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三河一中高三物质结构系列导学案(五)《分子的性质》


第 3 节分子的性质
【知识链接】 1、共价键 2、共价键有两种: 其中极性共价键是 非极性共价键是 3、极性键和非极性键的判断: 可归纳为 元素原子间形成的共价键为非极性共价键如 A-A 型; 元 和 简称极性键 简称非极性键

素原子间形成的共价键为极性共价键,如 A-B 型 4、电负性概念 一、键的极性和分子的极性 写出 H2、Cl2、N2、HCl、CO2、H2O 的电子式。

根据写出的电子式思考: 1、由相同或不同原子形成的共价键、共用电子对在两原子出现的机会是否相同?讨 论与归纳:

2、共价键有极性和非极性;分子是否也有极性和非极性?

3、由非极性键形成的分子中,正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布?是否重合?

4、由极性键形成的分子中,怎样找正电荷的中心和负电荷的中心?

2—3—1

【疑难点拨】 1、由极性键形成的双原子、多原子分子,其正电中心和负电中心 是 分子。如:H2、N2、C60、P4。 而定。 ,所以 都

2、含极性键的分子有没有极性,必须依据 3、当分子中各个键的极性的向量和 4、当分子中各个键的极性向量和 5、完成下列表格 分子中正负 分子 共价键的极性 电荷中心 同核双原子分子 异核双原子分子 键 键 分子中各键的向 分子 量和 异核多原子分子 分子中各键的向 分子 量和 一般规律: a.以极性键结合成的双原子分子是 分子。如:HCl、HF、HBr 分子。 分子 分子 结论 零时,是非极性分子。如: 零时,是极性分子。如:

举例

b.以非极性键结合成的双原子分子或多原子分子是 如:O2、 H2、P4、C60。 c.以极性键结合的多原子分子,有的是 分子也有的是

分子。 键,而周围的原子是相

d.在多原子分子中,中心原子上价电子都用于形成 同的原子,一般是 分子。

二、范德华力及其对物质性质的影响 1.范德华力:产生于分子之间的 1~2 个数量级)
2—3—2

的相互作用叫做范德华力。(比化学键小

实例:物质的三态变化: 分子间平均距离(一般): 分子间作用力: 2.影响范德华力的因素:

气体 大 小

液态 ------------------------------→ 小

固态

------------------------------→ 大

(1)相对分子质量:对于组成和结构 力 。

的物质随着相对分子质量的增大,范德华

(2)分子的极性:一般来说,分子的极性越强,范德华力越 3.范德华力的特点:无方向性和饱和性 4.范德华力对物质物理性质的影响(P48 页表 2-8) 三、氢键及其对物质性质的影响 1.氢键的概念:氢键是由已经与电负性 的氢)与另一个分子中电负性



的原子形成共价键的氢原子(如水分子中

的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。氢键

是除范德华力之 外的另一种分子间作用力。 2.氢键形成的一般条件: A—H……B— (1)含氢化合物 (2)A、B 原子:电负性 且半径 。 (“—”表示共价键,“……”表示氢键)

符合条件的原子:N\、O、F 。 形成氢键的化合物:NH3、H2O、HF、CH3CH2OH 等。(包括 NH3 分子之间、H2O 分 子之间、……以及 NH3 与 H2O、HF 与 H2O 分子间的氢键) 3. 氢键的类型(1)分子间氢键: 一个分子的 X—H 键与另一个分子的 Y 相结合而成的氢 键,称为分子间氢键。 (2)分子内氢键: 一个分子的 X-H 键与它的内部的 Y 相结合而成的氢键称为分子内氢键。 4.常见氢键的键长和键能 注意:氢键称作“键”,但是不属于“化学键”,氢键属于一种比范德华力 间作用力。 比较键能:化学键 > 氢键 > 范德华力
2—3—3

的分子

5.氢键对物质性质的影响: (1)对物质的熔、沸点的影响:氢键的形成:使物质的熔沸点 ,密度一般 。 。

(2) 对物质的溶解度的影响: 若溶质与溶剂分子间形成氢键, 会使溶质的溶解度 ★ 解释水的异常性: (1)为什么水的熔、沸点比 H2S 高的很多? 答:因为水分子间存在 ,使熔、沸点升高。

(2) 接近水的沸点的水蒸气的现对分子质量测定值比用化学式 H2O 计算出来的值大些: 答: 因为接近水的沸点的水蒸气中存在着相当量的水分子因 谓“缔合分子”,因此测得水的相对分子质量偏大。 (3)为什么水结冰后体积膨胀? 答: 因为水 结冰后, 水分子间以氢键相互“缔合”形成 密度减小,所以体积膨胀。 ★ 解释几种氢化物沸点的反常性: 教材 55 页第 5 题图中几种氢化物(H2O、HF、NH3)的沸点在 同一主族的氢化物中显 得特殊的高;而碳族氢化物中甲烷的沸点最低且依次升高。为什么? 答:因为 H2O、HF、NH3 存在 ,使熔、沸点升高。而碳族氢化物中,由于 分子, 使分子间的距离增大, 而相互“缔合”形成所

甲烷不能形成氢键,随着相对分子质量的增大,范德华力增大,因此,沸点逐 渐升高。 四、溶解性 1.影响物质溶解性的因素: (1)影响固体溶解度的主要因素是 (2)影响气体溶解度的主要因素是 2.“相似相溶”规律: (1)分子的极性相似的物质易 般能溶于 溶剂。 性分子,奈、碘、四氯化碳是 性分子。根据“相似相 :非极性溶质一般能溶于 溶剂,极性溶质一 和 。 。

例如:蔗糖、氨、水是

2—3—4

溶”的规律可判断:蔗糖、氨 难溶于 。

溶于水,

溶于四氯化碳;奈和碘易溶于



(2)分子结构相似的物质易互相溶解: 例如:乙醇的结构简式为 CH3CH2OH,其中的-OH 与水分子的-OH 相近,因而乙 醇能与水互溶;而戊醇 CH3CH2CH2CH2CH2OH 中的烃基较大,其中的-OH 跟水分 子的-OH 的相似因素小得多了,因而它在水中的溶解度明显减小。 3.氢键对溶解性的影响:如果溶剂与溶质的分子间存在氢键:则溶剂和溶质之间的氢 键作用力越大,溶解性越 解度就比较 。 。相反,无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶

例如:氨极易溶于水,是因为氨分子与水分子之间存在氢键,形成 NH3· H2O 。 4.溶质与溶剂反应对溶质的溶解度的影响:如果溶质与水反应生成可溶于水的产物, 则溶质的溶解度 。

例如:SO2 溶于水,与水发生反应生成亚硫酸,因为后者可溶于水,将增加 SO2 的 溶解度。因此 SO2 易溶于水(通常条件下,1 体积水可溶解约 五、手性 1.手性碳原子:在有机分子中,若某个碳原子连接 个不相同的原子或原子团,这 体积的 SO2)。

种碳原子称为“不对称碳原子”(在其上面标上﹡ 表示) ,也叫““手性碳原子”。 2.手性异构体:具有完全相同的 实物和 ,却在三维空间里不能 和 的一对分子,如同左手与右手一样互为 ,互称“手性异构体”(又称对映异构体、光学

异构体)。 【51 页图 2—36】互为镜像的两个分子 ★ 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。含有手性碳原 子的有机物就具有“手性异构体”。 3.手性分子:有“ ”的分子叫做“手性分子”。手性分子具有“光学活性”。

4.手性分子的应用:手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。 (1)“手性催化剂”:只催化或主要催化
2—3—5

的合成。

(2) “手性合成”: 用“ 性合成”。 六、无机含氧酸的酸性 1.一般规律:

催化剂”生产“

药物” 的独特的合成方法称为“手

(1)同主族元素或同周期元素:最高价含氧酸的酸性比较,根据非金属性强弱比较: 同一主族,自上而下,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐 同一周期,从左向右,非金属元素最高价含氧酸酸性逐渐 ; 。 。

(2) 同一种元素的含氧酸: 该元素 (成酸元素) 的化合价越高, 其含氧酸的酸性越 酸性: H2SO3 < H2SO4 HClO <HClO2 < HClO3 < HClO4 HNO2 < HNO3

解释:含氧酸的通式(HO)mROn,如果成酸元素 R 相同,则 n 越大,R 的正电性越高, 导致 R-O-H 中的 O 原子向 R 偏移,因而在水分子的作用下,也就 氢离子,即酸性越 。 电离出

【例 1】 ∵ H2SO3 可写成 (HO)2SO , n = H2SO4 可写成 (HO)2SO2 ,n = ∴ H2SO4 的酸性 于 H2SO3 。

【例 2】 ∵ HNO3 可写成 (HO)NO2 , n = HNO2 可写成 (HO)NO ∴ HNO3 的酸性 ,n =

于 HNO2 。

2.由非羟基氧原子数目判断含氧酸的酸性:上述含氧酸的通式中的 n 值就是非羟基氧 原子数目。非羟基氧原子数目(n)越大,酸性越 。

2—3—6


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