高中化学选修三第二章第三节

§2-3分子的性质一、键的极性和分子的极性1、键的极性：2、分子的极性：极性分子正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子非极性分子正电荷重心和负电荷重心相重合的分子（1）概念：（2）判断方法双原子分子多原子分子(ABm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C=O键是极性键，但从分子总体而言CO2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180ºF1F2F合=0OOCHOH104º30＇F1F2F合≠0O-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HHHNBF3：NH3：120º107º18'三角锥型,不对称，键的极性不能抵消，是极性分子F1F2F3F’平面三角形，对称，键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子CHHHH109º28'正四面体型，对称结构，C-H键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子分子的极性分子的空间结构键角决定键的极性决定小结：键的极性与分子极性的关系A、都是由非极性键构成的分子一般是非极性分子。B、极性键结合形成的双原子分子一定为极性分子。C、多原子分子的极性，应有键的极性和分子的空间构型共同来决定。D、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。自学:科学视野—表面活性剂和细胞膜二、范德华力及其对物质性质的影响气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体？因为存在一种把分子聚集在一起的作用力而我们把这种作用力称为分子间作用力，又叫范德华力。范德华力的特点（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）由分子构成的二、范德华力及其对物质性质的影响化学键范德华力概念存在范围作用力强弱影响的性质使原子相结合的相互作用把分子聚集在一起的作用力分子内、原子间分子之间较强与化学键相比弱的多主要影响化学性质主要影响物理性质（如熔沸点）化学键与范德华力的比较(1)范德华力大小范德华力很弱，约比化学键能小1-2数量级分子HClHBrHI范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价键键能(kJ/mol)431.8366298.7(2)范德华力与相对分子质量的关系结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大分子HClHBrHI相对分子质量36．581128范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.00(3)范德华力与分子的极性的关系分子相对分子质量分子的极性范德华力(kJ/mol)CO28极性8.75Ar40非极性8.50相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大(4)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/℃F238-219.6-188.1Cl271-101.0-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.43、范德华力对物质性质的影响化学键影响的是分子的稳定性（化学性质）范德华力影响的是分子熔沸点等（物理性质）范德华力越大，该分子的熔沸点就越高。（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。范德华力共价键思考：（3）解释CCl4（液体），CH4及CF4是气体，而CI4却是固体的原因。它们均是正四面体结构，它们分子间范德华力随相对分子质量增大而增大，相对分子质量越大，范德华力越大。范德华力大小:CI4CCl4CF4CH4三、氢键及其对物质性质的影响1、氢键的定义-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点/℃周期一些氢化物沸点由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。不属于化学键。2、表示方法A—H…BA、B为N、O、F“—”表示共价键“…”表示形成的氢键什么样的物质含氢键？NH3、HF及绝大多数含羟基的物质。3、氢键的分类①分子内氢键②分子间氢键甲醇4、氢键的特征①饱和性②方向性一个氢原子只能形成一个氢键分子间氢键为直线型分子内氢键成一定角度中心原子有几对孤对电子就可以形成几条氢键5、对物质性质的影响氢键一种分子间作用力，影响的是物理性质。①熔、沸点②溶解性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若可以形成氢键，则能增大物质溶解度③其他方面含氢键的物质变为固态时，呈现空间多面体结构思考：NH3为什么极易溶于水？NH3溶于水是形成N-H…Ｏ还是形成O-H…N?NH3溶于水形成氢键示意图如右,正是这样，NH3溶于水溶液呈碱性液态水中的氢键冰中的氢键在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在，故不存在氢键。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？(1)醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高(2)低级醇易溶于水6.氢键的应用讨论水的特殊性：(1)水的熔沸点比较高？(2)为什么水结冰后体积膨胀？(3)为什么水在4℃时密度最大？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四、溶解性•（1）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。•（2）内因：相似相溶原理蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；而萘和碘却易溶于四氯化碳，难溶于水。“相似相溶”的规律：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。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。•（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：NH3。•B）溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如：SO2。五、手性左手和右手不能重叠左右手互为镜像1．具有完全相同的和的一对分子，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(又称对映异构体、光学异构体)。含有手性异构体的分子叫做手性分子。2．判断一种有机物是否具有手性异构体，可以看其含有的碳原子是否连有个不同的原子或原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。组成原子排列四1．下列化合物中含有手性碳原子的是()A.CCl2F2B.CH3—CH—COOHC.CH3CH2OHD.CH—OH练习：CH2—OHCH2—OHOH1．下列化合物中含有手性碳原子的是()A.CCl2F2B.CH3—CH—COOHC.CH3CH2OHD.CH—OH练习：CH2—OHCH2—OHOHA.OHC—CH—CH2OHB.OHC—CH—C—ClC.HOOC—CH—C—C—ClD.CH3—CH—C—CH3HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32．下列化合物中含有2个“手性”碳原子的是()2．A.OHC—CH—CH2OHB.OHC—CH—C—ClC.HOOC—CH—C—C—ClD.CH3—CH—C—CH3HClOHBrOHClHBrBrCH3CH33.下列有机物CH3—C—O—CH—CHO含有一个手性碳原子(标有“*”的碳原子)，具有光学活性。当发生下列化学反应时，生成新的有机物无光学活性的是()A．与银氨溶液反应B．与甲酸在一定条件下发生酯化反应C．与金属钠发生反应D．与H2发生加成反应O*CH2OH分析：CH3—C—O—CH—CHOA．与银氨溶液反应B．与甲酸在一定条件下发生酯化反应C．与金属钠发生反应D．与H2发生加成反应O*CH2OH分析：CH3—C—O—CH—CHOA．与银氨溶液反应B．与甲酸在一定条件下发生酯化反应C．与金属钠发生反应D．与H2发生加成反应O*CH2OH—CHO→—COOH或—COO——CHO→—CH2OH—CH2OH→—CH2ONa—CH2OH→—CH2OCHO指出下列无机含氧酸的酸性HClO4HClO3H2SO4HNO3H3PO4H2SO3H3BO3HNO2六、无机含氧酸分子的酸性已知酸性：H2SO4H2SO3HNO3HNO2HClOHClO2HClO3HClO4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。结论：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。原因：无机含氧酸可以写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性，导致R—O—H中的O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越电离出H+，即酸性越。越高容易强含氧酸的通式可表示为（HO）mROn，n值越大，酸性越强。规律：把含氧酸的化学式写成（HO）mROn，就能根据n值判断常见含氧酸的强弱。•n＝0，极弱酸，如硼酸（H3BO3）。•n＝1，弱酸，如亚硫酸（H2SO3）。•n＝2，强酸，如硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）。•n＝3，极强酸，如高氯酸（HClO4）。练习：1．已知含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示，如X是S，则m2，n2，则这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是()A．HClO4B．H2SeO3C．H3BO3D．H3PO4练习：某些含氧酸可表示为：（HO）mROn，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（H3BO3）H3AsO3是弱酸，而亚磷酸（H3PO3）是中强酸（1）写出结构式：、。（2）写出H3PO3H3AsO3和过量的NaOH溶液反应的化学方程式：H3PO3HO—P—OH↑OHH3AsO3HO—As—OHOH⑴H3PO3+2NaOH=Na2HPO3+2H2OH3AsO3+3NaOH=Na3AsO3+3H2O⑵