高中化学选修三（人教版 课件）-第二章　分子结构与性质 2.3.1

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1、目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,一、键的极性和分子的极性 1.共价键的极性 共价键有两种:极性共价键和非极性共价键。由不同种原子形成共价键时,电子对会发生偏移,形成极性键。极性键中的两个键合原子,一个呈正电性(+),另一个呈负电性(-)。由同种原子形成共价键时,电子对不发生偏移,这种共价键是非极性键。 2.分子的极性 分子有极性分子和非极性分子之分。在极性分子中,正电中心和负电中心不重合,使分子的某一部分呈正电性(+),另一部分呈负电性(-);非极性分子的正电中心和负电中心重合。分子的极性是分子中化学键的极性的向量和,向量和为零则为非极性分子,否则为极性分子。,目标导航,预

2、习导引,一,二,三,3.键的极性与分子的极性的关系 (1)只含有非极性键的分子一定是非极性分子。 (2)含极性键的分子,如果分子结构是对称的,则为非极性分子,否则是极性分子。 举例说明:非极性分子中不一定含有非极性键,含有非极性键的分子不一定为非极性分子。 答案:CH4是非极性分子,只有极性键。 H2O2是含有非极性键的极性分子。,目标导航,预习导引,一,二,三,二、范德华力 1.降温加压时气体会液化,降温时液体会凝固,这是由于分子间存在范德华力。该力很弱,约比化学键的能量小12数量级。 2.范德华力的影响因素:范德华力的大小主要取决于相对分子质量和分子的极性。相对分子质量越大、分子的极性越大

3、,范德华力也越大。 Cl2、Br2、I2均为第A族元素的单质,它们的组成和化学性质相似,你能解释常温下它们的状态分别为气体、液体、固体的原因吗? 答案:Cl2、Br2、I2的组成和结构相似,由于相对分子质量逐渐增大,所以范德华力逐渐增大,故熔、沸点升高,状态由气体变为液体、固体。,目标导航,预习导引,一,二,三,三、氢键 1.定义:氢键是一种分子间作用力,它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另外一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。 2.对水的影响:氢键的存在,大大加强了水分子之间的作用力,使水的熔、沸点较高。 3.存在:氢键普遍存在于已经与N、O、

4、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。 4.类型:氢键不仅存在于分子间,还能存在于分子内,如邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键。 5.表示方式:AHB,A、B为N、O、F,“”表示共价键,“”表示形成的氢键。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一、范德华力对物质性质的影响 范德华力影响物质的物理性质,主要包括熔点、沸点、溶解性等。 1.对于组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大,克服范德华力所需消耗的能量越大,物质的熔、沸点就越高。卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)、A族元素的氢化物(CH4、SiH4、G

5、eH4、SnH4)和卤化氢(HCl、HBr、HI)的熔、沸点逐渐升高,这是因为范德华力逐渐增大的缘故。 2.组成相似且相对分子质量相近的物质,分子极性越大(电荷分布越不均匀),其熔、沸点就越高,如熔、沸点:CON2。,一,二,3.在同分异构体中,一般来说,支链数越多,熔、沸点就越低,如沸点:正戊烷异戊烷新戊烷。 4.对物质溶解性的影响:影响固体溶解度的因素主要是温度;影响气体溶解度的因素主要是温度和压强。物质溶解性的“相似相溶”原理,其实质是由范德华力的大小决定的。一般来说,同是非极性分子,相对分子质量越大,溶解度越大。,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,【例

6、1】 某化学科研小组对范德华力提出了以下几种观点,你认为正确的是 。 (导学号52700030) A.范德华力存在于所有物质中 B.范德华力是影响所有物质物理性质的因素 C.Cl2相对于其他气体来说,是易液化的气体,由此可以得出结论,范德华力属于一种强作用 D.范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用 E.范德华力是普遍存在的一种分子间作用力,属于电性作用 F.范德华力比较弱,但范德华力越强,物质的熔点和沸点越高,一,二,解析:范德华力其实质也是一种分子之间的电性作用,由于分子本身不显电性,因此范德华力比较弱,作用力较小。随着分子间距的增加,范德华力迅速减弱,所以范德华力作用范围很小;范

7、德华力只是影响由分子构成的物质的某些物理性质(如熔、沸点以及溶解度等)的因素之一;在常见气体中,Cl2的相对分子质量较大,范德华力较强,所以易液化,但相对于化学键来说,范德华力仍属于弱作用。故D、E、F三种说法正确。 答案:DEF,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,下列有关范德华力的叙述正确的是( ) A.范德华力的实质也是一种电性作用,所以范德华力是一种特殊的化学键 B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量 解析:范德华力是分子与分子之间的一种相互作用,其实质

8、与化学键类似,也是一种电性作用,但两者的区别是作用力的强弱不同,范德华力很弱,约比化学键的能量小12数量级,故范德华力不是化学键;虽然范德华力非常微弱,但破坏它时也要消耗能量;范德华力普遍存在于分子之间,但也必须满足一定的距离要求,若分子间的距离足够大,分子之间很难产生相互作用。 答案:B,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,二、氢键对物质性质的影响 氢键影响物质的物理性质,主要包括熔点、沸点、密度、溶解性等。 1.氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”,形成“缔合分子”。如相当多的H2O分子、HF分子“缔合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“缔合分子”)。,一,二,知识精

9、要,思考探究,典题例解,迁移应用,2.氢键的存在大大增强了分子间作用力,引起物质的熔、沸点反常。如H2O、HF、NH3的沸点分别比A、A、A族其他元素的氢化物的沸点高出许多;C2H5OH与C3H8的相对分子质量接近,但C2H5OH的沸点远比C3H8的高;HCOOH、CH3COOH的沸点比与它们相对分子质量相近的醚、卤代烃等有机物的熔、沸点高等。分子内氢键的形成减弱了分子间的相互作用,而分子间氢键的形成则增大了分子间的相互作用。如邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛;对羟基苯甲酸的熔点比邻羟基苯甲酸高。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,3.氢键的存在引起密度的变化。水结冰时体积膨胀

10、、密度减小也是水的反常性质,这一性质也可用氢键解释:在水蒸气中水以单个的水分子形式存在;在液态水中,通常是几个水分子通过氢键结合,形成(H2O)n分子;在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相联结,成为疏松的晶体,因在冰的结构中有许多空隙,造成体积膨胀,密度减小,所以冰会浮在水面上(水的这种性质对水生动物的生存有重要的意义)。 4.氢键影响物质的溶解性。如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶解度增大,且氢键作用力越大,溶解性越好。如NH3极易溶于水,这与NH3和H2O分子间能形成氢键有密切关系。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,根据H2O中氧原子的杂化方式和电子式,分析1个H2O

11、分子最多能形成几个氢键? 答案:H2O中的氧原子采用sp3杂化,其中两个杂化轨道与氢原子的1s轨道形成键,另外两个杂化轨道填充孤电子对,因此其电子式为 ,氧原子上有两对孤电子对可与其他H2O分子中的氢原子形成两个氢键,H2O中的两个氢原子分别与另外两个H2O分子中的O原子形成两个氢键,这样1个H2O分子最多可形成4个氢键。,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,【例2】 关于氢键的下列说法中正确的是( ) A.每个水分子内含有两个氢键 B.在水蒸气、水和冰中都含有氢键 C.分子间形成氢键能使物质的熔点和沸点升高 D.HF的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键 解析:氢键属于分子间作用

12、力,它主要影响物质的物理性质,与化学性质(如稳定性等)无关。水分子内只有共价键而无氢键,A项说法显然不对;B项中水蒸气分子间距太大,不能形成氢键;D项中HF的稳定性很强,这与氢键无关,正确选项是C。 答案:C,一,二,知识精要,思考探究,典题例解,迁移应用,下列分子或离子中,不能形成分子间氢键的有 (填序号)。 (导学号52700031) 解析:NH3分子中的三个氢原子都连在同一个氮原子上,氮原子上有孤电子对,可以与其他NH3分子中的氢原子形成分子间氢键,但不能与分子内的氢原子再形成氢键;与NH3类似的还有H2O;在 (FHF-)中,已经存在分子内氢键,所以没有可以形成分子间氢键的氢原子存在; 中氮原子上没有孤电子对,不能形成氢键;,答案:,