1、第二章 分子结构与性质第三节 分子的性质第 2 课时 分子的性质（2）一、溶解性1 “相似相溶”规律物质相互溶解的性质十分复杂，受到许多因素制约，如温度、压强等。通过对许多实验的观察和研究，人们得出了一个经验性的“相似相溶”的规律。非极性溶质一般能溶于_溶剂，极性溶质一般能溶于_溶剂。如蔗糖和氨易溶于水，难溶于 CCl4，因为蔗糖、氨、水都是极性分子；而萘和碘易溶于 CCl4，难溶于水，因为萘、碘和 CCl4 都是非极性分子。离子化合物可以看作极强的极性溶质，很多易溶于水。2影响溶解度的因素（1 ）内因“相似相溶” 还适用于分子结构的相似性。如低级羧酸(甲酸、乙酸等) 可以与水以任意比例互溶，
2、而高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸和油酸等不溶于水。如果溶剂和溶质之间存在氢键，则溶解度较大。如果溶质分子不能与水分子形成氢键，则在水中的溶解度就比较小。化学反应溶质与溶剂发生反应可增大其溶解度。如 SO2 与 H2O 反应生成 H2SO3，SO 3与 H2O 反应生成 H2SO4，NH 3 与 H2O 反应生成 NH3H2O。（2 ）外因温度 一般来说，温度升高，固体物质的溶解度_，气体物质的溶解度减小。压强 压强越大，气体的溶解度越大。注意：a影响固体溶解度的主要因素是温度。b影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。二、手性1手性异构体与手性分子具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右
3、手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称为手性异构体。有手性异构体的分子叫做_。互为镜像的两个分子左右手互为镜像左手和右手不能重叠2手性分子的成因当 4 个不同的原子或基团连接在碳原子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的像”就不能重叠，因而表现为“_”。手性分子中的不对称碳原子称为手性碳原子。例如，CHBrClF 是一个简单的手性分子，如下图所示的两个分子互为镜像。CHBrClF 手性分子又如，丙氨酸分子(手性碳原子上连接 H、 CH3、 NH2、COOH)的手性如下图所示。手性分子3分子是否表现为手性的判断有机物具有手性是由于其分子中含有_。如果 1 个碳原子所连接的 4
4、 个原子或基团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，用 *C 来表示。例如：，R 1、R 2、R 3、R 4 是互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否具有手性异构体，就看其含有的碳原子是否连有 4 个不同的原子或基团。例如，中含有 1 个手性碳原子 (标“*”号的碳原子)。4手性分子的应用（1 ）手性药物如图所示的分子，是由一家德国制药厂在 1957 年 10 月 1 日上市的高效镇静剂，中文药名为“反应停” ，它就是典型的手性药物。这种药物能迅速止痛并能够减轻孕妇的妊娠反应。然而，不久就发现世界各地相继出现了一些畸形儿，后被科学家证实，是孕妇服用了这种药物导致的。随后的药物化学研究证
5、实，在这种药物中，只有一种手性异构体(右旋) 是有效的镇静剂，而另一种异构体(左旋) 则对胚胎有很强的致畸作用。所以，有选择地生成手性异构体，以及分离出单一的(左旋或右旋) 异构体，对人类的健康生活具有重要意义。“反应停”（2 ）手性合成2001 年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成为药物生产带来巨大的经济效益。手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成，可以比喻成握手手性催化剂像迎宾的主人伸出右手，被催化合成的手性分子像客人，总
6、是伸出右手去握手(如图) 。手性催化剂的手性传递三、无机含氧酸分子的酸性1无机含氧酸的分子结构无机含氧酸分子之所以能显示酸性，是因为其分子中含有OH，而OH 中的氢原子在水分子的作用下能够变成_而显示一定的酸性。如 HNO3、H 2SO4 和 H2CO3 的结构式分别是 、 和 。因此，根据其组成的结构特点，无机含氧酸可以写成(HO) mROn。2无机含氧酸酸性比较（1 ）同一元素的不同含氧酸的酸性强弱规律无机含氧酸分子(HO) mROn 中，对于同一种元素的含氧酸来说，R 元素的化合价越高，其含氧酸的酸性_。如 HClOHNO2、H 2SO4H2SO3 而混淆酸的酸性与氧化性，误认为酸性越强
7、的酸其氧化性也越强。2误认为羟基数就是含氧酸的元数。如磷元素的几种含氧酸的名称、分子式、结构式、磷的化合价、酸的元数如下表：名称 正磷酸 偏磷酸 亚磷酸 次磷酸分子式 H3PO4 HPO3 H3PO3 H3PO2结构式磷的化合价+5 +5 +3 +1酸的元数 三元 一元 二元 一元3同种元素的含氧酸，中心原子的价态越高，含氧酸的氧化性不一定越强。如酸性：HClO4HClO3HClO，氧化性：HClO 4HClO，因为 H3PO4 的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数7试判断下列物质能否溶于水，能溶于水的组合是葡萄糖己醛硬脂酸硬脂酸钠硬脂酸镁乙二酸 A B全溶C除外全溶 D8物质的物理性质
8、与化学键、分子间作用力有密切关系。请回答下列问题：如图所示每条折线表示周期表AA 族中某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中 a 点代表的是_，b 点代表的是_。如图是 Na、Cu 、Si 、H、C、N 等元素单质的熔点高低的顺序，其中 c、d 均是热和电的良导体。（1）请写出如图中 d 单质对应元素原子的电子排布式：_。（2）单质 a、b、f 对应的元素以原子个数比 111 形成的分子中含 _个 键，_个 键。（3）a 与 b 对应的元素形成的 10 电子中性分子 X 的空间构型为 _；将 X 溶于水后形成的溶液滴入到含有 d 元素高价离子的溶液中直至过量，生成的含 d
9、元素的离子的化学式为_，其中 X 与 d 的高价离子之间以_键结合。（4）上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构为 ，请简要说明该物质易溶于水的原因：_。研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在 20、1 个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”。如图是水和“ 热冰” 的计算机模拟图，图中小球代表水分子中的原子。图 1 图 2（1）图中较大的球代表_原子，其原子结构示意图是_。水分子中氢氧原子间的化学键是_(填“共价键”或“离子键”)。（2）用球棍模型表示的水分子结构是_(填序号) 。（3）已知水分子中氧原子一端带部分负电荷，氢原子一端带部分正电荷，在外加电场作用下，水结
10、成冰。如图中模拟“热冰”的示意图是_(填 “图 1”或“图 2”)，理由是_。9 2018 新课标 卷锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：（1 ） Zn 原子核外电子排布式为_。（2 ）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由 Zn 和 Cu 组成。第一电离能 1（Zn）_ 1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。（3 ） ZnF2 具有较高的熔点（ 872) ，其化学键类型是_ ；ZnF 2 不溶于有机溶剂而 ZnCl2、ZnBr 2、ZnI 2 能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_。（4 ） 中华本草等
11、中医典籍中，记载了炉甘石（ ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO 3 中，阴离子空间构型为_ ，C 原子的杂化形式为_。10 2017 江苏节选铁氮化合物(Fe xNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 FexNy 的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。（1 ） Fe3+基态核外电子排布式为_。（2 ）丙酮( )分子中碳原子轨道的杂化类型是_ ，1mol 丙酮分子中含有 键的数目为_。（3 ） C、 H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为 _。（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_。11 2016 四川节选M、R 、 X、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 是一种
12、过渡元素。M 基态原子 L 层中 p 轨道电子数是 s 轨道电子数的 2 倍，R 是同周期元素中最活泼的金属元素，X 和 M 形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z 的基态原子 4s 和 3d 轨道半充满。请回答下列问题：（1 ） R 基态原子的电子排布式是_，X 和 Y 中电负性较大的是 _（填元素符号） 。（2 ） X 的氢化物的沸点低于与其组成相似的 M 的氢化物，其原因是_ 。（3 ） X 与 M 形成的 XM3 分子的空间构型是_。1 【答案】BC2 【答案】C【解析】A 项有一个手性碳原子， B 项中有 2 个手性碳原子，D 项中有 1 个手性碳原子。3 【 答案】C【解析
13、】H 3PO3的分子结构为 ，它是二元酸，所以A 项错误；B项所述规律对非金属元素的最高价氧化物对应的水化物才适合；C项是比较无机含氧酸酸性强弱的重要规律，C项正确；D项中H 3PO4和H 2CO3的非羟基氧原子数均为1，但 H2CO3酸性弱于H 3PO4，这是由于溶于水的CO 2只有很少的一部分与水结合成碳酸。4【答案】B【解析】手性分子中应含有手性碳原子，即同一个碳原子上连有四个不同的原子或基团，所以二者不是手性分子；二者的分子式相同，结构也相同，故二者是同一物质。5【答案】C【解析】硫酸和磷酸分别表示为 SO2(OH)2、PO(OH) 3。可以看出 H2SO4 的酸性强于H3PO4。硫酸
14、是强酸，磷酸是中强酸。6 【 答案】A【解析】A 项错误，水的稳定性与分子内的 HO 键强弱有关，与分子间作用力(氢键)无关。7【答案】A8【答案】SiH 4 H2Se（1）1s 22s22p63s23p63d104s1（2）2 2（3）三角锥形 Cu(NH3)42+ 配位（4）HNO 3 是极性分子，易溶于极性溶剂水中；HNO 3 分子易与水分子之间形成氢键（1）氧(或 O) 共价键 （2）B（3）图 1 分子有序排列【解析】要熟练掌握物质的共性与特性。第二周期AA 族元素分别是 C、N、O 、F，其氢化物的沸点由高到低的顺序是H2OHFNH3CH4，因此从上至下 4 条折线分别代表A、A、
15、A、A 族元素的氢化物的沸点变化。那么 b 点代表的物质是 H2Se，a 点代表的物质是 SiH4。（1）根据熔点的高低顺序，可判断出 a 是 H2，b 是 N2，c 是 Na，d 是 Cu，e 是 Si，f是 C。（2）单质 a、b、f 对应的元素以原子个数比 111 形成的分子为 HCN，含有 2 个个 键，2 个 键。（1）N 原子与 P 原子的结构相似，NH 3 分子与 PH3 分子的结构也相似，P H 键为不同种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可知，N 的非金属性比 P 强。由元素的非金属性与对应氢化物热稳定性之间的关系可知，
16、NH 3 的热稳定性比 PH3 强。（3）“易液化”属于物质的物理性质，NH 3 与 PH3 都是共价化合物，其物理性质与化学键无关。按照相对分子质量与范德华力的关系，范德华力与物质的物理性质的关系分析，应该是 PH3 的沸点比 NH3 高，PH 3 比 NH3 易液化。现实是 NH3 比 PH3 易液化，这种反常现象是由于 NH3 分子之间存在特殊的分子间作用力氢键。氧原子半径比氢原子大，故大球代表氧原子。水分子中含极性共价键，两个 OH 键之间的夹角为 105，呈 V 形结构。“热冰”中的水分子有序排列。【备注】分子内氢键除必须具备形成氢键的条件外，还必须具备特定的条件：形成平面环(五元环
17、或六元环最为稳定)、形成的环没有任何扭曲等。氢键的形成使物质在熔点、沸点、电离度、溶解度等方面表现出一些特殊性质。由于分子间氢键的作用，形成了“缔合分子”，增大了分子间作用力，使物质的熔、沸点升高(如水) ，溶解度增大 (如氨)，电离度降低( 如氢氟酸为弱酸)等；由于分子内的氢键作用，形成具有 “环状结构 ”的物质，减小了分子间的作用力，使物质的熔、沸点降低，溶解度减小等。9 【 答案】 （1）Ar3d 104s2（2 ）大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子（3 ）离子键 ZnF2 为离子化合物，ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2 的化学键以共价键为主、极性较小（4 ）平面三
18、角形 sp2（3 ）根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物，所以一定存在离子键。作为离子化合物，氟化锌在有机溶剂中应该不溶，而氯化锌、溴化锌和碘化锌都是共价化合物，分子的极性较小，能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂。（4 ）碳酸锌中的阴离子为 CO32-，根据价层电子对互斥理论，其中心原子 C 的价电子对为3+(4322)/2=3 对，所以空间构型为正三角形，中心 C 为 sp2 杂化。10 【 答案 】 （1）Ar3d 5 或 1s22s22p63s23p63d5（2 ） sp2 和 sp3 9mol（3 ） HCO（4 ）乙醇分子间存在氢键【解析】（1）铁是 26 号，Fe 3+基态核外电子排布
19、式为Ar3d 5 或 1s22s22p63s23p63d5；（2）丙酮( )分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的 C 形成 3 个 CH 键，1 个 CC 键，为 sp3 杂化，羰基中的 C 形成 3 个 CC 键，一个 键，故 C 的杂化方式为 sp2；据以上分析 1mol 丙酮分子中含有 键的数目为 9mol；（3）C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为 HCO；（4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为乙醇分子间存在氢键；丙酮分子中无与电负性较大的O 原子相连的 H 原子，不能形成氢键。11 【 答案 】 （1）1s 22s22p63s1 或Ne3s 1 Cl（2 ） H2S 分子间不存在氢键，H 2O 分子间存在氢键（3 ）平面三角形（1 ） R 是 Na 元素，原子序数为 11，根据构造原理确定其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1 或 Ne3s1；S 和 Cl 比较电负性较大的是 Cl 元素，答案为： 1s22s22p63s1；Cl 。（2 ） H2S 的沸点低于 H2O 的主要原因是水分子间形成氢键，使水的沸点升高，答案为：H2S 分子间不存在氢键，H 2O 分子间存在氢键。（3 ） SO3 中硫原子的价层电子对数为 3+（6-32）/2=3 ，没有孤电子对，硫原子的杂化方式为 sp2，该分子的空间构型为平面三角形，答案为：平面三角形。
