化学选修3第二章-第三节分子的性质

第三节分子的性质（第一课时）第二章分子结构与性质非极性键: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）共用电子对不偏向或有偏向是由什么因素引起的呢?如:HCl(H-Cl)H2O(H-O-H)复习由于元素的电负性。同种元素，电负性相同——非极性键不同元素，电负性不同——极性键极性向量拓展——极性的表示方法电负性：2.13.0H—Cl—极性向量可形象地描述极性键的电荷分布情况，极性向量指向的一端，说明该处负电荷更为集中。非极性键无极性向量，说明在非极性键里，正负电荷的中心是重合的。以共价键结合的分子也有极性、非极性之分。分子的极性又是根据什么来判定呢？分子的极性要对分子极性进行判断，也可用极性向量。极性向量的矢量和指向的一端，说明该处负电荷更为集中，为极性分子。若矢量和为零，为非极性分子。非极性分子电荷分布均匀、对称的分子或者：正电荷中心与负电荷中心重合极性分子电荷分布不均匀、不对称的分子或者：正电荷中心与负电荷中心不重合HCl共用电子对HClHCl分子中，共用电子对偏向Cl原子，为极性键∴Cl原子一端相对地显负电性，H原子一端相对地显正电性，极性向量矢量和指向Cl原子，使整个分子的电荷分布不均匀∴HCl为极性分子δ+δ-以极性键结合的双原子分子为极性分子共用电子对Cl2分子中，共用电子对不偏向，为非极性键极性向量矢量和为零，电荷分布均匀，为非极性分子以非极性键结合的双原子分子均为非极性分子ClClClCl以非极性键结合的双原子分子为非极性分子如：H2、O2、N2等等。小结以极性键结合的双原子分子为极性分子如：HCl、CO等等。以极性键结合的多原子分子呢？CO2C=O键是极性键，C呈正电性，O呈负电性根据VSEPR理论，可得出CO2是直线型分子，两个C=O键对称排列，两键的极性向量的矢量和为零，意味着键的极性互相抵消∴整个分子没有极性，电荷分布均匀，因此CO2是非极性分子180ºOOCδ+δ-δ-HOH104.5ºH2OO-H键是极性键，H呈正电性，O呈负电性由VSEPR理论可推知，水分子是V型，两个O-H键的极性向量矢量和不为零，说明键的极性不能抵消。分子中氧原子是负电荷中心所在，两个氢原子的连线中点是正电荷中心所在。∴整个分子电荷分布不均匀，水是极性分子δ-δ+δ+BF3NH3N—H键为极性键，N呈负电性NH3为三角锥形分子，键的极性不能抵消，氮原子为分子的负电荷中心所在，三个氢原子的三角形中心是分子的正电荷中心所在。∴整个分子电荷分布不均匀，NH3是极性分子120ºB—F键为极性键，F呈负电性BF3为平面三角形分子，是高度对称的结构，键的极性可相互抵消。∴整个分子电荷分布均匀，BF3是非极性分子107º18'F合δ+δ-δ+δ+δ+δ-δ-δ-小结以极性键结合的多原子分子，判断分子的极性，一定要结合分子的立体构型来看。方法之一：在分子的立体模型上做“受力分析”，看“合力”是否为零。方法之二：对于ABn型分子，当其空间构型是高度对称的结构时，分子的正负电荷中心能够重合，故为非极性分子（如CO2、BF3、CH4等等）；当分子的空间构型不是高度对称结构，例如只有对称轴而无对称中心时，为极性分子（如H2O、SO2、NH3等等）。共价键极性键非极性键空间不对称极性分子双原子分子：HCl、NO、COV型分子：H2O、H2S、SO2三角锥形分子：NH3、PH3非正四面体：CHCl3特别地：H2O2、O3非极性分子单质分子：Cl2、N2、P4、O2直线形分子：CO2、CS2、C2H2正三角形：SO3、BF3平面形：苯、乙烯正四面体：CH4、CCl4、SiF4空间对称如图所示：让蒸馏水通过酸式滴定管如线状慢慢流下，把摩擦带电的玻璃棒靠近水流，发现水流的方向发生偏转。问：这个现象说明了水分子的什么性质？因为水分子具有极性，当水分子处于一种高频变换的磁场中的时候，水分子的两极（正、负电荷中心）就会相应快速改变方向和变换位置微波炉就是根据这一道理而诞生的新一代烹饪家用电器。微波炉原理是由一种电子真空管--磁控管，产生2450MHz的超短波电磁波，被食物吸收，引起食物内的极性分子(如水、脂肪、蛋白质、糖等)以每秒24.5亿次的极高速振动。并由振动所引起的摩擦使食物内部产生高热将食物烹熟。第三节分子的性质（第二课时）第二章分子结构与性质复习构成物质的微粒之间有什么作用力呢？1.共价化合物：由两个或两个以上的不同元素的原子构成，原子之间有共价键相互连接；如果原子按一定的结合方式形成分子，则分子之间有分子间作用力；而有些共价化合物不形成分子，例如SiO2，只有Si—O键，没有分子间作用力复习构成物质的微粒之间有什么作用力呢？2.离子化合物：由阳离子与阴离子构成，离子之间有离子键，没有分子这一概念，因此不存在分子间作用力。NaClCaF2复习构成物质的微粒之间有什么作用力呢？3.金属单质：由金属阳离子与自由电子构成，有金属键进行联系，无分子的概念，因此也不存在分子间作用力复习构成物质的微粒之间有什么作用力呢？4.非金属单质：有的非金属单质，内部只有共价键，不存在分子，例如金刚石（C）；有的非金属单质，原子之间靠共价键连接，并形成分子，分子之间有分子间作用力，如C60。分子间作用力哪些物质的微粒存在分子间作用力呢？大多数共价化合物，例如：CO2、H2SO4、AlCl3、各种有机化合物等等；大多数非金属单质，例如：H2、P4、S8、C60、各种稀有气体（例如Ar、Kr），等等离子化合物，例如：NH4Cl、Al2O3、KF，等等；金属单质，例如：Cu、Fe、Na，等等；某些共价化合物，如SiO2；某些非金属单质，如金刚石、晶体硅，等等分子间作用力范德华力1.属于分子间作用力的一种，本质是一种分子之间的静电作用。它等同于狭义上的分子间作用力。2.广泛存在于各种分子之间。3.它的力量比化学键的键能要小很多！因此它不能影响分子的化学性质，只能影响物质的物理性质（如熔沸点等）。4.相对分子质量越大，或分子的极性越大，均可使F范越大分子间作用力分子间作用力范德华力是怎样影响分子的物理性质（如熔沸点）的？1.固体→液体→气体的过程，熵值增大，分子间的距离不断被拉开，这个过程是分子吸收外界能量，克服范德华力2.某分子的范德华力如果越大，克服它就需要吸收外界更多的能量，因此只有外界温度较高时，分子才能顺利克服范德华力，实现固体→液体→气体的三态变化3.范德华力越大，则分子的熔沸点越高（与化学性质无关）总结判断分子的熔沸点高低的方法相对分子质量（越大）→范德华力（越大）→熔沸点（越高）如果两物质的相对分子质量相近，则看分子的极性。分子的极性（越大）→范德华力（越大）→熔沸点（越高）例：将下列物质按熔沸点由高到低的顺序排列：D2O_____H2OI2_____Br2CO_____N2CH4_____SiH4101.4℃100℃184.35℃58.76℃-190℃-195.8℃-161.5℃-111.9℃分子间作用力另一种特殊的分子间作用力水的相对分子质量为18，比同族H2S的相对分子质量34要小，为什么水的沸点为100℃，高于H2S的沸点-60.4℃？为什么水在结冰时，体积会膨胀？说明水分子间存在一种比范德华力的力量更强的一种分子间作用力：氢键分子间作用力另一种特殊的分子间作用力——氢键1.本质：分子间作用力！比范德华力的力量要大，比化学键的力量要小，因此氢键只能影响物理性质（如熔沸点高低）。2.形成条件：分子中一定要有N、O、F这三种原子中的一种，或者含有N—H键、O—H键、F—H键中的一种。分子间作用力另一种特殊的分子间作用力——氢键3.形成原理：当H原子与N、O、F这三种原子中的一种原子形成共价键时，由于N、O、F的电负性很大，将共用电子对强烈地吸引过来，而使H原子带有较高的正电性（δ+）。此时，H原子与另一分子中的N、O、F（δ—）便存在了一种静电作用。这就是氢键。4.表示方法：A—H···B—（A、B均为N、O、F中的一种）冰晶体中水分子间的氢键液态HF中的分子间的氢键，表示为F—H···F。是所有氢键种类中能量最大，最为牢固的氢键。这一方面能使HF的沸点（19.54°C），在VIIA族元素的氢化物中位列最高；另一方面，可以解释通过测定相对分子质量的实验，发现实测的HF分子量比我们已知的分子量要大的原因：也是因为氢键使HF相互缔合，形成(HF)n这种缔合分子。你知道在氨水中，存在哪些种类的分子间的氢键吗？有NH3·H2O、H2O、NH3三种分子，NH4+、OH—、H+三种离子给出下列物质的沸点数据，请你解释其中原因甲醇：64.7℃甲醛：-19.5℃甲烷：-161.5℃甲醇分子中有官能团”羟基”—OH，分子间形成O—H···O氢键，这便增强了分子间作用力的大小，使醇类物质的熔沸点往往较高。给出下列物质的沸点数据，请你解释其中原因甲醇：64.7℃甲醛：-19.5℃甲烷：-161.5℃甲醛分子中不含—OH，H与C相连，分子间不能形成氢键，分子间作用力比同碳数的醇类要小，使醛类物质的熔沸点往往较低。但其分子为极性分子，分子量也比甲烷大，说明它的范德华力较同碳数的烷烃大，最终它的沸点介于醇类与烃类之间。也有分子内形成氢键的情况。特点：一旦分子内氢键形成，分子间氢键就无法形成了。这就反而降低了分子的沸点。DNA双螺旋正是通过氢键使碱基对相互配对。另外，蛋白质的二级结构、三级结构也均与氢键有关。分子间作用力范德华力与氢键的对比范德华力1.各种分子中均有2.与分子量、分子极性有关3.无方向性、饱和性4.力量很微弱，只与熔沸点等物理性质有关氢键1.有N—H、O—H、F—H键的分子才有氢键2.分子间氢键与分子内氢键两种，二者效果相反，前者升高，后者降低3.有方向性、饱和性4.力量比范德华力稍大，但也只与熔沸点等物理性质有关第三节分子的性质（第三课时）第二章分子结构与性质溶解度的影响因素1.外因：温度、压强例如：大多数盐类物质在水中的溶解度，随温度上升而逐渐增大；大多数气体物质在水中的溶解度，随温度上升而逐渐减小；大多数气体物质在水中的溶解度，随压强上升而逐渐增大；分子的性质——溶解性溶解度的影响因素2.内因：物质自身的结构（1）相似相溶的规律“凡是分子结构相似的物质，都是易于互相溶解的。”这是从大量事实总结出来的一条规律，叫做相似相溶原理。它包含两条要素：分子的极性：相似相溶原理可以理解为“极性分子易溶于极性溶剂中，非极性分子易溶于非极性溶剂中“。分子的性质——溶解性分子的性质——溶解性阅读下面一段文字，并解释其中原因溶解度的影响因素2.内因：物质自身的结构（1）相似相溶的规律它包含两条要素：分子的结构特点：两个分子在结构上相似的因素越多，相互溶解的可能性越大。分子的性质——溶解性甲醇与异戊醇同为极性分子，你认为哪一个在水中的溶解度更大？甲醇中的—OH在分子结构中占有较大比重，与水分子中的—OH相近；异戊醇中的烃基太庞大，而—OH在分子结构中所占比重较小，与水分子中的—OH相似程度也较小。因此：甲醇可与水以任意比混溶，而异戊醇在4℃时的溶解度仅有2g/100ml。连线题分子的性质——溶解性Br2、I2（非极性分子）有机颜料、有机涂料NaCl、NH4NO3、KI3等离子化合物HCl、H2SO4、NH3等强极性分子溶质溶剂CCl4（非极性溶剂）苯（C6H6）（非极性溶剂）乙酸乙酯（弱极性溶剂）H2O（强极性溶剂）溶解度的影响因素2.内因：物质自身的结构（2）溶质与溶剂之间的氢键若溶质分子与溶剂分子之间形成了氢键，则溶解性有一定提升。（3）溶质与溶剂之间的化学反应若溶质分子与溶剂分子之间有化学反应，则溶解性也有一定提升。如CO2、SO3等等。分子的性质——溶解性思考题1:为什么NH3极易溶解于水？1.NH3与H2O同为极性分子，相似相溶；2.NH3可与H2O形成分子间氢键；3.NH3可与H2O发生化学反应，生成一水合氨思考题2:你觉得西红柿怎样吃