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)第1課時共價鍵的極性及對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響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)”的認知模型。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、鍵的極性和分子的極性二、鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響目錄CONTENTS課后鞏固訓(xùn)練一、鍵的極性和分子的極性知能通關(guān)1.共價鍵的極性(1)極性鍵和非極性鍵的比較不同項目極性鍵非極性鍵成鍵原子____元素的原子

____元素的原子

電子對________偏移

________偏移

成鍵原子的電性一個原子呈正電性(δ+)、另一個原子呈負電性(δ-)呈電中性表示形式A—B、A==B、

等A—A、A==A、

等實例C—H、C==O、H—H、C==C、同種發(fā)生不發(fā)生(2)極性鍵和非極性鍵的存在項目極性鍵非極性鍵物質(zhì)類別共價化合物;部分離子化合物非金屬單質(zhì);部分共價化合物;部分離子化合物實例HCl、NaOH、NH4Cl等O2、H2O2、Na2O2等(1)以下含有非極性鍵的物質(zhì)有________(填寫序號,下同),既含極性鍵又含非極性鍵的物質(zhì)有________。

①HD

②HCl

③N2H4

④Na2O2

⑤C2H4⑥Ca(OH)2(2)下列與氫原子形成共價鍵的極性鍵最強的原子是____________(填序號,下同),最弱的原子是____________。

①F

②Cl

③Br

④P小題對點過①③④⑤③⑤①④解析

(2)成鍵的兩原子的電負性差值越大,極性越強。

2.分子的極性不重合不等于零重合等于零自然界中的分子種類繁多,形態(tài)各異,以下是一些常見物質(zhì):①N2

②HF

③NH3

④BCl3

⑤H2O2

⑥CCl4⑦H2S

⑧SO3

⑨金剛石

⑩SiO2屬于極性分子的有________;屬于非極性分子的有________。

②③⑤⑦小題對點過①④⑥⑧解析

⑨⑩都不是由分子組成的物質(zhì)。

(1)只含有非極性鍵的雙原子分子或多原子分子一般是非極性分子。如O2、H2、P4、C60。(2)含有極性鍵的雙原子分子都是極性分子。如HCl、HF、HBr。(3)含有極性鍵的多原子分子,空間結(jié)構(gòu)對稱的是非極性分子;空間結(jié)構(gòu)不對稱的是極性分子。(4)判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律①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。②若中心原子有孤電子對,則為極性分子;若無孤電子對,則為非極性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4為非極性分子;H2S、SO2、NH3、PCl3為極性分子。3.鍵的極性和分子極性的關(guān)系(1)臭氧是極性分子還是非極性分子?臭氧分子中的共價鍵是極性鍵還是非極性鍵?從結(jié)構(gòu)上進行分析說明。_______________________________________________。

(2)下列說法正確的是________。

①以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是非極性分子②以極性鍵結(jié)合的分子一定是極性分子③非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子④非極性分子中,一定含有非極性共價鍵⑤極性分子中不可能含有非極性鍵

O3是極性分子,分子中的共價鍵都是極性鍵小題對點過①解析

(1)O3是極性分子;臭氧分子的空間結(jié)構(gòu)與水分子的相似,由于中心氧原子有1個孤電子對,孤電子對對成鍵電子對排斥力大,故臭氧分子中的共價鍵是極性鍵,中心氧原子呈正電性,端位的兩個氧原子呈負電性,故其分子具有微弱的極性。

1.下列物質(zhì)中,既有離子鍵又有共價鍵的是(

)A.CaCl2 B.KBrC.H2O D.NH4F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、B中只有離子鍵,C中只含有共價鍵,D中含有離子鍵和共價鍵。

D2.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.CH4和Br2 B.NH3和H2OC.H2S和CCl4 D.CO2和HCl解析CH4、CCl4、CO2都是由極性鍵形成的非極性分子,NH3、H2O、H2S、HCl都是由極性鍵形成的極性分子。

B3.①PH3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形;②BeCl2的空間結(jié)構(gòu)為直線形;③CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形;④CO2為直線形分子;⑤BF3的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形;⑥NF3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。下面對分子極性的判斷正確的是(

)A.①⑥為極性分子,②③④⑤為非極性分子B.只有④為非極性分子,其余為極性分子C.只有②⑤是極性分子,其余為非極性分子D.只有①③是非極性分子,其余是極性分子A解析①PH3中由于P原子的孤電子對與成鍵電子對間的排斥作用,使電子不能均勻分布,故PH3為極性分子;②BeCl2的空間結(jié)構(gòu)為直線形,鍵的極性相互抵消,為非極性分子;③CH4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,鍵的極性相互抵消,為非極性分子;④CO2分子為直線形,鍵的極性相互抵消,為非極性分子;⑤BF3的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,鍵的極性相互抵消,為非極性分子;⑥NF3中由于N原子的孤電子對與成鍵電子對間的排斥作用,使電子不能均勻分布,故NF3為極性分子;結(jié)合以上分析可知,①⑥為極性分子,②③④⑤為非極性分子,A正確。4.在下列物質(zhì)中:①SiO2

②NaOH

③Na2S④H2O2

⑤Na2O2

⑥(NH4)2S

⑦CO2⑧CCl4

⑨C2H4

⑩金剛石。用序號填空:(1)只含有離子鍵的是____________________________。

(2)既含有離子鍵,又含有極性共價鍵____________________________。

(3)既含有離子鍵又含有非極性共價鍵的是___________________________。

(4)含有極性共價鍵和非極性共價鍵的非極性分子是____________________。

(5)含有極性共價鍵和非極性共價鍵的極性分子是______________________。

(6)熔化時只破壞極性共價鍵的是____________________________。

③②⑥⑤⑨④①解析只含有離子鍵的是③,既含有離子鍵,又含有極性共價鍵的是②⑥,既含有離子鍵又含有非極性共價鍵的是⑤,含有極性共價鍵和非極性共價鍵的非極性分子是⑨,含有極性共價鍵和非極性共價鍵的極性分子是④,熔化時只破壞極性共價鍵的是①。極性分子判斷的特殊情況(1)單質(zhì)分子一般為非極性分子,但O3是V形分子,其空間結(jié)構(gòu)不對稱,故O3為極性分子。(2)H2O2的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,空間結(jié)構(gòu)如圖所示,是不對稱的,為極性分子。(3)只含有極性鍵的分子不一定是極性分子(如CH4);極性分子不一定只含有極性鍵(如C2H5OH);含有非極性鍵的分子不一定是非極性分子(如H2O2)。

二、鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響知能通關(guān)1.羧酸酸性大小的影響因素與判斷依據(jù)羧酸的酸性大小與其分子的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān),羧酸的酸性可用pKa(pKa=-lgKa)的大小來衡量,pKa越小,酸性越強。2.幾種羧酸的pKa羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75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(1)三氟乙酸和三氯乙酸哪個酸性強?原因是什么?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)三氟乙酸和乙酸哪個酸性強?原因是什么?_____________________________________________________________________________________________________________________________________。

小題對點過酸性:三氟乙酸>三氯乙酸,原因是氟的電負性大于氯的電負性,F—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

三氟乙酸的酸性遠強于乙酸,因為F的電負性大,—CF3是吸電子基團,而—CH3是推電子基團,所以三氟乙酸羧基中羥基的極性更大,更易電離氫離子(3)甲酸和乙酸哪個酸性強?原因是什么?_______________________________________________________________________________________________________________________________________。

(4)推測CH3CH2OH、H2O分別與鈉反應(yīng),哪個反應(yīng)更劇烈?解釋原因。________________________________________________________________________________________________________________________________________。酸性:甲酸>乙酸,原因是烷基(R—)是推電子基團,烷基越長推電子效應(yīng)越大,使羧基中的羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱水與鈉反應(yīng)更劇烈,由于C的電負性略大于H的電負性,烷基是推電子基團,使醇分子中的氫氧鍵的極性小于水分子中的氫氧鍵的極性1.下列物質(zhì)中,酸性最強的是(

)A.HCOOH B.HOCOOHC.CH3COOH D.C6H13COOH解析推電子效應(yīng):—C6H13>—CH3>—H,HOCOOH是碳酸,故酸性最強的是HCOOH。

AA.苯酚>乙醇>水 B.乙醇>水>苯酚C.水>苯酚>乙醇 D.苯酚>水>乙醇解析苯酚具有弱酸性,說明苯酚分子結(jié)構(gòu)中的—OH的極性較強,在水溶液中能夠發(fā)生電離;水屬于弱電解質(zhì),乙醇是非電解質(zhì),說明乙醇分子結(jié)構(gòu)中的—OH的極性比水、苯酚弱,氫氧鍵的極性由強到弱的順序是苯酚>水>乙醇。

D3.按酸性強弱順序給下列羧酸排序。(1)CHCl2COOH、CH2ClCOOH、CF3COOH、CHF2COOH、CH2ICOOH。(2)CH3COOH、CH3CH2CH2COOH、HCOOH、CH3CH2COOH。答案(1)CF3COOH>CHF2COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH2ICOOH(2)HCOOH>CH3COOH>CH3CH2COOH>CH3CH2CH2COOH解析(1)鹵素原子的電負性越大,吸電子能力越強,形成的化學(xué)鍵極性越強,羧酸的酸性越強,所以酸性強弱順序為CF3COOH>CHF2COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH2ICOOH。(2)烴基越長,推電子效應(yīng)越大,羧酸的酸性越弱,所以酸性強弱順序為HCOOH>CH3COOH>CH3CH2COOH>

CH3CH2CH2COOH。

羧酸的酸性大小與分子組成和結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)鍵的極性對羧酸酸性大小的影響實質(zhì)是通過改變羧基中羥基的極性而實現(xiàn)的,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。(2)與羧基相鄰的共價鍵的極性越大,通過傳導(dǎo)作用使羧基中羥基的極性越大,則羧酸的酸性越大。(3)含鹵素原子的一元羧酸的酸性①含相同個數(shù)的不同鹵素原子的羧酸,鹵素原子的電負性數(shù)值越大,酸性越強。②含不同數(shù)目的同種鹵素原子的羧酸,鹵素原子的數(shù)目越多,羧酸的酸性越強。(4)只含烴基的一元羧酸的酸性隨著烴基的加長,酸性的差異越來越小。(5)只含烴基的多元羧酸的酸性烴基所含碳數(shù)越少,羧基個數(shù)越多,酸性越強。課后鞏固訓(xùn)練A級

合格過關(guān)練選擇題只有1個選項符合題意題組一

鍵的極性和分子的極性1.下列各組分子中,都是由極性鍵構(gòu)成的極性分子的一組是(

)A.C3H6和CO2 B.CCl4和H2SC.H2O和NCl3 D.H2O2和CS2C解析C3H6可能是丙烯也可能是環(huán)丙烷,環(huán)丙烷為非極性分子,丙烯是含有極性鍵的極性分子;CO2中含有極性鍵,但結(jié)構(gòu)對稱,正電中心和負電中心重合,屬于非極性分子,故A不符合題意。CCl4中含有極性鍵,但結(jié)構(gòu)對稱,正電中心和負電中心重合,屬于非極性分子;H2S中含有極性鍵,空間結(jié)構(gòu)為V形,正電中心和負電中心不重合,屬于極性分子,故B不符合題意。H2O中含有極性鍵,空間結(jié)構(gòu)為V形,正電中心和負電中心不重合,屬于極性分子;NCl3中含有極性鍵,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,正電中心和負電中心不重合,屬于極性分子,故C符合題意。H2O2中含有極性鍵和非極性鍵,正電中心和負電中心不重合,屬于極性分子;CS2中含有極性鍵但結(jié)構(gòu)對稱,正電中心和負電中心重合,屬于非極性分子,故D不符合題意。2.X、Y為兩種不同的元素,由它們組成的下列物質(zhì)的分子中,肯定有極性的是(

)A.XY4 B.XY3

C.XY2 D.XY解析XY為直線形分子,不同種元素原子對共用電子對的吸引能力不同,分子必有極性。

D3.下列反應(yīng)中,同時有離子鍵、極性共價鍵和非極性共價鍵的斷裂和形成的反應(yīng)是(

)A.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2B.Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3C.2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2OD.NH4Cl===NH3↑+HCl↑A解析

2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,Na2O2為含有非極性鍵的離子化合物,CO2中含有極性鍵,O2中含有非極性鍵,該反應(yīng)中同時有離子鍵、極性共價鍵和非極性共價鍵的斷裂和形成,故A正確;

Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3該反應(yīng)中沒有非極性鍵的斷裂和形成,故B錯誤;

2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O反應(yīng)物中有離子鍵和極性鍵的斷裂、非極性鍵的斷裂,生成物中有離子鍵、極性鍵形成,沒有非極性鍵的形成,故C錯誤;NH4Cl===NH3↑+HCl↑該反應(yīng)中有離子鍵和極性鍵的斷裂,有極性鍵的形成,但沒有離子鍵和非極性鍵的形成,故D錯誤。4.用一帶靜電的玻璃棒分別靠近A、B兩種純液體流,現(xiàn)象如圖所示,下列關(guān)于A、B兩種液體分子的極性判斷正確的是(

)A.A是極性分子,B是非極性分子B.A是非極性分子,B是極性分子C.A、B都是極性分子D.A、B都是非極性分子B解析帶靜電的玻璃棒靠近純液體流后,只有B液體流發(fā)生偏離,說明液體A的分子沒有極性,液體B的分子有極性,故A是非極性分子,B是極性分子。

5.在極性分子中,正電荷中心同負電荷中心間的距離稱偶極長,通常用d表示。極性分子的極性強弱同偶極長和正(或負)電荷中心的電量(q)有關(guān),一般用偶極矩(μ)來衡量。分子的偶極矩定義為偶極長和偶極上一端電荷電量的乘積,即μ=d·q。下列四組分子中,所有分子都符合μ=0的是(

)A.HCl、CS2、H2S、SO2 B.BF3、CCl4、BeCl2、CO2C.N2、NH3、H2O、CCl4 D.CH4、SO3、NH3、H2OB解析HCl是由極性鍵構(gòu)成的極性分子,μ不等于0;H2S、SO2都是V形分子,即極性分子,μ不等于0;CS2是直線形分子,即非極性分子,μ=0,故A不符合題意;BF3為平面三角形分子,CCl4為正四面體形分子,BeCl2、CO2均為直線形分子,四種分子的分子結(jié)構(gòu)均對稱,均為非極性分子,所有分子都符合μ=0,故B符合題意;N2和CCl4均為非極性分子,μ=0;NH3為三角錐形分子,H2O為V形分子,都屬于極性分子,μ不等于0,故C不符合題意;CH4為正四面體形分子,SO3為平面三角形分子,二者均為非極性分子,μ=0;NH3為三角錐形分子,H2O為V形分子,都屬于極性分子,μ不等于0,故D不符合題意。題組二

鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響6.下列物質(zhì)中,酸性最強的是(

)A.CH2ClCOOH B.CH2FCOOHC.CHF2COOH D.CHBr2COOH解析電負性:F>Cl>Br,則酸性最強的是CHF2COOH。

C7.分析表中數(shù)據(jù),下列結(jié)論正確的是(

)A.相對分子質(zhì)量越大,羧酸的酸性越強B.羧酸的酸性大小與分子中氫原子數(shù)目有關(guān)C.連接羧基的烷基越大,羧酸的酸性越強D.羧酸的酸性強弱與其分子的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)D羧酸丙酸乙酸甲酸氯乙酸二氯乙酸三氯乙酸三氟乙酸pKa4.884.763.752.861.290.650.23解析羧酸的酸性強弱與其分子的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān),與相對分子質(zhì)量和分子中氫原子數(shù)目無關(guān),故A、B錯誤,D正確;羧基所連基團的極性越大,如—CF3,羧酸的酸性越強,而烷基越大,酸性越弱,故C錯誤。8.從深海魚油中提取的被稱作“腦黃金”的DHA(C21H31COOH)就是一種不飽和度很高的脂肪酸。下列說法正確的是(

)CH3CH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH2COOHDHA的結(jié)構(gòu)簡式A.酸性:C21H31COOH<CH3COOHB.DHA中含有的元素中電負性最大的是碳元素C.DHA中碳原子存在三種雜化方式D.DHA中所有原子共面A解析推電子效應(yīng):—C21H31>—CH3,故酸性:C21H31COOH<CH3COOH,A項正確;C、H、O三種元素中,O元素的電負性最大,B項錯誤;DHA中,碳原子存在sp2和sp3兩種雜化方式,C項錯誤;DHA中存在—CH3結(jié)構(gòu),故所有原子不可能共面,D項錯誤。

9.CH3COOH是一種弱酸,而氯乙酸(ClCH2COOH)的酸性強于CH3COOH,這是因為—Cl是一種吸電子基團,能使—OH上的H原子具有更大的活潑性;有的基團屬于推電子基團,能減弱—OH上H原子的活潑性;這些作用統(tǒng)稱為“誘導(dǎo)效應(yīng)”。試依據(jù)上述規(guī)律填空:(1)HCOOH顯酸性,而H2O顯中性,這是由于HCOOH分子中存在________(填“吸”或“推”)電子基團,這種基團是________。

(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,這是由于CH3COOH分子中存在________(填“吸”或“推”)電子基團,這種基團是________。

(3)—C6H5屬于吸電子基團,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性________(填“強”或“弱”)。

(4)下列酸中:CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH,酸性最強的是_________。吸—CHO推—CH3強CF3COOH解析(1)HCOOH顯酸性,H2O顯中性,說明HCOOH分子中存在吸電子基團,能使—OH上的H原子活潑性增強而使該物質(zhì)的酸性大于水,HCOOH中含有—CHO,屬于吸電子基團。(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,說明CH3COOH分子中存在推電子基團,能減弱—OH上H原子的活潑性而使該物質(zhì)的酸性減弱,CH3COOH中含有—CH3,—CH3屬于推電子基團。(3)—C6H5屬于吸電子基團,—CH3屬于推電子基團,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性強。B級

素養(yǎng)培優(yōu)練10.下列有關(guān)分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的說法正確的是(

)A.BBr3、NCl3分子的空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形B.SO2與CO2分子的空間結(jié)構(gòu)均為直線形C.CH4和NH3中的分子的極性和共價鍵的極性均相同D.乙酸酸性大于丙酸,是因為乙基的推電子效應(yīng)大于甲基D

11.SF6可用作高壓發(fā)電系統(tǒng)的絕緣氣體,分子呈正八面體結(jié)構(gòu),如圖所示。有關(guān)SF6的說法不正確的是(

)A.分子中只含極性鍵B.SF6是非極性分子C.S與F之間共用電子對偏向FD.S原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D解析SF6中的鍵為6條S—F,為極性鍵,此分子中只含極性鍵,故A正確;SF6是結(jié)構(gòu)對稱、正電中心和負電中心重合的分子,為非極性分子,故B正確;由于F的電負性比S的大,S與F之間共用電子對偏向F,故C正確;中心元素價電子數(shù)+化合價的絕對值=8時該分子中所有原子都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),但氫化物除外,該化合物中S元素化合價+價電子數(shù)=6+6=12,則S原子不是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故D錯誤。12.S2Cl2是橙黃色液體,少量泄漏會產(chǎn)生有窒息性的氣體,噴水霧可減慢揮發(fā),并產(chǎn)生酸性懸濁液,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于S2Cl2的說法錯誤的是(

)A.為非極性分子B.分子中既含有極性鍵,又含有非極性鍵C.與S2Br2結(jié)構(gòu)相似D.分子中S—Cl鍵能大于S—S鍵能A解析從S2Cl2分子的空間結(jié)構(gòu)可知,該分子空間結(jié)構(gòu)不對稱,為極性分子,A錯誤;S2Cl2中Cl—S屬于極性鍵,S—S屬于非極性鍵,B正確;同主族元素Cl、Br與S形成的化合物S2Cl2、S2Br2的結(jié)構(gòu)相似,C正確;氯原子半徑小于硫原子半徑,鍵長越短鍵能越大,所以分子中S—Cl鍵能大于S—S鍵能,D正確。13.一種抗病毒藥物的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法正確的是(

)A.該分子屬于極性分子B.該分子中C—F的極性小于C—N的極性C.該分子中