2019-2020学年高中化学 第2章 第3节 第1课时 键的极性和分子的极性 范德华力和氢键课件

第二章分子结构与性质第三节分子的性质第1课时键的极性和分子的极性范德华力和氢键目标与素养：1.了解键的极性和分子极性及形成原因。(微观探析与科学探究)2.了解范德华力和氢键对物质性质的影响。(宏观辨识与科学精神)3.了解氢键的实质，形成条件和类型。(微观探析与模型认知)自主预习探新知一、键的极性与分子的极性1．键的极性发生偏移不发生2．分子的极性不重合重合3．(1)常见的非极性分子①非金属单质，如H2、O2、Cl2、P4、C60等。②常见化合物，如CO2、BF3、CH4、C2H4等。(2)常见的极性分子①双原子分子，如HCl、HBr等。②三原子分子，如H2O，HCN等。③四原子分子，如NH3、NCl3等。④五原子分子，如CH3Cl、CH2Cl2等。(3)键的极性和分子极性的关系①只含非极性键的分子一定是分子。②含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的是否等于零而定，等于零时是分子。(4)空间对称的结构有、、等。非极性向量和非极性直线对称正三角形正四面体H2O2分子中含有非极性键吗，是非极性分子吗？[答案]H2O2含有非极性键；不是因对称结构，故为极性分子。二、分子间作用力和氢键及其对物质性质的影响1．范德华力及其对物质性质的影响分子相互作用力弱越大相同越大物理越高2．氢键及其对物质性质的影响(1)概念：由已经与很大的原子(如N、F、O)形成共价键的与另一个很大的原子之间的作用力。(2)表示方法：氢键通常用表示，其中A、B为，“－”表示，“…”表示形成的。电负性氢原子电负性A—H…BN、O、F共价键氢键(3)分类：氢键可分为氢键和氢键两类。存在氢键，存在氢键。前者的沸点后者。(4)氢键对物质性质的影响：氢键主要影响物质的熔、沸点，使物质熔、沸点。分子内分子间分子内分子间低于升高1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)含有极性键的分子为极性分子()(2)极性分子中一定不含非极性键()(3)氢键是一种分子间形成的化学键()(4)H2O很稳定的原因是因为H2O分子间形成氢键()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×2．下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()A．二氧化硫B．四氯化碳C．双氧水D．乙烯[答案]D3．对于下列分子：①SO2②NH3③CH3CH2OH④H2O2⑤HCHO⑥BF3，能形成分子间氢键的有________(填序号)。[答案]②③④核心突破攻重难1.键的极性的判断方法(1)从组成元素同种元素A—A型为非极性键不同种元素A—B型为极性键(2)从电子对偏移有偏移为极性键无偏移为非极性键键的极性与分子的极性判断2．分子的极性判断(1)化合价法：ABm型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分子，如C＋4O2为非极性分子，S＋4O2为极性分子。(2)根据组成和空间结构判断(3)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断。中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键不存在孤电子对，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，存在孤电子对，此分子一般为极性分子。如CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子；H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。1．下列关于粒子结构的描述不正确的是()A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子B．HS－和HCl均是含1个极性键的18电子粒子C．CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子D．SO2和SO3的杂化轨道类型均为sp2，立体构型分别为V形、平面三角形，分别为极性分子和非极性分子C[A.H2S中氢、硫元素间形成极性键，且立体构型不对称，属于极性分子；NH3中含有极性键，立体构型为三角锥形，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，正确；B.HS－和HCl都只含一个极性键，都具有18个电子，正确；C.CH2Cl2正负电荷的中心不重合，是极性分子，错误；D.SO2中硫原子形成两个σ键，孤电子对数为1/2×(6－2×2)＝1，价层电子对数为3，为sp2杂化，分子立体构型为V形，三氧化硫分子中，中心原子硫原子最外层有6个电子，外围有三个原子，所以不含孤电子对，价层电子对数为σ键个数＋孤电子对数＝3＋1/2×(6－3×2)＝3，为sp2杂化，三氧化硫分子为平面三角形结构，正确。]2．已知H2O2的分子空间结构在二面角中的表示如图所示，则有关H2O2结构的说法中正确的是()A．分子的正、负电荷中心重合B．分子中只有极性键C．它是极性分子D．它是非极性分子C[由H2O2的结构式可以看出，该分子中存在H—O极性键和O—O非极性键；由分子空间结构可以看出，其分子正、负电荷中心不重合，故为极性分子。]对键的极性和分子极性的认识误区(1)键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。(2)极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。例如CH4是非极性分子，只有极性键。(3)含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的极性分子。1.范德华力、氢键与共价键的比较范德华力氢键共价键分类—分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性共价键特征无方向性、饱和性有方向性、饱和性有方向性、饱和性强度比较共价键＞氢键＞范德华力范德华力、氢键对物质性质的影响影响强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，作用力越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定2.氢键的影响因素氢键虽然称“键”，但它不属于化学键，而是一种较强的分子间作用力。氢键键长一般定义为“X—H…Y”的长度，显然氢键键长与X—H键的键长和Y的原子半径有关。即X—H键长越短，Y的原子半径越小，氢键键长越短，氢键越稳定。3．氢键对物质性质的影响(1)氢键对物质熔、沸点的影响①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏普通的分子间作用力外，还需破坏分子间的氢键，消耗更多的能量，所以存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。如熔沸点：。(2)氢键对物质溶解度的影响如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。由于氨分子与水分子间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子形成氢键有关。(3)氢键的存在引起密度的变化由于水分子之间存在氢键，水结冰时，体积变大，密度变小。冰融化成水时，体积减小，密度变大。在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。3．下列物质的性质或数据与氢键无关的是()A．氨气极易溶于水B．邻羟基苯甲酸()的熔点为159℃，对羟基苯甲酸()的熔点为213℃C．乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比互溶D．HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多D[NH3与H2O分子之间可以形成氢键，增大了NH3在水中的溶解度；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高；乙醇分子结构中含有羟基，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大了乙醇在水中的溶解度，使其能与水以任意比互溶，而乙醚分子结构中无羟基，不能与水分子形成氢键，在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F键的键能比H—Cl键的大，与氢键无关。]4．以下说法正确的是()A．乙醇分子跟水分子间可形成氢键B．每个水分子中含有2个氢键C．HF分子间可形成氢键，而HI分子间不能形成氢键，故稳定性HF＞HID．冰和水蒸气中都含有氢键A[乙醇分子中的—OH可与H2O形成氢键，A正确；水分子中只有共价键而无氢键，B错误；影响物质稳定性的是化学键的强弱，氢键主要影响物质的物理性质，C错误；在水蒸气中分子间的距离太大，不能形成氢键，D错误。]5．写出HF的水溶液中存在的氢键表达式____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]F—H…F，F—H…O，O—H…F，O—H…O当堂达标提素养1．实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，由此可判断BeCl2是()A．由极性键形成的极性分子B．由极性键形成的非极性分子C．由非极性键形成的极性分子D．由非极性键形成的非极性分子B[BeCl2中Be—Cl键是不同元素形成的共价键，为极性键；两个Be—Cl键间的夹角为180°，说明分子是对称的，分子的正电中心与负电中心重合，故BeCl2是由极性键形成的非极性分子，B项正确。]2．下列叙述中正确的是()A．NH3、CO、CO2都是极性分子B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子B[CO2是非极性分子，A项错误。非金属性：FClBrI，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，C项错误。由价层电子对互斥理论可知，H2O分子的立体构型为V形，D项错误。]3．NCl3是一种淡黄色油状液体，测定其分子具有三角锥形结构，下列对NCl3的有关描述正确的是()A．它是一种非极性分子B．分子中存在非极性共价键C．它的沸点比PCl3的低D．因N—Cl键的键能大，所以NCl3沸点高C[NCl3分子具有三角锥形结构，结构不对称，它是由N—Cl极性键构成的极性分子。NCl3与PCl3组成、结构相似，因相对分子质量NCl3＜PCl3，故NCl3的沸点比PCl3的低。由分子构成的物质，键能的大小影响分子的稳定性，而分子间作用力的大小影响其熔、沸点的高低。]4．下列物质中，分子内和分子间均可形成氢键的是()A．NH3B．CHOOHC．H2OD．B[形成氢键的分子中含有N—H、H—O或H—F键，NH3、H2O、CH3CH2OH可以形成氢键，但只存在于分子间。B项，中—O—H间可在分子间形成氢键，—O—H与可在分子内形成氢键。]5．已知N、P同属于元素周期表的第VA族元素，N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107°。(1)PH3分子与NH3分子的构型关系是________(填“相同”“相似”或“不相似”)，P—H键________极性(填“有”或“无”)，PH3分子________极性(填“有”或“无”)。(2)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是________。(3)NH3与PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________________。A．键的极性N—H比P—H强B．分子的极性NH3比PH3强C．相对分子质量PH3比NH3大D．NH3分子之间存在特殊的分子间作用力[解析](1)N原子与P原子结构相似，NH3分子与PH3分子的结构也相似，P—H键为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键。(2)由N、P在元素周期表中的位置关系和元素周期律知，N比P的非金属性强。由元素的非金属性与氢化物之间的热稳定性关系知，NH3比PH3的热稳定性强。(3)“易液化”属于物质的物理性质，NH3与PH3都是通过共价键形成的分子，物理性质与化学键无关。按照范德华力与物质的