基本要素。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。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,从而使蛋白质发生变性.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F、O、N之间分子之间强弱弱较强很强对物质性质的影响范德华力越大，物质熔沸点越高对某些物质(如水、氨气)的溶解性、熔沸点都产生影响物质的稳定性(化学性质)（04广东）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B.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D.HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键练习：C※蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；而卤素单质却易溶于四氯化碳，难溶于水。现象：四、影响物质溶解性的因素Why?※乙醇的化学式为CH3CH2OH，戊醇为CH3CH2CH2CH2CH2OH，都含有—OH，为什么乙醇可以与水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度很小？※气体分子中NH3在水中的溶解度非常大，1体积水可以溶解700体积的氨气。1、相似相溶极性相似，一般能相互溶解结构相似（官能团），一般能相互溶解2、如果溶质与溶剂之间存在氢键作用力，而且越大，溶质的溶解性越好！3、溶质与溶剂能发生反应，将增大溶质的溶解性。影响物质溶解性的因素内因外因温度压强溶质与溶剂是否存在氢键溶质与溶剂能否反应分子结构相似相溶小结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?思考与练习：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-＝I3-。实验表明碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好?为什么?五、手性试一试乳酸分子镜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。手性概念最常见的手性分子是含手性碳原子的分子手性碳原子及手性分子的判断（1）手性碳原子：与其相连的四个原子或原子团均各不相同则为手性碳原子，否则不是。（2）手性分子方法一：其实物与其镜像不能完全重合（即不具有对称中心和对称面），则是，否则不是。方法二：只含有一个手性碳原子，则是手性分子，含多个手性碳原子的有机物不一定是手性分子。即手性分子一定含有手性碳原子,含有手性碳原子的分子不一定是手性分子例如:当分子中有多个手性中心时，分子可能没有手性科学史话：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。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”事件手性分子一例——一种药物——“反应停”1．分子式为C3H6O3的有机物的一种结构简式为：此分子是否为手性分子？其中“手性”碳原子为CH3—C—COOHHOH练习：2.下列说法不正确的是（）A、互为手性异构的分子组成相同，官能团不同B、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D、利用手性催化剂合成可得到或主要得到一种手性分子A3．下列化合物中含有手性碳原子的是()A.CCl2F2B.CH3—CH—COOHC.CH3CH2O