《分子間作用力分子的手性》一“相似相溶”的適用范圍重難歸納1.“相似相溶”中“相似”指的是分子的極性相似。如果存在氫鍵,則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵相互作用力越大,溶解性越好。相反,無氫鍵作用的溶質(zhì)在有氫鍵的水中的溶解度就比較小。2.“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。低級(jí)羧酸(如甲酸、乙酸等)可以與水以任意比例互溶,而高級(jí)脂肪酸(如硬脂酸、軟脂酸和油酸等)難溶于水。PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體,一種為淡黃色,在水中的溶解度較小;另一種為黃綠色,在水中的溶解度較大。(1)PtCl2(NH3)2是平面四邊形結(jié)構(gòu)還是四面體形結(jié)構(gòu)?提示:根據(jù)PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體,即其有兩種同分異構(gòu)體,可知其結(jié)構(gòu)應(yīng)為平面四邊形結(jié)構(gòu),若為四面體形結(jié)構(gòu)則無同分異構(gòu)體。(2)淡黃色的PtCl2(NH3)2是極性分子還是非極性分子?其空間結(jié)構(gòu)是怎樣的?提示:淡黃色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度小,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,應(yīng)為非極性分子,其空間結(jié)構(gòu)為

。(3)黃綠色的PtCl2(NH3)2是極性分子還是非極性分子?其空間結(jié)構(gòu)是怎樣的?提示:黃綠色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度較大,應(yīng)為極性分子,其空間結(jié)構(gòu)為

。典例剖析(1)下列敘述不正確的是

。

A.鹵化氫易溶于水,不易溶于四氯化碳B.碘易溶于汽油,微溶于水C.氯化鈉易溶于水,也易溶于食用油D.甲烷易溶于汽油,難溶于水(2)將幾種物質(zhì)在水和四氯化碳中的溶解情況填入下表:其原因是

。

答案:(1)C

(2)易溶易溶難溶難溶難溶難溶易溶易溶根據(jù)“相似相溶”規(guī)律判斷,極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑,非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑解析:(1)HX(X為鹵素)、H2O為極性分子,I2、CH4為非極性分子,CCl4、汽油為非極性溶劑。根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,可知A、B、D項(xiàng)正確。NaCl為離子化合物,易溶于水,難溶于有機(jī)溶劑,故C項(xiàng)不正確。(2)分析題給物質(zhì)和溶劑的分子極性可知,蔗糖、磷酸、水是極性分子,而碘、萘、四氯化碳是非極性分子。根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,可判斷出物質(zhì)的溶解情況。學(xué)以致用1.下列物質(zhì)在水中的溶解度由大到小的順序正確的是(

)。A.NH3>HCl>CO2>SO2>Cl2B.SO2>CS2>H2S>S8C.HOCH2(CHOH)4CHO>C17H35COOH>CH3COOHD.NH3>CO2>N2答案:D解析:水為極性分子,與水形成氫鍵、與水反應(yīng)的氣體,其溶解度較大。A項(xiàng),二氧化硫是極性分子,二氧化碳是非極性分子,所以二氧化硫在水中的溶解度比二氧化碳的大,A項(xiàng)錯(cuò)誤。B項(xiàng),CS2是非極性分子,難溶于水,H2S是極性分子,H2S在水中的溶解度大于CS2在水中的溶解度,B項(xiàng)錯(cuò)誤。同類有機(jī)化合物,分子中所含碳原子數(shù)越多,分子極性越弱,C17H35COOH的極性比CH3COOH弱,乙酸與水互溶,硬脂酸難溶于水,C項(xiàng)錯(cuò)誤。D項(xiàng),氨氣是極性分子,且與水形成氫鍵,二氧化碳和氮?dú)舛际欠菢O性分子,但是二氧化碳與水反應(yīng),所以氨氣溶解度最大,氮?dú)馊芙舛茸钚?D項(xiàng)正確。2.碘單質(zhì)在水中的溶解度很小,但在CCl4中的溶解度很大,這是因?yàn)?

)。A.CCl4與I2的相對(duì)分子質(zhì)量相差較小,而H2O與I2的相對(duì)分子質(zhì)量相差較大B.CCl4與I2都是直線形分子,而H2O不是直線形分子C.CCl4與I2中都不含氫元素,而H2O中含有氫元素D.CCl4和I2都是非極性分子,而H2O是極性分子答案:D解析:根據(jù)“相似相溶”規(guī)律:極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑,難溶于非極性溶劑;非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑,難溶于極性溶劑。CCl4和I2都是非極性分子,而H2O是極性分子,所以碘單質(zhì)在水中的溶解度很小,在CCl4中的溶解度很大。二

范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比較重難歸納

水分子之間存在氫鍵,彼此結(jié)合形成(H2O)n。在冰中,每個(gè)水分子被四個(gè)水分子包圍,四個(gè)水分子的四個(gè)氧原子形成四面體,繼而通過“氫鍵”相互連接成固體冰,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。(1)結(jié)合上圖分析1molH2O形成的冰中氫鍵的物質(zhì)的量為多少?(2)在冰晶體中除氫鍵外,還存在范德華力(11kJ·mol-1)。已知冰的升華熱是51kJ·mol-1,請(qǐng)估算冰晶體中氫鍵的大小。提示:冰的升華熱是51

kJ·mol-1,水分子間還存在范德華力(11

kJ·mol-1),1

mol水中含有2

mol氫鍵,所以冰晶體中氫鍵的大小是20

kJ·mol-1。(3)氨氣極易溶于水的原因之一也是與氫鍵有關(guān)。請(qǐng)判斷NH3溶于水后,形成的NH3·H2O的合理結(jié)構(gòu)是

。

提示:B。NH3溶于水后,形成的NH3·H2O在水中的電離方程式為

,可知水溶液中含有銨根和氫氧根的基本結(jié)構(gòu),NH3·H2O的合理結(jié)構(gòu)應(yīng)是B。典例剖析下列與氫鍵有關(guān)的說法中錯(cuò)誤的是(

)。A.鹵化氫中HF沸點(diǎn)較高,是由于HF分子間存在氫鍵B.鄰羥基苯甲醛(

)的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲醛(

)的熔、沸點(diǎn)低C.氨水中存在分子間氫鍵D.形成氫鍵A—H…B—的三個(gè)原子總在一條直線上答案:D解析:HF分子間存在氫鍵F—H…F—,使氟化氫分子間作用力增大,所以鹵化氫中氟化氫的沸點(diǎn)較高,A項(xiàng)正確。鄰羥基苯甲醛易形成分子內(nèi)氫鍵,而對(duì)羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵,所以鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)低,B項(xiàng)正確。氨水中氨分子之間、水分子之間以及氨分子與水分子之間都存在氫鍵,C項(xiàng)正確。氫鍵具有一定的方向性,但形成氫鍵的原子不一定在一條直線上,如

,D項(xiàng)錯(cuò)誤。易錯(cuò)警示

(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,但存在范德華力不一定存在氫鍵。

(3)利用范德華力判斷物質(zhì)熔、沸點(diǎn)高低的前提是物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)要相似。結(jié)構(gòu)相似的判斷方法有兩種:一是同一主族同一類別的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似,如H2S和H2Te;二是運(yùn)用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷其分子的空間結(jié)構(gòu)。

(4)比較分子沸點(diǎn)時(shí),一定要注意氫鍵的存在。分子間氫鍵使沸點(diǎn)較高,分子內(nèi)氫鍵使沸點(diǎn)較低。學(xué)以致用1.甲酸可通過氫鍵形成二聚物,HNO3可形成分子內(nèi)氫鍵。試在下圖中畫出氫鍵。答案:解析:依據(jù)氫鍵的表示方法及形成條件畫出。2.下圖中a、b、c、d四條曲線分別表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn),其中表示第ⅥA族元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)的是曲線

;表示第ⅣA族元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)的是曲線

;同一主族中第三、四、五周期元素的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)依次升高,其原因是

。

a、b、c曲線中第二周期元素的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)顯著高于第三周期元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn),其原因是

;如果把這些氫化物分子間存在的主要影響沸點(diǎn)的相互作用表示為X—H…Y—,則X元素一般具有的特點(diǎn)是

。答案:a

d組成和結(jié)構(gòu)相似,相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高H2O、HF、NH3都存在分子間氫鍵電負(fù)性大,原子半徑小解析:第二周期中第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氣態(tài)氫化物中沸點(diǎn)最高的是水,最低的是甲烷;由題圖可知,a、b、c、d曲線中表示第ⅥA族元素氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)的是曲線a;表示第ⅣA族元素氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)的是曲線d。同一主族中第三、四、五周期元素的氣態(tài)氫化物的相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大,分子間的范德華力依次增大,所以沸點(diǎn)依次升高。a、b、c曲線中第二周期元素的氣態(tài)氫化物中分子間都存在氫鍵,所以它們的沸點(diǎn)顯著高于第三周期元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)。三

手性分子與手性異構(gòu)體重難歸納1.手性分子的判斷方法。(1)觀察實(shí)物與其鏡像能否重合,如果不能重合,說明是手性分子。(2)觀察有機(jī)化合物分子中是否有手性碳原子,如果有一個(gè)手性碳原子,則該有機(jī)化合物分子就是手性分子,具有手性異構(gòu)體。含有兩個(gè)手性碳原子的有機(jī)化合物分子不一定是手性分子。2.手性異構(gòu)體的性質(zhì)。物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。互為手性異構(gòu)體的物質(zhì)組成、原子排列完全相同,所以其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,但兩種手性分子可能具有明顯不同的生物活性。在生命的產(chǎn)生和演變過程中,往往對(duì)一對(duì)手性異構(gòu)體中的一種手性分子有所“偏愛”,如自然界存在的糖大多為右旋體,氨基酸大多為左旋體。因?yàn)闃?gòu)成生命的重要物質(zhì)如蛋白質(zhì)和核酸等大多是由手性分子縮合而成的,所以生物體內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)也往往選擇性地“接納”某種類型的手性分子。AB(1)分析上面兩組有機(jī)化合物,指出A組、B組內(nèi)的左右兩側(cè)的有機(jī)化合物是什么關(guān)系。提示:A組中左右兩側(cè)的有機(jī)化合物是同一種物質(zhì);B組內(nèi)左右兩側(cè)的兩種有機(jī)化合物互為手性異構(gòu)體。(2)B組中的兩種有機(jī)化合物一種具有鎮(zhèn)痛作用,而另一種沒有鎮(zhèn)痛作用,卻是有效的鎮(zhèn)咳藥。上述事實(shí)給你什么啟示?簡(jiǎn)要說明并與同學(xué)交流。提示:手性異構(gòu)體具有不同的性質(zhì)。提高藥物的專一性,開發(fā)和服用有效的單一手性的藥物可以排除無效(或不良)手性異構(gòu)體所引起的毒副作用。典例剖析丙氨酸(C3H7NO2)分子為手性分子,它存在手性異構(gòu)體,如下圖所示:下列關(guān)于丙氨酸的兩種手性異構(gòu)體(Ⅰ和Ⅱ)的說法正確的是(

)。A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2個(gè)手性碳原子B.Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對(duì)稱,具有相同的分子極性C.Ⅰ和Ⅱ分子都是極性分子,只含有極性鍵,不含非極性鍵D.Ⅰ和Ⅱ的化學(xué)鍵相同,所以分子的性質(zhì)完全相同答案:B解析:Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1個(gè)手性碳原子,都是極性分子,分子中都含有極性鍵和非極性鍵,兩者互為手性異構(gòu)體,但可能具有不同的生理活性和光學(xué)活性。學(xué)以致用1.(2020河北保定高二期末)下列分子為手性分子的是(

)。A.CH3CH2Cl

B.CH3CH2CHBrCH2CH2OHC.CH3CCl(CH3)CH2CH2CH3

D.C