高中化學 第二章 分子結構與性質(zhì) 2.3.1 分子的極性課件 新人教版選修3.ppt

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目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,一,二,三,一、鍵的極性和分子的極性 1.共價鍵的極性 共價鍵有兩種:極性共價鍵和非極性共價鍵。由不同種原子形成共價鍵時,電子對會發(fā)生偏移,形成極性鍵。極性鍵中的兩個鍵合原子,一個呈正電性(δ+),另一個呈負電性(δ-)。由同種原子形成共價鍵時,電子對不發(fā)生偏移,這種共價鍵是非極性鍵。 2.分子的極性 分子有極性分子和非極性分子之分。在極性分子中,正電中心和負電中心不重合,使分子的某一部分呈正電性(δ+),另一部分呈負電性(δ-);非極性分子的正電中心和負電中心重合。分子的極性是分子中化學鍵的極性的向量和,向量和為零則為非極性分子,否則為極性分子。,,,,,,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,3.鍵的極性與分子的極性的關系 (1)只含有非極性鍵的分子一定是非極性分子。 (2)含極性鍵的分子,如果分子結構是對稱的,則為非極性分子,否則是極性分子。 舉例說明:非極性分子中不一定含有非極性鍵,含有非極性鍵的分子不一定為非極性分子。 答案:CH4是非極性分子,只有極性鍵。 H2O2是含有非極性鍵的極性分子。,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,二、范德華力 1.降溫加壓時氣體會液化,降溫時液體會凝固,這是由于分子間存在范德華力。該力很弱,約比化學鍵的能量小1~2數(shù)量級。 2.范德華力的影響因素:范德華力的大小主要取決于相對分子質(zhì)量和分子的極性。相對分子質(zhì)量越大、分子的極性越大,范德華力也越大。 Cl2、Br2、I2均為第ⅦA族元素的單質(zhì),它們的組成和化學性質(zhì)相似,你能解釋常溫下它們的狀態(tài)分別為氣體、液體、固體的原因嗎? 答案:Cl2、Br2、I2的組成和結構相似,由于相對分子質(zhì)量逐漸增大,所以范德華力逐漸增大,故熔、沸點升高,狀態(tài)由氣體變?yōu)橐后w、固體。,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,三、氫鍵 1.定義:氫鍵是一種分子間作用力,它是由已經(jīng)與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的氫)與另外一個電負性很大的原子(如水分子中的氧)之間的作用力。 2.對水的影響:氫鍵的存在,大大加強了水分子之間的作用力,使水的熔、沸點較高。 3.存在:氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F等電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另外的N、O、F等電負性很大的原子之間。 4.類型:氫鍵不僅存在于分子間,還能存在于分子內(nèi),如鄰羥基苯甲醛可形成分子內(nèi)氫鍵,而對羥基苯甲醛可形成分子間氫鍵。 5.表示方式:A—H…B—,A、B為N、O、F,“—”表示共價鍵,“…”表示形成的氫鍵。,,,,,,,,,,,,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,一、范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響 范德華力影響物質(zhì)的物理性質(zhì),主要包括熔點、沸點、溶解性等。 1.對于組成和結構相似的分子,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,克服范德華力所需消耗的能量越大,物質(zhì)的熔、沸點就越高。鹵素單質(zhì)(F2、Cl2、Br2、I2)、ⅣA族元素的氫化物(CH4、SiH4、GeH4、SnH4)和鹵化氫(HCl、HBr、HI)的熔、沸點逐漸升高,這是因為范德華力逐漸增大的緣故。 2.組成相似且相對分子質(zhì)量相近的物質(zhì),分子極性越大(電荷分布越不均勻),其熔、沸點就越高,如熔、沸點:CON2。,一,二,3.在同分異構體中,一般來說,支鏈數(shù)越多,熔、沸點就越低,如沸點:正戊烷異戊烷新戊烷。 4.對物質(zhì)溶解性的影響:影響固體溶解度的因素主要是溫度;影響氣體溶解度的因素主要是溫度和壓強。物質(zhì)溶解性的“相似相溶”原理,其實質(zhì)是由范德華力的大小決定的。一般來說,同是非極性分子,相對分子質(zhì)量越大,溶解度越大。,知識精要,典題例解,遷移應用,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,【例1】 某化學科研小組對范德華力提出了以下幾種觀點,你認為正確的是 。 (導學號52700030) A.范德華力存在于所有物質(zhì)中 B.范德華力是影響所有物質(zhì)物理性質(zhì)的因素 C.Cl2相對于其他氣體來說,是易液化的氣體,由此可以得出結論,范德華力屬于一種強作用 D.范德華力屬于既沒有方向性也沒有飽和性的靜電作用 E.范德華力是普遍存在的一種分子間作用力,屬于電性作用 F.范德華力比較弱,但范德華力越強,物質(zhì)的熔點和沸點越高,一,二,解析:范德華力其實質(zhì)也是一種分子之間的電性作用,由于分子本身不顯電性,因此范德華力比較弱,作用力較小。隨著分子間距的增加,范德華力迅速減弱,所以范德華力作用范圍很小;范德華力只是影響由分子構成的物質(zhì)的某些物理性質(zhì)(如熔、沸點以及溶解度等)的因素之一;在常見氣體中,Cl2的相對分子質(zhì)量較大,范德華力較強,所以易液化,但相對于化學鍵來說,范德華力仍屬于弱作用。故D、E、F三種說法正確。 答案:DEF,知識精要,典題例解,遷移應用,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,下列有關范德華力的敘述正確的是( ) A.范德華力的實質(zhì)也是一種電性作用,所以范德華力是一種特殊的化學鍵 B.范德華力與化學鍵的區(qū)別是作用力的強弱不同 C.任何分子間在任意情況下都會產(chǎn)生范德華力 D.范德華力非常微弱,故破壞范德華力不需要消耗能量 解析:范德華力是分子與分子之間的一種相互作用,其實質(zhì)與化學鍵類似,也是一種電性作用,但兩者的區(qū)別是作用力的強弱不同,范德華力很弱,約比化學鍵的能量小1~2數(shù)量級,故范德華力不是化學鍵;雖然范德華力非常微弱,但破壞它時也要消耗能量;范德華力普遍存在于分子之間,但也必須滿足一定的距離要求,若分子間的距離足夠大,分子之間很難產(chǎn)生相互作用。 答案:B,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,二、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響 氫鍵影響物質(zhì)的物理性質(zhì),主要包括熔點、沸點、密度、溶解性等。 1.氫鍵的存在使分子間因氫鍵而發(fā)生“締合”,形成“締合分子”。如相當多的H2O分子、HF分子“締合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“締合分子”)。,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,2.氫鍵的存在大大增強了分子間作用力,引起物質(zhì)的熔、沸點反常。如H2O、HF、NH3的沸點分別比ⅥA、ⅦA、ⅤA族其他元素的氫化物的沸點高出許多;C2H5OH與C3H8的相對分子質(zhì)量接近,但C2H5OH的沸點遠比C3H8的高;HCOOH、CH3COOH的沸點比與它們相對分子質(zhì)量相近的醚、鹵代烴等有機物的熔、沸點高等。分子內(nèi)氫鍵的形成減弱了分子間的相互作用,而分子間氫鍵的形成則增大了分子間的相互作用。如鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛;對羥基苯甲酸的熔點比鄰羥基苯甲酸高。,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,3.氫鍵的存在引起密度的變化。水結冰時體積膨脹、密度減小也是水的反常性質(zhì),這一性質(zhì)也可用氫鍵解釋:在水蒸氣中水以單個的水分子形式存在;在液態(tài)水中,通常是幾個水分子通過氫鍵結合,形成(H2O)n分子;在固態(tài)水(冰)中,水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結,成為疏松的晶體,因在冰的結構中有許多空隙,造成體積膨脹,密度減小,所以冰會浮在水面上(水的這種性質(zhì)對水生動物的生存有重要的意義)。 4.氫鍵影響物質(zhì)的溶解性。如果溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵,則溶解度增大,且氫鍵作用力越大,溶解性越好。如NH3極易溶于水,這與NH3和H2O分子間能形成氫鍵有密切關系。,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,根據(jù)H2O中氧原子的雜化方式和電子式,分析1個H2O分子最多能形成幾個氫鍵? 答案:H2O中的氧原子采用sp3雜化,其中兩個雜化軌道與氫原子的1s軌道形成σ鍵,另外兩個雜化軌道填充孤電子對,因此其電子式為 ,氧原子上有兩對孤電子對可與其他H2O分子中的氫原子形成兩個氫鍵,H2O中的兩個氫原子分別與另外兩個H2O分子中的O原子形成兩個氫鍵,這樣1個H2O分子最多可形成4個氫鍵。,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,【例2】 關于氫鍵的下列說法中正確的是( ) A.每個水分子內(nèi)含有兩個氫鍵 B.在水蒸氣、水和冰中都含有氫鍵 C.分子間形成氫鍵能使物質(zhì)的熔點和沸點升高 D.HF的穩(wěn)定性很強,是因為其分子間能形成氫鍵 解析:氫鍵屬于分子間作用力,它主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì),與化學性質(zhì)(如穩(wěn)定性等)無關。水分子內(nèi)只有共價鍵而無氫鍵,A項說法顯然不對;B項中水蒸氣分子間距太大,不能形成氫鍵;D項中HF的穩(wěn)定性很強,這與氫鍵無關,正確選項是C。 答案:C,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,下列分子或離子中,不能形成分子間氫鍵的有 (填序號)。 (導學號52700031) 解析:NH3分子中的三個氫原子都連在同一個氮原子上,氮原子上有孤電子對,可以與其他NH3分子中的氫原子形成分子間氫鍵,但不能與分子內(nèi)的氫原子再形成氫鍵;與NH3類似的還有H2O;在 ([F—H…F]-)中,已經(jīng)存在分子內(nèi)氫鍵,所以沒有可以形成分子間氫鍵的氫原子存在; 中氮原子上沒有孤電子對,不能形成氫鍵;,答案:③④⑤,