第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.能從微觀角度理解共價鍵的極性和分子極性的關(guān)系。

2.通過鍵的極性對物質(zhì)性質(zhì)的影響的探析，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)知模型。

1.掌握范德華力、氫鍵的概念。

2.通過范德華力、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)影響的探析，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)知模型。

3.能從微觀角度理解分子的手性，形成判斷手性分子的思維模型。

【基礎(chǔ)知識】

一、共價鍵的極性

(-)鍵的極性和分子的極性

1、共價鍵的極性

極性鍵非極性鍵

由不同原子形成的共價鍵,電子電子對不發(fā)生偏移的共價

定義

對發(fā)生偏移鍵

原子吸引電子能力不同相同

共用電子對共用電子對偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子共用電子對不發(fā)生偏移

成鍵原子電性顯電性電中性

成鍵元素一般是不同種非金屬元素同種非金屬元素

H—Cl、H—0

舉例1Cl—CkH—H

H

2、分子的極性

(1)極性分子與非極性分子

正電中心和負(fù)電中心不重合,

n極性分子卜

鍵的極性的向置和不為零

正電中心和負(fù)電中心重合,

。非極性分子I

L鍵的極性的向量和為筌

(2)共價鍵的極性與分子極性的關(guān)系

只含有非極性鍵的分子

n正電中心和負(fù)電中

非極性

心重合，鍵的極性

含極性鍵的分子，其分分子.

的向量和等于零

子結(jié)構(gòu)是空間對稱的

含極性鍵的分子，其_________正電中心和負(fù)電中

分子結(jié)構(gòu)不是空間對T極性分子I-心不重合,鍵的極

稱的性的向量和不為零

(-)鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響

例如，竣酸是一大類含竣基(一COOH)的有機(jī)酸，竣基可電離出H卜而呈酸性?？⑺岬乃嵝钥?/p>

用pKa的大小來衡量，pK“越小，酸性越強(qiáng)。痰酸的酸性大小與其分子的組成和結(jié)

構(gòu)有關(guān)。

二、分子間作用力

1、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響

(1)概念：是分子間普遍存在的相互.作用力，它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固

態(tài)和液態(tài))存在。

⑵特征：很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1?2個數(shù)量級。

(3)影響因素：分子的極性越大，范德華力越大：組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子

質(zhì)量越大，范德華力越一大。

(4)對物質(zhì)性質(zhì)的影響：范德華力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì),如熔、沸點，組成和結(jié)構(gòu)相

似的物質(zhì)，范德華力越二物質(zhì)熔、沸點越高。

2、范德華力的正確理解

(1)廣泛存在于分子之間。

(2)只有分子間充分接近時才有分子間的相互作用力(范德華力),如固體和液體物質(zhì)中。

(3)范德華力無方向性和飽和性。只要分子周圍空間允許，分子總是盡可能多地吸引

其他分子。

3、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響

(1)概念：由已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另一個電負(fù)性很大的

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N、O、F,“一”表示共價鍵，“…”

表示形成的氫鍵。

(3)氫鍵的本質(zhì)和性質(zhì)

氫鍵的本質(zhì)是靜電相互作用，它比化學(xué)鍵弱得多，通常把氫鍵看作是一種比較強(qiáng)的分子間作

用力。氫鍵具有方向性和飽和性，但本質(zhì)上與共價鍵的方向性和飽和性不同。

①方向性：A—H...B三個原子一般在同一方向上。原因是在這樣的方向上成鍵兩原子電子

云之間的排斥力最小，形成的氫鍵最強(qiáng)，體系最穩(wěn)定。

②飽和性：每一個A—H只能與一個B原子形成氫鍵,原因是H原子半徑很小，再有

一個原子接近時，會受到A、B原子電子云的排斥。

(4)分類：氫鍵可分為分子間緘鍵和分子內(nèi)域鍵兩類。

存在分子內(nèi)氫鍵,H(存在分子間氫鍵。前者的沸點低

于后者。

(5)氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響：氫鍵主要影響物質(zhì)的熔、沸點，分子間氫鍵使物質(zhì)熔、沸點升

高，分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔、沸點降低。

4、溶解性

(1)“相似相溶”規(guī)律

非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于』^溶劑，如蔗糖和氨易

溶于水，難溶于四氯化碳:蔡和碘易溶于四氯化碳，難溶于水。

(2)影響物質(zhì)溶解性的因素

①外界因素：主要有溫度、壓強(qiáng)等。

②氫鍵：溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越溶解性越好。

③分子結(jié)構(gòu)的相似性：溶質(zhì)和溶劑的分子結(jié)構(gòu)相似程度越大，其溶解性越大，如乙醇

與水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減_±_。

三、分子的手性

1、概念

(1)手性異構(gòu)體：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子,如同左手與右手一樣

互為鏡像，卻在三維空間里不能疊合，互稱手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體).

(2)手性分子：具有手性異構(gòu)體的分子。

2、手性分子的判斷

(1)判斷方法：有機(jī)物分子中是否存在手性碳原子。

*

*

K—C—R3

(2)手性碳原子：有機(jī)物分子中連有四個各不相同的原子或基團(tuán)的碳原子。如R1

Ri>R2、R3、R4互不相同,即C是手性碳原子。

【考點剖析】

考點一化學(xué)鍵的類型

1.下列各組物質(zhì)中，化學(xué)鍵類型都相同的是()

A.CaCL和NaOHB.Na2ONa2O2

C.CO?和CS2D.HC1和NaOH

答案C

解析CaCL只有離子鍵，NaOH含離子鍵和極性共價鍵，化學(xué)鍵類型不相同，選項A不選；

NazO只有離子鍵，Na2C）2有離子鍵和非極性共價鍵，化學(xué)鍵類型不相同，選項B不選；CO2

和CS2都含極性共價鍵，化學(xué)鍵類型相同，選項C選；HC1含極性鍵，NaOH含離子鍵和極

性共價鍵，化學(xué)鍵類型不相同，選項D不選。

2.下列物質(zhì)中，既有離子鍵又有共價鍵的是（）

A.CaCl2B.KBr

C.H2OD.NH4F

答案D

解析一般活潑的金屬元素和活潑的非金屬元素容易形成離子鍵，非金屬元素的原子間容易

形成共價鍵，據(jù)此可知選項A中只有離子鍵，B中只有離子鍵，C中含有共價鍵，D中含有

離子鍵和極性鍵。

3.下列物質(zhì)中含有非極性鍵且為鹽的是（）

A.CH3COONaB.NH4C1

C.CaChD.H2O2

答案A

解析CH3coONa屬于醋酸鹽，含有離子鍵、極性鍵和非極性鍵，A正確：NH4cl屬于鐵

鹽，含有離子鍵和極性鍵，B錯誤；CaCL屬于鈣鹽，只含有離子鍵，C錯誤；H2O2屬于過

氧化物，含有極性鍵和非極性鍵，D錯誤。

4.下列各組分子中，按共價鍵極性由強(qiáng)到弱排序正確的是（）

A.HFH20NH3CH4

B.CH4NH3H20HF

C.H20HFCH4NH3

D.HFH20CH4NH3

答案A

解析共價鍵極性的強(qiáng)弱取決于形成共價鍵的兩原子的電負(fù)性，其電負(fù)性相差越大，形成的

共價鍵極性越強(qiáng)。

考點二鍵的極性與分子極性

5.X、Y為兩種不同元素，由它們組成的下列物質(zhì)的分子中，肯定有極性的是（）

A.XY4B.XY3

C.XY2D.XY

答案D

解析XY為直線形分子，不同種元素對電子對吸引能力不同，分子必有極性。

6.下列各組物質(zhì)中，都是由極性鍵構(gòu)成的極性分子的一組是（）

A.CH,和BnB.NH3和H2O

C.H2s和CCI4D.CCh和HC1

答案B

解析CH4、CC14、CCh都是由極性鍵形成的非極性分子，NFh、H20,H2S、HC1都是由極

性鍵形成的極性分子。

7.以極性鍵結(jié)合的多原子分子，分子是否有極性取決于分子的空間結(jié)構(gòu)。下列分子都屬于

含極性鍵的非極性分子的是（）

A.C02H2OB.NH3BCh

C.PCI3CH4D.CS2BF3

答案D

解析二氧化碳結(jié)構(gòu)為o=c=o,結(jié)構(gòu)對稱，正負(fù)電荷的中心重合，屬于非極性分子，H2O

為V形分子，結(jié)構(gòu)不對稱，正負(fù)電荷的中心不重合，屬于極性分子，A不符合題意；NH3

為三角錐形，結(jié)構(gòu)不對稱，正負(fù)電荷的中心不重合，屬于極性分子，BCb分子為平面三角

形，結(jié)構(gòu)對稱，正負(fù)電荷的中心重合，屬于非極性分子，B不符合題意；PC13為三角錐形，

結(jié)構(gòu)不對稱，正負(fù)電荷的中心不重合，屬于極性分子，CH4為正四面體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)對稱，正

負(fù)電荷的中心重合，屬于非極性分子，C不符合題意；CS2是直線形分子，正負(fù)電荷的中心

重合，屬于非極性分子，BF3分子為平面三角形，結(jié)構(gòu)對稱，正負(fù)電荷的中心重合，屬于非

極性分子，D符合題意。

8.下列物質(zhì)：①MgCL②SiCh③白磷④BF3⑤NH3⑥四氯化碳，其中含極性鍵的

非極性分子是（）

A.①②③④@B.①④⑤⑥

C.③??D.④⑥

答案D

解析①MgCb只有離子鍵，不存在共價鍵，故錯誤：②SiCh中不存在分子，故錯誤；③白

磷為單質(zhì)，分子中只含有非極性鍵，屬于非極性分子，故錯誤；④BF3中含有極性鍵，為平

面三角形分子，正負(fù)電荷中心重合，為非極性分子，故正確；⑤NH3中含有極性鍵，空間結(jié)

構(gòu)為三角錐形，正負(fù)電荷的中心不重合，為極性分子，故錯誤；⑥四氯化碳中含有極性鍵，

空間結(jié)構(gòu)為正四面體形，正負(fù)電荷中心重合，為非極性分子，故正確。

考點三極性分子、非極性分子的判斷

9.下列敘述正確的是（）

A.NH3是極性分子，分子中氮原子是在3個氫原子所組成的三角形的中心

B.CCL,是非極性分子，分子中碳原子處在4個氯原子所組成的正方形的中心

C.HzO是極性分子，分子中氧原子不處在2個氫原子所連成的直線的中央

D.CO2是非極性分子，分子中碳原子不處在2個氧原子所連成的直線的中央

答案C

10.下列敘述中正確的是（）

A.NH3、CO、CO2都是極性分子

B.CE、CCL都是含有極性鍵的非極性分子

C.HF、HCkHBr、HI的熱穩(wěn)定性依次增強(qiáng)

D.CS2、氏0、C2H2都是直線形分子

答案B

解析選項A,CO2是非極性分子：選項B,CH4、CC14都是正四面體結(jié)構(gòu)，分子中的正負(fù)

電荷中心重合，且C—H、C—C1為極性鍵，故它們都是含有極性鍵的非極性分子：選項C,

根據(jù)同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律可知熱穩(wěn)定性：HF>HCI>HBr>HI：選項D,比0不是直線形

分子而是V形分子。

11.瞬（PH3）又稱磷化氫，在常溫下是一種無色有大蒜臭味的有毒氣體，電石氣的雜質(zhì)中常

含有磷化氫。它的分子空間結(jié)構(gòu)是三角錐形。以下關(guān)于P%的敘述正確的是（）

A.PH3分子中有未成鍵的孤電子對

B.P%是非極性分子

C.P%是一種強(qiáng)氧化劑

D.P%分子的P—H是非極性鍵

答案A

解析A項正確，P原子最外層有5個電子，只有3個電子參與成鍵，另有2個電子形成一

對孤電子對：B項錯誤，與Nh類似，PH3是極性分子；C項錯誤，PH3中P處于最低價態(tài)，

不可能具有強(qiáng)氧化性（+1價氫的氧化性極弱）；D項錯誤，由于P和H的電負(fù)性明顯不同，

故P—H是極性鍵。

12.微波爐加熱時，電爐內(nèi)的微波場以極高的頻率改變電場的方向，使水分子迅速擺動而產(chǎn)

生熱效應(yīng)。在高頻改變方向的電場中水分子會迅速擺動的原因是（）

A.水分子具有極性共價鍵

B.水分子中有共用電子對

C.水由氫、氧兩種元素組成

D.水分子是極性分子

答案D

解析水分子空間結(jié)構(gòu)為V形，正負(fù)電荷中心不重合，是極性分子，極性分子在電場中會

發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)電場方向改變時，分子運動方向改變，因此在高頻改變方向的電場中水分子會

迅速擺動。

考點四分子間作用力的理解及應(yīng)用

13.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)判斷正確且可以用范德華力來解釋的是（）

A.沸點：HBr>HCl

B.沸點：CH3CH2Br<C2H5OH

C.穩(wěn)定性：HF>HC1

D.—OH上氫原子的活潑性：H—O—H>C2H5—O—H

答案A

解析HBr與HC1結(jié)構(gòu)相似，HBr的相對分子質(zhì)量比HC1大，HBr分子間的范德華力比HCI

強(qiáng)，所以其沸點比HC1高；C2HsBr的沸點比C2H50H低是由于C2H50H分子間形成氫鍵而

增大了分子間作用力的緣故：HF比HC1穩(wěn)定是由于H—F鍵能比H—€1鍵能大的緣故；以0

分子中的一OH氫原子比C2H50H中的一OH氫原子更活潑是由于一C2H5的影響使O—H極

性減弱的緣故。

14.鹵素單質(zhì)從F2到12在常溫常壓下的聚集態(tài)由氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)的原因是（）

A.原子間的化學(xué)鍵鍵能逐漸減小

B.范德華力逐漸增大

C.原子半徑逐漸增大

D.氧化性逐漸減弱

答案B

解析鹵素單質(zhì)從F2到L結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量依次增大，范德華力依次增大，分子的

熔、沸點依次升高。

15.關(guān)于氫鍵，下列說法正確的是（）

A.由于冰中的水分子間存在氫鍵，所以其密度大于液態(tài)水

B.可以用氫鍵解釋接近沸點的水蒸氣的相對分子質(zhì)量測定值比用化學(xué)式（比0）計算出來的

相對分子質(zhì)量大

C.分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵都會使熔、沸點升高

D.水加熱到很高的溫度都難以分解，這是由于氫鍵所致

答案B

解析A項，由于冰中的水分子間存在氫鍵，增大了分子之間的距離，所以其密度小于液態(tài)

水，錯誤；B項，由于水分子之間存在氫鍵，使水分子通常以幾個分子締合的形式存在，所

以接近沸點的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)量大，

正確；C項，分子間氫鍵使熔、沸點升高，而分子內(nèi)氫鍵則會使熔、沸點降低，錯誤；D項，

水加熱到很高的溫度都難以分解，這是由于分子內(nèi)的H—O共價鍵強(qiáng)的緣故，與分子間的氫

鍵無關(guān)，錯誤。

16.下列選項不能用學(xué)過的氫鍵知識進(jìn)行解釋的是（）

A.相對分子質(zhì)量小的醇與水互溶，而相對分子質(zhì)量較大的醇則不溶于水

B.氨易液化，而氮氣不容易液化

C.甲烷可以形成甲烷水合物，是因為甲烷分子與水分子之間形成了氫鍵

（產(chǎn)（）

D.鄰羥基苯甲醛（、/）的沸點比對羥基苯甲醛（、=/、H）的沸點低

答案C

解析相對分子質(zhì)量小的醇中羥基所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大，所以與水形成的氫鍵多、二者互溶,

A項不符合題意；氨氣壓縮時，可以形成同種分子之間的氫鍵，所以容易液化，而氮氣分子

之間沒有氫鍵，所以難被液化，B項不符合題意；甲烷分子與水分子之間不是靠氫鍵結(jié)合的，

C項符合題意；鄰羥基苯甲醛可以形成分子內(nèi)氫鍵（’），所以分子與分子之間氫鍵的數(shù)

量變少，而對羥基苯甲醛分子內(nèi)由于氫原子與氧原子的距離較遠(yuǎn)，所以只能形成分子間氫鍵

D項不符合題意。

17.比較下列化合物的沸點，前者低于后者的是（）

A.乙醇與氯乙烷

CC（X）HHOOC-

B.鄰羥基苯甲酸）與對羥基苯甲酸（二\=/^）

OH

20H

C.對羥基苯甲醵與鄰羥基苯甲醇）

D.H2O與H?Te

答案B

解析氫鍵分為兩類：存在于分子之間時，稱為分子間氫鍵；存在于分子內(nèi)部時，稱為分子

內(nèi)氫鍵。同類物質(zhì)相比，分子內(nèi)形成氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點要低于分子間形成氫鍵的物質(zhì)的

熔、沸點。如鄰羥基苯甲酸、鄰羥基苯甲醇等容易形成分子內(nèi)氫鍵，沸點較低，而對羥基苯

甲酸、對羥基苯甲醇則容易形成分子間氫鍵，沸點較高，所以B選項正確，C選項錯誤；

對于A選項，由于乙醇存在分子間氫鍵，而氯乙烷不存在氫鍵，所以乙醇的沸點（78.5℃）

高于氯乙烷的沸點（12.3℃）:同樣道理，D選項中，比0的沸點（100℃）高于HzTe的沸點。

18.已知各種硝基苯酚的性質(zhì)如下表：

名稱結(jié)構(gòu)式25℃水中溶解度/g熔點/℃沸點/℃

鄰硝基苯酚1.MM10.245100

I1

H()

1II

間硝基苯酚。人N1.496194

O'。

H()

對硝基苯酚1.7114295

()

下列關(guān)于各種硝基苯酚的敘述不正確的是（）

A.鄰硝基苯酚分子內(nèi)形成氫鍵，使其熔、沸點低于另外兩種硝基苯酚

B.間硝基苯酚不僅分子間能形成氫鍵，也能與水分子形成氫鍵

C.對硝基苯酚分子間能形成氫鍵，使其熔、沸點較高

D.三種硝基苯酚都能形成分子內(nèi)氫鍵

答案D

解析當(dāng)分子形成分子內(nèi)氫鍵時，熔、沸點降低，A正確；間硝基苯酚中與N原子相連的0

原子易與水分子中的H原子形成氫鍵，B正確、D錯誤；對硝基苯酚能形成分子間氫鍵，

使其熔、沸點升高，C正確。

考點五物質(zhì)的溶解性

19.一般來說，由極性分子組成的溶質(zhì)易溶于極性分子組成的溶劑，由非極性分子組成的溶

質(zhì)易溶于非極性分子組成的溶劑，這就是“相似相溶”規(guī)律。以下事實不能用“相似相溶”

規(guī)律解釋的是（）

A.HC1易溶于水B.12易溶于CCk

C.C12可溶于水D.NH3難溶于苯

答案C

解析HCI、N%是極性分子，卜、CL是非極性分子，H2O是極性溶劑