1、第三节 分子的性质,一、键的极性和分子的极性,（1）离子键、共价键？ （2）极性键与非极性键,1、极性键与非极性键,复习回忆：,非极性键:,共用电子对无偏向（电荷分布均匀）,极性键,共用电子对有偏向（电荷分布不均匀）,2、共用电子对不偏向或有偏向是由什么因素引起的呢?,这是由于原子对共用电子对的吸引力不同造成的。,1、键的极性的判断依据是什么？,共用电子对是否有偏向,复习回忆：,同种非金属元素原子间形成的共价键是非极性键,不同种非金属元素原子间形成的共价键是极性键,（1）何谓电负性？ （2）分别以H2、HCl为例，探究电负性对共价键极性有何影响？,复习回忆：,练习与巩固,指出下列物质中化学键的
2、类型 F2 HF NaOH N2 Na2O2 H2O2 CH3COOH,练习与巩固,1含有非极性键的离子化合物是 ( )A. NaOH B .Na2O2 C.NaCl D .NH4Cl 2下列元素间形成的共价键中，极性最强的是 ( )A.FF B.HF C.HCl D.HO,根据电荷分布是否均匀，共价键有极性、非极性之分，以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分呢？,分子的极性又是根据什么来判定呢？,讨论：,一、键的极性和分子的极性,2、极性分子与非极性分子,极性分子:正电中心和负电中心不重合,非极性分子:正电中心和负电中心重合,共用电子对,HCl分子中，共用电子对偏向Cl原子，Cl原子一端
3、相对地显负电性，H原子一端相对地显正电性，整个分子的电荷分布不均匀，为极性分子,+,-,以极性键结合的双原子分子为极性分子,含有极性键的分子一定是极性分子吗？,分析方法：从力的角度分析,在ABn分子中，A-B键看作AB原子间的相互作用力，根据中心原子A所受合力是否为零来判断，F合=0，为非极性分子（极性抵消）， F合0，为极性分子（极性不抵消）,思考,C=O键是极性键，但从分子总体而言CO2是直线型分子，两个C=O键是对称排列的，两键的极性互相抵消（ F合=0），整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子,180,F1,F2,F合=0,10430,F1,F2,F合0,O-H键是极性键，共用电
4、子对偏O原子，由于分子是折线型构型，两个O-H键的极性不能抵消（ F合0），整个分子电荷分布不均匀，是极性分子,BF3：,NH3：,120,10718,三角锥型, 不对称，键的极性不能抵消，是极性分子,F1,F2,F3,F,平面三角形，对称，键的极性互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子,10928,正四面体型 ，对称结构，C-H键的极性互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子,思考与交流,1、常见分子的构型及分子的极性,双原子分子,H2、Cl2 无 无 直线型 非极性,HCl 有 无 直线型 极性,H2O 有 10430 折线型 极性,CO2 有 180 直线型 非极性,三原子分子,四原子分子
5、,NH3 有 10718 三角锥型 极性,BF3 有 120 平面三角形 非极性,CH4 有 10928 正四面体型 非极性,五原子,分子的极性,分子的空间结构,键角,键的极性,键的极性与分子极性的关系,1、都是由非极性键构成的分子一般是非极性分子。 2、极性键结合形成的双原子分子一定为极性分子。 3、极性键结合形成的多原子分子，可能为非极性分子，也可能为极性分子。 4、多原子分子的极性，应有键的极性和分子的空间构型共同来决定。,2、判断ABn型分子极性的经验规律：,若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素原子的最外层电子数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。,练习,判断下列分子是极性分子还是
6、非极性分子：,PCl3、CCl4、CS2、SO2,非极性分子,自学: 科学视野表面活性剂和细胞膜,1、什么是表面活性剂？亲水基团？疏水基团？肥皂和洗涤剂的去污原理是什么？,2、什么是单分子膜？双分子膜？举例说明。,3、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列?,思考：,二、范德华力及其对物质性质的影响,气体在加压或降温是为什么会变为液体、固体？,因为存在一种把分子聚集在一起的作用力而我们把这种作用力称为分子间作用力，又叫范德华力。,(1)范德华力大小,范德华力很弱，约比化学键能小1-2数量级,二、范德华力及其对物质性质的影响,(2) 范德华力与相对分子质量的关系,结构相似，相对分子质量越大，范
7、德华力越大,二、范德华力及其对物质性质的影响,(3)范德华力与分子的极性的关系,相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大,二、范德华力及其对物质性质的影响,(4)范德华力对物质熔沸点的影响,二、范德华力及其对物质性质的影响,二、范德华力及其对物质性质的影响,把分子聚集在一起的作用力,又称范德华力,相邻原子之间,作用力强烈,影响物质的化学性质和物理性质,分子之间,作用力微弱,影响物质的物理性质（熔、沸点及溶解度等）,练习： 下列叙述正确的是： A氧气的沸点低于氮气的沸点 B、稀有气体原子序数越大沸点越高 C、分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低 D、同周期元素的原子半径越小越易失去电
8、子,二、范德华力及其对物质性质的影响,科学视野,壁虎与范德华力,壁虎为什么能在天花板土爬行自如?这曾是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察到，壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力?实验证明，如果在一个分币的面积土布满100万条壁虎足的细毛，可以吊起20kg重的物体。近年来，有人用计算机模拟，证明壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力。,思考？夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬行，却掉不下来，为什么？,将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的,将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的,分子间作用力,共价键,思考：,练习：
9、下列变化过程只是克服了范德华力的是（ ） A、食盐的熔化 B、水的分解 C、碘单质的升华 D、金属钠的熔化,C,探究： 为什么水的沸点比H2S、H2Se、 H2Te的沸点都要高？,氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个分子中电负性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。,氢键的概念：,三、氢键及其对物质性质的影响,三、氢键及其对物质性质的影响,氢键的本质：,是一种静电作用，是除范德华力外的另一种分子间作用力，氢键的大小，介于化学键与范德华力之间，不属于化学键。但也有键长、键能。,氢键的表示：,三、氢键及其对物质性质的影响,氢键的种类：,三、氢键及其对物质
10、性质的影响,氢键对物质熔沸点影响：,分子间氢键使物质熔沸点升高 分子内氢键使物质熔沸点降低,极性溶剂里，溶质分子与溶剂分子间的氢键使溶质溶解度增大，而当溶质分子形成分子内氢键时使溶质溶解度减小。,氢键对物质溶解度的影响：,比较熔沸点： HF HCl H2O H2S 邻羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛,课堂讨论,应用与拓展,为什么NH3极易溶于水？,讨论:我们在学习化学的过程中还有什么地方能用氢键的知识来解释的？,(1)水的特殊物理性质 (2)蛋白质结构中存在氢键 (3)核酸DNA中也存在氢键 (4)甲醇易溶于水 (5)乙醇与水互溶 ,水的物理性质:,讨论水的特殊性： (1)水的熔沸点比较高？ (2)为
11、什么水结冰后体积膨胀？ (3)为什么水在4时密度最大？,液态水中的氢键,在水蒸气中水以单个的H20分子形式存在；在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成（H20）n(如上图）；在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上,随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是冰晶结构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少；另一是水分子间距因热运动不断增大04间，前者占主导优势， 4以上，后者占主导优势， 4时，两者互不相让，导致水的密度最大,相似相溶水和甲醇的相互溶解（深蓝色虚线为氢键）,三、氢键及其对物质性质的影
12、响,资料卡片,某些氢键的键长和键能,科学视野,生物大分子中的氢键,蛋白质结构中的氢键,二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性的结构的构象，是多肽链局部的空间结构（构象），主要有螺旋、折叠、转角等几种形式，它们是构成蛋白质高级结构的基本要素。 蛋白质的生物学活性和理化性质主要决定于空间结构的完整,DNA的双螺旋结构(碱基配对),小结：,定义,范德华力,氢键,共价键,作用微粒,分子间普遍存在的作用力,已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力,原子之间通过共用电子对形成的化学键,相邻原子之间,分子间或分子内氢原子与电负性很强的F、O、N之间,分
13、子之间,强弱,弱,较强,很强,对物质性质的影响,范德华力越大，物质熔沸点越高,对某些物质(如水、氨气)的溶解性、熔沸点都产生影响,物质的稳定性,蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；而萘和碘却易溶于四氯化碳，难溶于水。,现象：,“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。,水和甲醇相互溶解，氢键存在增大了溶解性,四、溶解性,（1）内因：相似相溶原理 （2）外因：影响固体溶解度的主要因素是温度；影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。 （3）其他因素： A）如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键越强，溶解性越好。如：NH3。 B）溶质与水发生反应时可增大
14、其溶解度，如：SO2。,思考与交流,溶质分子与溶剂分子的结构越相似，相互溶解越容易。溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子间力越相似，越易互溶。,小结：,PtCl2（NH3）2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大，请回答下列问题： PtCl2（NH3）2是平面四边形结构，还是四面体结构 请在以下空格内画出这两种固体分子的几何构型图， 淡黄色固体： ，黄绿色固体： 。 淡黄色固体物质是由 分子组成，黄绿色固体物质是由 分子组成（填“极性分子”或“非极性分子”） 黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，原因是 。,五、手性,观察一下两组图片，有何特征？,一
15、对分子，组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间无论如何旋转不能重叠，这对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。中心原子称为手性原子。,手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。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”，它能使失眠者美美地睡个好觉，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实，在这种药物中，只有图左边的分子才有这种毒副作用，而右边的分子却没有这种毒副作用。人类从这一药物史上
16、的悲剧中吸取教训，不久各国纷纷规定，今后凡生产手性药物，必须把手性异构体分离开，只出售能治病的那种手性异构体的药物。,“反应停”事件,乳酸分子CH3CH(OH)COOH有以下两种异构体：,五、手性,具有手性的有机物，是因为含有手性碳原子造成的。 如果一个碳原子所联结的四个原子或原子团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，记作C 。,五、手性,注意：也有一些手性物质没有手性碳原子,（2）有机物X的结构简式为若使X通过化学变化，失去光学活性，可能发生的反应类型有_ A酯化 B水解 C氧化 D还原 E消去 F缩聚,右旋与左旋,自然界中的手性,珍贵的法螺左旋贝。百万分之一，十分罕见。,自然界中的手性,
17、手性的应用,手性合成 手性催化,科学史话,巴斯德与手性,六、无机含氧酸分子的酸性,指出下列无机含氧酸的酸性,HClO4 HClO3 H2SO4 HNO3 H3PO4 H2SO3 H3BO3 HNO2,六、无机含氧酸分子的酸性,把含氧酸的化学式写成（HO）m ROn， 就能根据n值判断常见含氧酸的强弱。 n0，极弱酸，如硼酸（H3BO3）。 n1，弱酸，如亚硫酸（H2SO3）。 n2，强酸，如硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）。 n3，极强酸，如高氯酸（HClO4）。,含氧酸的强度取决于中心原子的电负性、原子半径、氧化数。当中心原子的电负性大、原子半径小、氧化数高时，使O-H键减弱，酸性增强。
18、,六、无机含氧酸分子的酸性,H2SiO4 H3PO4 H2SO4,HClO3 HClO4,HClO HBrO HIO,练习：比较下列含氧酸酸性的强弱,六、无机含氧酸分子的酸性,同周期的含氧酸，自左至右，随中心原子原子序数增大 ，酸性增强。,同一族的含氧酸，自上而下，随中心原子原子序数增大 ，酸性减弱。,同一元素不同价态的含氧酸酸性高价强于低价 。,无机含氧酸强度的变化规律,某些含氧酸可表示为：（HO）mROn，它的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关；n越大，酸性越强：n=0 弱酸；n=1中强酸；n=2强酸；n=3 超强酸。 已知：硼酸（H3BO3）是弱酸，而亚磷酸（H3PO3）是中强酸 （1） 写出这两种酸的结构式： 、 。 （2）写出亚磷酸和过量的NaOH溶液反应的化学方程式：,
