高中化學(xué) 2.3 分子的性質(zhì)課件 新人教版選修3 .ppt

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第三節(jié) 分子的性質(zhì),一、鍵的極性和分子的極性 1.鍵的極性：,不同,同種,發(fā)生偏移,不發(fā)生偏移,2.分子的極性：,不重合,極性,不為零,重合,等于零,3.鍵的極性與分子極性的關(guān)系： (1)只含有非極性鍵的分子一定是_______分子，如P4。 (2)含極性鍵的分子，如果分子結(jié)構(gòu)是空間對稱的，則為_____ ___分子，否則為_____分子。,非極性,非極,性,極性,二、分子間作用力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響 1.范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響： (1)概念：范德華力是_____之間普遍存在的___________，它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固體和液體)存在。 (2)特征。 ①范德華力約比化學(xué)鍵的鍵能小1～2數(shù)量級。 ②無方向性和飽和性。,分子,相互作用力,(3)影響因素。 ①分子的極性越大，范德華力_____。 ②結(jié)構(gòu)和組成相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力 _____。 (4)對物質(zhì)性質(zhì)的影響。 范德華力主要影響物質(zhì)的_____性質(zhì)，如熔點、沸點；化學(xué)鍵 主要影響物質(zhì)的_____性質(zhì)。范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點 _____。,越大,越大,物理,化學(xué),越高,2.氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響： (1)概念：由已經(jīng)與_______很大的原子(如N、F、O)形成共價鍵 的_______與另一個_______很大的原子之間的作用力。 (2)表示方法：氫鍵通常用A—H…B—表示，其中A、B為__、 __、__中的一種，“—”表示_______，“…”表示形成的___ ___。,電負性,氫原子,電負性,N,O,F,共價鍵,氫,鍵,(3)特征。 ①比化學(xué)鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級，不屬于化學(xué)鍵，但比范 德華力___。 ②具有一定的_____性和_____性。 (4)類型。 ①_______氫鍵，如水中：O—H…O—； ②_______氫鍵，如 。,強,方向,飽和,分子間,分子內(nèi),(5)氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。 ①當形成分子間氫鍵時，物質(zhì)的熔、沸點將_____。 ②當形成分子內(nèi)氫鍵時，物質(zhì)的熔、沸點將_____。 ③氫鍵也影響物質(zhì)的電離、_____等過程。 (6)氫鍵與水分子的性質(zhì)。 ①水結(jié)冰時，體積膨脹，密度_____。 ②接近沸點時形成“締合分子”，水蒸氣的相對分子質(zhì)量測 定值比用化學(xué)式H2O計算出來的相對分子質(zhì)量___。,升高,下降,溶解,減小,大,三、物質(zhì)的溶解性、手性和無機含氧酸分子的酸性 1.溶解性： (1)“相似相溶”規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于_______溶 劑，極性溶質(zhì)一般能溶于_____溶劑。 (2)影響物質(zhì)溶解性的因素。 ①外界因素：主要有_____和_____等。 ②從分子結(jié)構(gòu)的角度有_________規(guī)律。 ③如果溶質(zhì)與溶劑之間能形成_____，則溶解度增大，且_____ 作用力越大，溶解度越大。,非極性,極性,溫度,壓強,相似相溶,氫鍵,氫鍵,④溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)時可以增大其溶解度，如SO2與H2O反應(yīng)生成H2SO3，NH3與H2O反應(yīng)生成NH3·H2O等。 ⑤相似相溶原理還適用于_________的相似性，如CH3OH中的 —OH與H2O中的—OH相近，甲醇能與水_____，而CH3CH2CH2CH2CH2OH中烴基較大，其中的—OH跟水分子中的—OH相似的因素小得多，因而戊醇在水中溶解度較小。,分子結(jié)構(gòu),互溶,2.手性： (1)手性異構(gòu)體：具有完全相同的_______________的一對分 子，如同左手與右手一樣互為_____，卻在三維空間里不能 _____，互稱手性異構(gòu)體。,組成和原子排列,鏡像,重疊,(2)手性分子：有___________的分子叫做手性分子。 如乳酸( )分子。,手性異構(gòu)體,3.無機含氧酸分子的酸性： (1)對于同一種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其 含氧酸的酸性_____。 (2)含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，若成酸元素R相同，則n值 越大，酸性_____。,越強,越強,1.辨析下列說法的正誤： (1)極性分子一定溶于極性溶劑。( ) 分析：并不是所有的極性分子都溶于極性溶劑，例如有些弱極性分子不易溶于極性溶劑，如一氯甲烷不溶于水。,×,(2)同一主族氣態(tài)氫化物的熔、沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大逐漸升高。( ) 分析：由于N、O、F的氣態(tài)氫化物分子間存在氫鍵，導(dǎo)致同主族氣態(tài)氫化物的熔、沸點出現(xiàn)異常，先減小再增大，即這三種元素的氫化物的沸點分別比同主族下一周期元素的氫化物高。,×,(3)化學(xué)鍵決定分子的穩(wěn)定性，分子間作用力和氫鍵影響分子的一些物理性質(zhì)。( ) 分析：在共價分子中共價鍵決定分子的穩(wěn)定性，化學(xué)鍵越強，分子越穩(wěn)定；分子間作用力和氫鍵影響分子的一些物理性質(zhì)，如熔沸點、溶解度等。 (4)有機物分子中連接有4個不同的原子的碳原子才是手性碳原子。( ) 分析：手性碳原子為有機物分子中在一個碳原子上連接有4個不同的基團，基團不僅包括原子還有原子團。,√,×,2.下列敘述中正確的是( ) A.離子化合物中不可能存在非極性鍵 B.非極性分子中不可能既含極性鍵又含非極性鍵 C.非極性分子中一定含有非極性鍵 D.不同非金屬元素原子間形成的化學(xué)鍵都是極性鍵,【解析】選D。過氧化鈉是離子化合物，其中含有 中的非極性鍵，A錯誤；乙炔分子為非極性分子，含有極性鍵也含有非極性鍵，B錯誤；二氧化碳為非極性分子，只含有極性鍵而沒有非極性鍵，C錯誤；因為不同非金屬元素原子吸引電子能力不同，它們之間形成的共用電子對一定發(fā)生偏移形成極性鍵，D正確。,3.(2014·呂梁高二檢測)下列關(guān)于范德華力的敘述中，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(xué)鍵 B.范德華力與化學(xué)鍵的強弱不同 C.任何分子間都會產(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】選B。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，若分子間距足夠大分子之間也難以產(chǎn)生相互作用。,4.根據(jù)物質(zhì)的“相似相溶”的一般規(guī)律，說明溴、碘單質(zhì)在四氯化碳中比在水中的溶解度大，下列說法正確的是( ) A.溴、碘單質(zhì)和四氯化碳中都含有鹵素 B.溴、碘是單質(zhì)，四氯化碳是化合物 C.Br2、I2是非極性分子，CCl4也是非極性分子，而水是極性分子 D.以上說法都不對 【解析】選C。Br2、I2是非極性分子，它們易溶于非極性溶劑——CCl4，而在極性溶劑——水中的溶解度較小。,5.下列分子中，不含手性碳原子的是( ),【解析】選B。如果一個碳原子連接四個不同的原子或原子團，這樣的碳原子叫手性碳原子，B選項中的物質(zhì)不含這樣的碳原子。,6.HCl分子中氫氯鍵(H—Cl)的鍵能大約是HCl分子間范德華力的多少倍( ) A.20 B.2 C.0.5 D.0.05 【解析】選A。氫氯鍵(H—Cl)的鍵能為431.8 kJ·mol-1，HCl分子間范德華力為21.14 kJ·mol-1，所以HCl分子中氫氯鍵(H—Cl)的鍵能大約是HCl分子間范德華力的20.43倍，故選A。,一、分子極性的判斷 1.共價鍵的極性與分子的極性的關(guān)系可以總結(jié)如下：,2.分子極性的判斷方法：分子的極性由共價鍵的極性和分子的空間構(gòu)型兩方面共同決定。 (1)只含有非極性共價鍵的分子：都是非極性分子。如H2、O2、P4、C60等。 (2)以極性鍵結(jié)合形成的異核雙原子分子：都是極性分子。即A—B型分子，如HCl、CO等。 (3)以極性鍵結(jié)合而形成的多原子分子。 空間構(gòu)型為中心對稱的分子是非極性分子； 空間構(gòu)型為非中心對稱的分子是極性分子。,3.判斷ABn型分子構(gòu)型的規(guī)律：若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子，如下表所示：,【點撥】 分子極性判斷方法 分子極性的判斷依據(jù)是電荷中心是否重合(即向量和是否等于零)，可以依據(jù)以下兩點來快速判斷： (1)由鍵的極性確定，雙原子分子直接由共價鍵的極性確定； (2)由分子的結(jié)構(gòu)決定，由極性共價鍵形成的多原子分子的極性由空間結(jié)構(gòu)決定，對稱的為非極性分子，不對稱的為極性分子。,【微思考】 (1)極性分子中一定有極性鍵，非極性分子中一定只有非極性鍵，這句話正確嗎？ 提示：不正確，極性分子中一定有極性鍵，非極性分子中不一定只有非極性鍵，例如CH4是非極性分子，只有極性鍵。 (2)含有非極性鍵的分子一定為非極性分子嗎？ 提示：不一定。含有非極性鍵的分子不一定為非極性分子，如H2O2是含有非極性鍵的極性分子。,【典題訓(xùn)練】(2014·漢中高二檢測)下列各組分子中，都屬于含極性鍵的非極性分子的是( ) A.CO2、H2S B.C2H4、CH4 C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl 【解題指南】解答本題時要注意以下3點： (1)共價鍵的極性的判斷； (2)分子極性的判斷； (3)分子的極性與化學(xué)鍵的極性的聯(lián)系與區(qū)別。,【解析】選B。H2S為極性分子，A錯誤；Cl2為含非極性鍵的非極性分子，C錯誤；NH3、HCl為極性分子，D錯誤。,【方法規(guī)律】判斷分子極性的方法和規(guī)律 判斷分子極性主要是把握住鍵的極性與分子構(gòu)型的關(guān)系。任何一個分子必定存在一個正電荷中心和負電荷中心，如果分子中正電荷中心和負電荷中心重合，該分子就是非極性分子。如果分子中正電荷中心和負電荷中心不重合，該分子就是極性分子。分子中正負電荷中心相距越遠，分子的極性就越大。一般有以下規(guī)律：,(1)以極性鍵結(jié)合成的雙原子分子都是極性分子。如：HCl、HF、HBr。 (2)僅以非極性鍵結(jié)合成的分子都是非極性分子。如：O2、P4、C60等。 (3)以極性鍵結(jié)合的多原子分子，有的是極性分子，也有的是非極性分子，要看分子的立體構(gòu)型。 (4)在多原子分子中，中心原子的價電子都用于形成共價鍵，而周圍的原子是相同的原子，一般是非極性分子。如CH4、BCl3等。,【變式訓(xùn)練】下列物質(zhì)中既有極性鍵，又有非極性鍵的非極性分子是( ) A.二氧化硫 B.四氯化碳 C.雙氧水 D.乙炔 【解析】選D。分子中既含有極性鍵，又含有非極性鍵，則分子中必須含有同種元素原子間和不同元素原子間形成的鍵，A、B選項中沒有非極性鍵，C選項由于空間結(jié)構(gòu)不對稱為極性分子。,【加固訓(xùn)練】下列化合物中，化學(xué)鍵的類型和分子的極性(極性或非極性)都相同的是( ) A.CO2和SO2 B.CH4和SO2 C.BF3和NH3 D.HCl和HI 【解析】選D。A中CO2是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子，為直線形結(jié)構(gòu)，SO2為V形結(jié)構(gòu)，是由極性鍵構(gòu)成的極性分子；B中CH4是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子，是正四面體結(jié)構(gòu)，SO2是極性分子；C中BF3是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子，是平面三角形結(jié)構(gòu)，NH3是由極性鍵構(gòu)成的極性分子，是三角錐形結(jié)構(gòu)；D中HCl和HI都是由極性鍵構(gòu)成的直線形結(jié)構(gòu)，都為極性分子。,二、范德華力、氫鍵和共價鍵的比較,【警示】 范德華力、氫鍵和化學(xué)鍵的比較應(yīng)該注意以下幾點 (1)氫鍵屬于分子間作用力，不屬于化學(xué)鍵。 (2)氫鍵存在則必然存在范德華力，但是存在范德華力的不一定有氫鍵存在。 (3)分子間作用力(范德華力和氫鍵)影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，而化學(xué)鍵決定分子的穩(wěn)定性。 (4)分子間作用力存在于分子之間，而氫鍵只存在于電負性較大的N、O、F三種元素與氫元素之間；而化學(xué)鍵是存在于相鄰原子或離子間的強烈相互作用。,【微思考】 (1)化學(xué)鍵和氫鍵、范德華力對物質(zhì)的性質(zhì)的影響是否相同？ 提示：不同?；瘜W(xué)鍵影響物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。而氫鍵、范德華力只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔、沸點，溶解性等。,(2)H2S、H2Se、H2Te的熔沸點逐漸升高，而H2O的熔、沸點卻反常得高，當水結(jié)成冰時，體積會膨脹，你能解釋其中的原因嗎？ 提示：H2S、H2Se、H2Te的組成和結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量H2SH2SeH2Te，故熔、沸點H2SH2SeH2Te，由于H2O分子之間除了范德華力之外還存在氫鍵，氫鍵比范德華力強，使其熔、沸點反而升高；當水結(jié)成冰時，氫鍵數(shù)目增多，由于氫鍵具有方向性，使水分子之間的空隙增大，故當水結(jié)成冰時體積膨脹。,【典題訓(xùn)練】短周期的5種非金屬元素，其中A、B、C的外圍電子排布可表示為：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D與B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中電負性最大的元素。 回答下列問題： (1)由A、B、C、E四種元素中的兩種元素可形成多種分子，下列分子①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4，其中屬于極性分子的是______(填序號)。 (2)C的氫化物比下一周期同主族元素的氫化物沸點要高，其原因是____________________________________。,(3)B、C兩元素都能和A元素組成常見的溶劑，其分子式為________、________。DE4在前者中的溶解性______(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。 (4)BA4、BE4和DE4的沸點從高到低的順序為_____________(填化學(xué)式)。,【解題指南】解答本題時要注意以下3點： (1)掌握常見分子的極性。 (2)比較氫化物的熔、沸點時注意氫鍵的影響。 (3)掌握相似相溶原理。,【解析】由s軌道最多可容納2個電子可得：a=1，b=c=2，即A為H，B為C，C為O。由D與B同主族，且為非金屬元素得D為Si；由E在C的下一周期且E為同周期中電負性最大的元素可知E為Cl。 (1)①、②、③、④分別為CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2為極性分子，其他為非極性分子。 (2)C的氫化物為H2O，H2O分子間可形成氫鍵，是其沸點較高的重要原因。,(3)B、A兩元素組成苯，C、A兩元素組成水，兩者都為常見的溶劑，SiCl4為非極性分子，易溶于非極性溶劑苯中。 (4)BA4、BE4、DE4分別為CH4、CCl4、SiCl4，三者結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量逐漸增大，分子間作用力逐漸增強，故它們的沸點順序為SiCl4CCl4CH4。 答案：(1)③ (2)H2O分子間形成氫鍵 (3)C6H6 H2O 大于 (4)SiCl4CCl4CH4,【互動探究】(1)題中(4)的三種物質(zhì)穩(wěn)定性由強到弱的順序怎樣？ 提示：由于電負性ClCSi，所以穩(wěn)定性CCl4CH4SiH4。 (2)A、C、E三種元素可形成多種含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，這四種酸的酸性由強到弱的順序是什么？ 提示：這四種酸分別為HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可寫為(HO)mClOn(m≥1；n≥0)，n值越大，酸性越強，故其酸性由強到弱的順序為HClO4HClO3HClO2HClO。,【變式訓(xùn)練】(2014·西安高二檢測)關(guān)于氫鍵，下列說法正確的是( ) A.每一個水分子內(nèi)含有兩個氫鍵 B.冰、水和水蒸氣都存在氫鍵 C.水結(jié)成冰密度減小，與氫鍵有關(guān) D.H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物，這是由于氫鍵所致,【解析】選C。氫鍵存在于水分子之間而不存在于水分子之內(nèi)，A錯誤；氣態(tài)的水分子之間距離較大，不存在氫鍵，B錯誤；因為氫鍵具有方向性和飽和性，在冰中每個水分子被周圍4個水分子包圍，形成空間正四面體，導(dǎo)致體積膨脹，所以密度減小，C正確；水分子的穩(wěn)定性由O—H鍵鍵能決定，與水分子間作用力沒有關(guān)系，D錯誤。,【加固訓(xùn)練】下列現(xiàn)象與化學(xué)鍵有關(guān)的是( ) A.F2、Cl2、Br2、I2單質(zhì)的熔點依次升高 B.H2O的沸點遠高于H2S的沸點 C.H2O在高溫下也難分解 D.干冰汽化,【解析】選C。在A項中，鹵素單質(zhì)分子間存在著分子間作用力，且相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，單質(zhì)的熔點也就越高。D項，在干冰中，CO2分子間通過范德華力結(jié)合在一起，在汽化時需要克服范德華力，而CO2分子內(nèi)的化學(xué)鍵并沒有斷裂。B項中由于H2O分子間存在氫鍵，使分子間作用力增強，所以H2O的沸點要比H2S的高。只有C項中由于H—O鍵鍵能很大，在較高溫度時也難打開，所以H2O分子很穩(wěn)定，與共價鍵有關(guān)。故正確答案為C。,三、無機含氧酸分子的酸性強弱的比較方法 1.對于同一元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。 2.含氧酸可表示為(HO)mROn，若R相同，n值越大，酸性越強。 3.同主族元素或同周期元素最高價含氧酸的酸性比較，根據(jù)非金屬性強弱比較，如HClO4H2SO4。,4.根據(jù)羥基氧原子數(shù)目判斷：,5.根據(jù)電離度來判斷：在無機含氧酸的水溶液中，電離度越大，則酸性越強；電離度越小，酸性越弱。如α(H3PO4) α(HClO)，則酸性：H3PO4HClO。 6.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)來判斷。 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中強酸與弱酸鹽反應(yīng)生成強酸鹽與弱酸來判斷。如H2SO4+Na2SO3====Na2SO4+H2O+SO2↑，酸性：H2SO4 H2SO3；H2O+CO2+Ca(ClO)2====CaCO3↓+2HClO，酸性：H2CO3 HClO。,【警示】 (1)酸性的大小與—OH的數(shù)目即m數(shù)值大小無關(guān)，如H3PO4為中強酸，并非強酸。 (2)酸性的判斷要多種方法綜合運用。,【微思考】 (1)無機含氧酸在水中都能電離出氫離子和酸根離子，那么它們是由氫離子和酸根離子組成的嗎？ 提示：不是。無機含氧酸是共價化合物，分子中不存在離 子，電離出的氫離子實際上是和酸根中的一個氧原子以共價 鍵相結(jié)合。例如，HNO3和H2SO4的結(jié)構(gòu)式應(yīng)是 、 。,(2)含氧酸的通式可寫成(HO)mROn，若R相同，m值越大酸性越強嗎？ 提示：不一定。酸性的大小與—OH的數(shù)目，即m數(shù)值的大小無關(guān)，如H3PO4為中強酸，并非強酸。同主族元素或同周期元素最高價含氧酸的酸性，根據(jù)非金屬性強弱進行比較。也可根據(jù)元素周期表判斷，或是根據(jù)化合價來判斷。,【典題訓(xùn)練】(2014·宿遷高二檢測)下列物質(zhì)的酸性強弱比較正確的是( ) A.HBrO4H2SO3 【解題指南】解答本題時要注意以下3點： (1)同主族的最高價含氧酸酸性強弱比較。 (2)同周期的最高價含氧酸酸性強弱比較。 (3)根據(jù)羥基數(shù)目判斷酸性強弱。,【解析】選D。同一主族從上到下非金屬性依次減弱，最高價含氧酸的酸性依次減弱，A項錯；同一周期從左到右非金屬性依次增強，最高價含氧酸的酸性依次增強，所以B項錯；同一元素不同價態(tài)的含氧酸中非羥基氧原子越多，酸性越強，所以C項錯，D項正確。,【方法規(guī)律】無機含氧酸分子酸性判斷的3種方法 (1)同一成酸元素若能形成幾種不同氧化態(tài)的含氧酸，其酸性隨化合價遞增而遞增。如HClO4HClO3HClO2HClO。 (2)在同一主族中，處于相同氧化態(tài)的成酸元素，其含氧酸的酸性隨原子序數(shù)遞增，自上而下減弱。如HClOHBrOHIO，HClO3HBrO3HIO3。 (3)在同一周期中，處于最高氧化態(tài)的成酸元素，其含氧酸的酸性隨原子序數(shù)遞增，自左至右增強。如HClO4H2SO4H3PO4。,【變式訓(xùn)練】無機含氧酸的強弱規(guī)律顯示成酸元素的化合價越高，酸性越強，下列說法正確的是( ) A.根據(jù)這一規(guī)律高氯酸是很強的酸 B.H3PO4的酸性比鹽酸強 C.硫酸和亞硫酸的酸性不好比較 D.硝酸和磷酸的酸性一樣,【解析】選A。無機含氧酸的強弱規(guī)律顯示成酸元素的化合價越高，酸性越強，高氯酸中氯元素化合價為+7價，所以高氯酸是很強的酸，A正確；磷酸為含氧酸，鹽酸為無氧酸，所以無法根據(jù)規(guī)律比較，B錯誤；硫酸和亞硫酸中硫元素的化合價分別為+6價和+4價，可以比較二者酸性強弱，C錯誤；硝酸和磷酸化合價相同，無法比較，D錯誤。,【加固訓(xùn)練】下列各組酸中，酸性依次增強的是( ) A.H2CO3、H2SiO3、H3PO4 B.HNO3、H3PO4、H2SO4 C.HI、HCl、H2S D.HClO、HClO3、HClO4,【解析】選D。將酸寫成通式：(HO)mROn，R相同，n值越大，酸性越強；再根據(jù)元素非金屬性強弱進行判斷。A項非金屬性CSi，酸性H2CO3H2SiO3，錯誤；B項非金屬性NP，酸性HNO3H3PO4，錯誤；C項HCl是強酸，H2S是弱酸，錯誤；D項由通式(HO)mClOn，可得n值依次為0、2、3，從而得酸性強弱關(guān)系正確。,