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)課時(shí)一

共價(jià)鍵的極性學(xué)習(xí)目標(biāo)01.知道共價(jià)鍵可分為極性和非極性共價(jià)鍵02.知道分子可以分為極性分子和非極性分子。能根據(jù)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鍵的極性判斷分子的極性03.了解鍵的極性對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，并能從電負(fù)性的角度判斷共價(jià)鍵的極性04.能分類掌握含氧酸酸性強(qiáng)弱的判斷方法，并能說出理由知識(shí)回顧寫出H2、O2、N2、HCl、CO2、H2O、CH4、NH3的電子式和結(jié)構(gòu)式。H2O2N2HClCO2H2OCH4NH3知識(shí)回顧根據(jù)分子的電子式可以看出有的原子共用一對(duì)電子，有的共用兩對(duì)電子，可以將共價(jià)鍵進(jìn)行分類共價(jià)鍵分類標(biāo)準(zhǔn)類型共用電子對(duì)數(shù)單鍵、雙鍵、三鍵電子云重疊方式σ鍵、π鍵共用電子對(duì)是否偏移極性鍵、非極性鍵鍵的極性和分子的極性01共價(jià)鍵的極性共價(jià)鍵極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵H—Clδ＋δ－氯化氫分子中的極性共價(jià)鍵由不同原子形成的共價(jià)鍵，共用電子對(duì)會(huì)發(fā)生偏移（電荷分布不均勻）由相同原子形成的共價(jià)鍵，共用電子對(duì)不發(fā)生偏移（電荷分布均勻）01共價(jià)鍵的極性共價(jià)鍵極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵成鍵原子不同種原子（電負(fù)性不同）同種原子（電負(fù)性相同）電子對(duì)發(fā)生偏移不發(fā)生偏移成鍵原子的電性電負(fù)性較小的原子呈正電性(δ+),電負(fù)性較大的原子呈負(fù)電性(δ-)電中性示例

H2、O2、Cl2等注：（1）電負(fù)性差值越大的兩原子形成的共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)

（2）共用電子對(duì)偏移程度越大，鍵的極性越強(qiáng)01共價(jià)鍵的極性分子也有極性和非極性之分。常見的非極性分子常見的極性分子如何判斷分子的極性？01共價(jià)鍵的極性極性共價(jià)鍵正電中心和負(fù)電中心不重合正電中心和負(fù)電中心重合δ-δ+δ-CO2共價(jià)鍵的極性和分子的極性之間有必然的聯(lián)系嗎？H2Oδ-δ+δ+極性分子非極性分子01共價(jià)鍵的極性正負(fù)電荷中心是否重合分子的空間結(jié)構(gòu)決定共價(jià)鍵的極性分子的極性決定正電中心和負(fù)電中心不重合正電中心和負(fù)電中心重合極性分子非極性分子稀有氣體分子是非極性分子，不含共價(jià)鍵；臭氧是極性分子共價(jià)鍵的極性和分子的極性的關(guān)系01共價(jià)鍵的極性判斷分子的極性的方法——化學(xué)鍵的極性的向量和只含非極性鍵的分子一定是非極性分子；含極性鍵的分子有沒有極性，必須依據(jù)分子中極性鍵的極性的向量和是否等于零而定。當(dāng)分子中各個(gè)鍵的極性的向量和等于零時(shí)，是非極性分子，否則是極性分子。直線形2個(gè)C=O的極性的向量和為零，是非極性分子直線形H-Cl的極性的向量和不為零，是極性分子abδ+δ-δ-δ+δ-aa01共價(jià)鍵的極性歸納總結(jié)：分子極性的判斷1、利用分子空間結(jié)構(gòu)判斷結(jié)論：結(jié)構(gòu)對(duì)稱→非極性分子；結(jié)構(gòu)不對(duì)稱→極性分子01共價(jià)鍵的極性2、化合價(jià)法：對(duì)于ABn型分子(1)中心原子的化合價(jià)的絕對(duì)值＝該元素的價(jià)層電子數(shù)時(shí)(無孤電子對(duì))，該分子為非極性分子，此時(shí)分子的空間結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的(2)中心原子的化合價(jià)的絕對(duì)值

≠其價(jià)層電子數(shù)

(有孤電子對(duì))，則分子的空間結(jié)構(gòu)不是對(duì)稱的，其分子為極性分子01共價(jià)鍵的極性試分析O3、H2O2是極性分子還是非極性分子？臭氧分子的空間結(jié)構(gòu)與水相似，其分子有極性，但很弱。臭氧分子中共價(jià)鍵是極性鍵，中心氧原子呈正電性，端位氧原子呈負(fù)電性由于臭氧的極性很弱，在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度。資料卡片01共價(jià)鍵的極性【歸納整理】常見ABn型分子的極性類型實(shí)例鍵的極性正電中心與負(fù)電中心是否重合分子的極性A2H2、N2

ABHCl、NO

AB2(A2B)CO2、CS2

SO2

H2O、H2S

AB3BF3

NH3

AB4CH4、CCl4

非極性鍵重合非極性分子極性鍵不重合極性分子極性鍵重合非極性分子極性鍵不重合極性分子極性鍵不重合極性分子極性鍵重合非極性分子極性鍵不重合極性分子極性鍵重合非極性分子01共價(jià)鍵的極性【例1】回答下列問題①H2

②O2

③HCl

④P4

⑤C60

⑥CO2

⑦CH2==CH2

⑧HCN

⑨H2O

⑩NH3?BF3?CH4?SO3?CH3Cl?Ar?H2O2(1)只含非極性鍵的是_________；只含極性鍵的是___________________，既含極性鍵又含非極性鍵的是_____。(2)屬于非極性分子的是_______________________，屬于極性分子的是_____________。①②④⑤③⑥⑧⑨⑩????⑦?①②④⑤⑥⑦????③⑧⑨⑩??鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響鈉和水的反應(yīng)鈉和乙醇的反應(yīng)鈉和鹽酸的反應(yīng)為什么反應(yīng)的劇烈程度不同呢？鈉與鹽酸、水、乙醇的反應(yīng)02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響乙醇分子中的C2H5—是推電子基團(tuán)，使得乙醇分子中的電子云向著遠(yuǎn)離乙基的方向偏移，羥基的極性比水分子中的小，因而鈉和乙醇的反應(yīng)不如鈉和水的劇烈，而HCl在水中呈酸性，所以其在水中可以電離，可見極性比水強(qiáng)，更易電離出氫離子，則鈉和水的反應(yīng)不如鈉和鹽酸的劇烈。C2H5OHδ+δ-HOHδ+δ-HClδ+δ-實(shí)驗(yàn)分析分子結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵的極性物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)總結(jié)：02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響例如:

羧酸是一大類含羧基(—COOH)的有機(jī)酸，羧基可電離出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小來衡量，pKa越小，酸性越強(qiáng)。羧酸的酸性大小與其分子的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)。CH3COOHCH3COO-+H+Ka＝

c(CH3COO-)?

c(H+)c(CH3COOH)pKa＝-lgKa乙酸(CH3COOH)總結(jié)：pKa越小，酸性越強(qiáng)02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75酸性增強(qiáng)請(qǐng)同學(xué)們分析表格中pKa數(shù)據(jù)的變化規(guī)律并回答相關(guān)問題：問題1甲酸的酸性大于乙酸的酸性大于丙酸的酸性的原因?CH3OHδ+δ-OCC2H5OHδ+δ-OCHOHδ+δ-OC烴基是推電子基團(tuán)，烴基越長，推電子效應(yīng)越大，使羧基中的羥基的極性越小，羧酸的酸性越弱02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響羧酸pKa氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65請(qǐng)同學(xué)們分析表格中pKa數(shù)據(jù)的變化規(guī)律并回答相關(guān)問題：問題2三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性大于氯乙酸酸性的原因?酸性增強(qiáng)由于氯的電負(fù)性較大，極性：Cl3C-＞Cl2CH-＞ClCH2-，導(dǎo)致三氯乙酸中的羧基的極性最大，更易電離出氫離子

02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響問題3預(yù)測三氟乙酸和三氯乙酸的酸性相對(duì)強(qiáng)弱?由于氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性，F(xiàn)—C的極性大于Cl—C的極性，使F3C—的極性大于Cl3C—的極性，導(dǎo)致三氟乙酸的羧基中的羥基的極性更大，更易電離出氫離子羧酸pKa氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23請(qǐng)同學(xué)們分析表格中pKa數(shù)據(jù)的變化規(guī)律并回答相關(guān)問題：酸性增強(qiáng)02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響【總結(jié)】-NO2>-CN>-F>-Cl>-Br>-I>C

C>-OCH3>-OH>-C6H5>-C=C>-H常見的吸電子基團(tuán)：常見的推電子基團(tuán)：(CH3)3C->(CH3)2C->CH3CH2->CH3->H-推電子基，即將電子推向羥基，從而減小羥基的極性，導(dǎo)致羧酸的酸性減小。一般地，烴基越長，推電子效應(yīng)越大，羧酸的酸性越小。吸電子基,吸電子能力越強(qiáng)，電子向氯原子方向偏移程度越大，使羧基中羥基的極性增大，更容易電離出H+

。羧基中羥基的極性越大，越容易電離出H+,則羧酸的酸性越大。02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響

無機(jī)含氧酸酸性強(qiáng)弱判斷

我們常把H2SO4、HNO3等無機(jī)含氧酸看成由H+和酸根離子組成的，實(shí)際上在她們的分子結(jié)構(gòu)中，H+卻是和酸根中的一個(gè)氧原子相連接的，如不難看出無機(jī)含氧酸的酸性也是取決于羥基的極性，電離出H+的能力02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響思考討論1、酸性強(qiáng)弱：HClO4>HClO3>HClO2>HClOH2SO4>H2SO3HNO3>HNO2你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎？如何解釋這種規(guī)律呢？規(guī)律：對(duì)于含同一種元素的含氧酸來說，中心原子的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)原因：含氧酸的通式可以寫成（HO)mROn,如果R相同，則n越大，R的正電性越高，導(dǎo)致R-O-H中O的電子向R偏移，羥基的極性越大，越容易電離出H+02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響①同一主族元素的非金屬氫化物的酸性從上到下逐漸增強(qiáng)。如：HF<HCl<HBr<HI。②同一周期元素的非金屬氫化物的酸性從左向右逐漸增強(qiáng)。如：H2S<HCl,H2O<HF。

常見酸的酸性強(qiáng)弱比較③同一主族元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性從上到下逐漸減弱。如：HClO4>HBrO4>HIO4;HNO3>H3PO4;H2CO3>H2SiO3④同一周期元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性從左向右逐漸增強(qiáng)。如：H3PO4<H2SO4<HClO4。02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響水分子有兩極，一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子構(gòu)成了水分子，由于氧原子核帶有8個(gè)正電荷，而氫原子核只帶有一個(gè)正電荷，數(shù)量懸殊，導(dǎo)致水分子中的電子會(huì)偏向氧原子那一端，于是，水分子中，氧原子那一頭帶負(fù)電，氫原子那一端帶正電，這就是水分子的兩極，故能夠被吸引。生活中常見現(xiàn)象之被靜電氣球吸引的水02鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響微波爐的工作原理課堂總結(jié)03課堂總結(jié)共價(jià)鍵的極性分子的極性鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響極性分子：分子內(nèi)正電中心和負(fù)電中心不重合非極性分子：分子內(nèi)正電中心和負(fù)電中心重合烴基是推電子基團(tuán)，烴基越長，推電子效應(yīng)越大，使羧基中的羥基的極性越小，羧酸的酸性越弱鍵的極性非極性鍵：同種元素構(gòu)成，電子對(duì)不偏移極性鍵：不同種元素，電子對(duì)偏移課堂練習(xí)04課堂練習(xí)1．下列說法不正確的是A．共價(jià)鍵有方向性B．氫鍵有方向性C．冰晶體中水分子的空間利用率比液態(tài)水分子的空間利用率低D．在冰的晶體中，每個(gè)水分子周圍只有六個(gè)緊鄰的水分子【答案】D【詳解】A．共價(jià)鍵是電子云頭碰頭或肩并肩形成的，具有方向性，A正確；B．氫鍵是電負(fù)性強(qiáng)的氮、氧、氟與氫形成的，有方向性，B正確；C．冰晶體中每個(gè)水分子沿著4個(gè)sp3雜化軌道的方向與周圍4個(gè)水分子形成氫鍵，導(dǎo)致水分子的空間結(jié)構(gòu)松散，其利用率比液態(tài)水分子的空間利用率低，C正確；D．由C分析可知，在冰的晶體中，每個(gè)水分子周圍只有4個(gè)緊鄰的水分子，D錯(cuò)誤；故選D。04課堂練習(xí)2．下列分子屬于極性分子的是A．OF2 B．CS2

C．SiCl4 D．O2【答案】A【詳解】A．OF2分子中氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4、孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為2，分子的空間構(gòu)型為V形，則OF2分子是結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的極性分子，故A正確；B．二硫化碳分子中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2、孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0，分子的空間構(gòu)型為直線形，則二硫化碳是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的非極性分子，故B錯(cuò)誤；C．四氯化硅分子中硅原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4、孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0，分子的空間構(gòu)型為正四面體形，則四氯化硅是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的非極性分子，故C錯(cuò)誤；D．氧氣分子是同種元素形成的雙原子分子，正負(fù)電荷中心重合，屬于非極性分子，故D錯(cuò)誤；故選A。04課堂練習(xí)3．下列分子屬于非極性分子的是A．CH2Cl2 B．CS2

C．NCl3 D．H2S【答案】B【詳解】A．CH2Cl2中含有極性鍵，空間結(jié)構(gòu)為四面體，正負(fù)電荷的中心不重合，為極性分子，故A不符合題意；B．CS2中含有極性鍵，空間結(jié)構(gòu)為直線型，正負(fù)電荷的中心重合，為非極性分子，故B符合題意；C．NCl3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C不符合題意；D．H2S中含有極性鍵，空間結(jié)構(gòu)為V型，正負(fù)電荷的中心不重合，為極性分子，故D不符合題意。答案選B。04課堂練習(xí)4．下列說法不正確的是A．共價(jià)鍵的鍵能越大，鍵長越短B．已知石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸熱，則等量的石墨與金剛石相比總鍵能大C．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱，與共價(jià)鍵的鍵能大小有關(guān)D．稀有氣體一般難于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是因?yàn)榉肿又墟I能較大04課堂練習(xí)【答案】D【詳解】A．一般情況下，共價(jià)鍵的鍵長越短，其鍵能越大，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)就越穩(wěn)定，故A正確；B．吸熱反應(yīng)是斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵的過程中吸收的總能量大于形成生成物化學(xué)鍵的過程中放出的總能量，即反應(yīng)物總的鍵能大于生成物總的鍵能，故已知石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸熱，則等量的石墨與金剛石相比總鍵能大，故B正確；C．熱穩(wěn)定性是指化學(xué)鍵斷裂時(shí)的難易程度，斷裂時(shí)越容易，說明熱穩(wěn)定越差，即對(duì)應(yīng)的共價(jià)鍵的鍵能越小，故HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱，與共價(jià)鍵的鍵能大小有關(guān)，故C正確；D．稀有氣體是單原子分子，不存在任何化學(xué)鍵，一般難于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是因?yàn)樵咏Y(jié)構(gòu)具有比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，與化學(xué)鍵無關(guān)，故D錯(cuò)誤；故選D。04課堂練習(xí)5．短周期元素X、Y、Z和W的原子序數(shù)依次增大。X原子的s能級(jí)電子總數(shù)是p能級(jí)電子總數(shù)的2倍，Y與X同主族，Z和W原子中未成對(duì)電子數(shù)之比為2∶1，下列說法錯(cuò)誤的是A．XW4為非極性分子B．Y、Z、W最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱順序是W>Z>YC．ZW2分子是由極性鍵構(gòu)成的極性分子D．XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均為sp雜化04課堂練習(xí)【答案】D【分析】短周期元素X、Y、Z和W的原子序數(shù)依次增大，X原子的s能級(jí)電子總數(shù)是p能級(jí)電子總數(shù)的2倍，則X是C元素，Y與X同主族，則Y是Si元素，Z和W原子中未成對(duì)電子數(shù)之比為2∶1，且二者原子序數(shù)都大于Y，則Z是S元素、W是Cl元素，據(jù)此分析選擇?！驹斀狻緼．XW4為CCl4，CCl4為正四面體結(jié)構(gòu)，正負(fù)電荷重心重合，為非極性分子，A正確；B．元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性Si＜S＜Cl，所以Y、Z、W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱順序是Y＜Z＜W，B