1、第三節(jié) 分子的性質(zhì),探究1 鍵的極性和分子的極性 研讀教材自主認(rèn)知 1.共價鍵的極性:,不同種,同種,吸引電子能力強,不發(fā)生,不同種,同種,2.分子的極性: (1)極性分子與非極性分子。,不重合,不為零,重合,為零,(2)共價鍵的極性與分子極性的關(guān)系。,(3)分子的極性對物質(zhì)的熔點、沸點的影響。 分子極性越大,分子間的電性作用越強,克服分子間的引力使物質(zhì)熔化或汽化所需外界能量就越多,故熔點、沸點越高。,合作探究核心歸納 1.CH4分子中共價鍵的類型和分子類型分別是什么? 提示:CH4分子的結(jié)構(gòu)式為 ,分子中有4個CH鍵,均為極性 鍵。但由于其空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,故為非極性分子。,2.通過探究

2、討論交流,思考下列問題: (1)完成下表。,非極性鍵,非極性分子,非極性鍵,非極性分子,非極性鍵,非極性分子,極性鍵,極性分子,(2)根據(jù)上表內(nèi)容總結(jié):雙原子分子的極性與分子中共價鍵極性的關(guān)系是什么? 提示:由表中提供的信息可知,雙原子分子中,鍵的極性與分子的極性一致。,(3)完成下表。,非極性鍵,對稱,非極性分子,非極性鍵,對稱,非極性分子,極性鍵,對稱,非極性分子,極性鍵,不對稱,極性分子,極性鍵,不對稱,極性分子,極性鍵,不對稱,極性分子,極性鍵,對稱,非極性分子,極性鍵,對稱,非極性分子,極性鍵,不對稱,極性分子,(4)怎樣判斷多原子分子的極性? 提示:多原子分子,如果為單質(zhì),為非極性

3、分子;如果為化合物,則看分子的空間結(jié)構(gòu),若空間結(jié)構(gòu)對稱則為非極性分子,若空間結(jié)構(gòu)不對稱則為極性分子。,【歸納總結(jié)】 空間結(jié)構(gòu)、鍵的極性和分子極性的關(guān)系,過關(guān)小練即時應(yīng)用 1.(2015松原高二檢測)下列各組分子中,都屬于含極性鍵的非極性分子的是 ( ) A.C2H4 C6H6 B.CO2 H2O2 C.C60 C2H4 D.NH3 HBr,【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點: (1)準(zhǔn)確判斷共價鍵的極性。 (2)鍵的極性和分子極性的聯(lián)系與區(qū)別。,【解析】選A。C2H4中含有極性鍵和非極性鍵,是平面形分子,結(jié)構(gòu)對稱,分子中正負電荷中心重合,為非極性分子;C6H6含有HC極性鍵,為平面正六邊形結(jié)構(gòu)

4、,正負電荷中心重合,電荷分布均勻,為非極性分子,故A正確;CO2中含有極性鍵,為直線形分子,結(jié)構(gòu)對稱,分子中正負電荷中心重合,為非極性分子,H2O2中含有極性鍵和非極性鍵,但結(jié)構(gòu)不對稱,正負電荷中心不重合,屬于極性分子,故B錯誤;乙烯為含極性鍵的非極性分子,而C60中的化學(xué)鍵屬于非極性鍵,故C錯誤;NH3中含有極性鍵,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,正負電荷中心不重合,屬于極性分子;HBr中含有極性鍵,正負電荷中心不重合,屬于極性分子,故D錯誤。,2.關(guān)于PH3的敘述正確的是 ( ) A.PH3分子中有未成鍵的孤電子對 B.PH3是非極性分子 C.PH3分子空間結(jié)構(gòu)為平面三角形 D.PH3分子的PH鍵是非

5、極性鍵,【解析】選A。分子中除了用于形成共價鍵的鍵合電子外,還經(jīng)常存在 未用于形成共價鍵的非鍵合電子。這些未成鍵的價電子對叫作孤電子 對,PH3的磷原子最外層滿足8電子結(jié)構(gòu),P上連有3個氫,有一對孤電子 對,故A正確;PH3分子中三個PH鍵完全相同,所以鍵能、鍵長,鍵角都 相等;分子中PH鍵是不同非金屬元素之間形成的極性共價鍵,該分子 為三角錐形結(jié)構(gòu),分子結(jié)構(gòu)不對稱,為極性分子,故B錯誤;PH3分子中價 層電子對個數(shù)=鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)=3+ (5-31)=4,所以磷,原子采用sp3雜化,含有一對孤電子對,屬于三角錐形,故C錯誤;同種非金屬元素之間存在非極性鍵,不同非金屬元素之間存在極性鍵,

6、所以PH鍵為極性鍵,故D錯誤。,【方法規(guī)律】分子極性的判斷方法,【補償訓(xùn)練】(雙選)下列敘述中不正確的是 ( ) A.鹵化氫分子中,鹵素的非金屬性越強,共價鍵的極性越強,穩(wěn)定性也越強 B.以極性鍵結(jié)合的分子,一定是極性分子 C.判斷A2B或AB2型分子是極性分子的依據(jù)是具有極性鍵且分子構(gòu)型不對稱、鍵角小于180的非直線形結(jié)構(gòu) D.非極性分子中,各原子間都應(yīng)以非極性鍵結(jié)合,【解析】選B、D。對比HF、HCl、HBr、HI分子中HX極性鍵強弱,鹵素 的非金屬性越強,鍵的極性越強是正確的。以極性鍵結(jié)合的雙原子分子, 一定是極性分子,但以極性鍵結(jié)合成的多原子分子,也可能是非極性分子, 如CO2分子中,

7、兩個C O鍵(極性鍵)是對稱排列的,兩鍵的極性互相抵消, 所以CO2是非極性分子。A2B型如H2O、H2S等,AB2型如CO2、CS2等,判斷其 是極性分子的依據(jù)是必有極性鍵且電荷分布不對稱,CO2、CS2為直線形, 鍵角180,電荷分布對稱,為非極性分子。多原子分子,其電荷分布對 稱,這樣的非極性分子中可能含有極性鍵。,探究2 分子間作用力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響 研讀教材自主認(rèn)知 1.范德華力:,分子,相,弱,互作用力,越大,越大,相似,物理,熔點,沸點,化學(xué),越高,2.氫鍵: (1)氫鍵。,電負性,氫原子,電負性,范德華力,方向,飽和,分子間,分子內(nèi),(2)氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。 當(dāng)形成分子

8、間氫鍵時,物質(zhì)的熔、沸點將_。 氫鍵也影響物質(zhì)的電離、_等過程。 (3)水分子的性質(zhì)與氫鍵。 水結(jié)冰時,體積膨脹,密度_。 接近沸點時形成“締合分子”,水蒸氣的相對分子質(zhì)量比用化學(xué)式 H2O計算出來的相對分子質(zhì)量_。,升高,溶解,減小,大,合作探究核心歸納 1.討論鹵素單質(zhì)在常溫下的狀態(tài)由氣態(tài)逐步變成液態(tài)最后變成固態(tài)的原因。 提示:鹵素單質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)相似,從F2到I2相對分子質(zhì)量越來越大,所以范德華力越來越大,從而導(dǎo)致物質(zhì)的熔沸點升高,狀態(tài)從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)甚至固態(tài)。,2.H2S與H2O組成和結(jié)構(gòu)相似,且H2S的相對分子質(zhì)量大于H2O,但是H2S為氣體,水卻為液體,為什么? 提示:水分子間形成氫

9、鍵,增大了水分子間的作用力,使水的熔、沸點比H2S的熔、沸點高。,3.水結(jié)冰時為什么冰浮在水面上? 提示:由于水結(jié)成冰時,水分子大范圍地以氫鍵互相締合,形成疏松的晶體,造成體積膨脹,密度減小。,4.根據(jù)H2O中氧原子的雜化類型和電子式,分析1個H2O分子最多能形成 幾個氫鍵? 提示:H2O中的氧原子以sp3雜化,其中兩個雜化軌道與H形成鍵,另外 兩個雜化軌道填充孤電子對,因此其電子式為 ,孤電子對可 與其他H2O分子中的氫原子形成兩個氫鍵;H2O中的兩個氫原子分別與 另外兩個H2O中的O形成兩個氫鍵,這樣1個H2O分子最多可形成4個氫鍵。,5.范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間嗎? 提示:可以

10、。范德華力是分子與分子間的相互作用力,而氫鍵是分子間比范德華力稍強的作用力,它們可以同時存在于分子之間。,【歸納總結(jié)】 范德華力、氫鍵及共價鍵的比較,【拓展延伸】氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響 1.對熔、沸點的影響: 分子間氫鍵的形成使物質(zhì)的熔、沸點升高,因為要使液體汽化,必須破壞大部分分子間的氫鍵,這需要較多的能量;要使晶體熔化,也要破壞一部分分子間的氫鍵。所以,存在分子間氫鍵的化合物的熔、沸點要比沒有氫鍵的同類化合物高。,2.對溶解度的影響:在極性溶劑里,如果溶質(zhì)分子與溶劑分子間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解性增大。例如,乙醇和水能以任意比例互溶。 3.對水密度的影響:絕大多數(shù)物質(zhì)固態(tài)時的密度大于液態(tài)時

11、的密度,但是在0附近水的密度卻是液態(tài)的大于固態(tài)的。水的這一反?，F(xiàn)象也可用氫鍵解釋。 4.對物質(zhì)的酸性等也有一定的影響。,過關(guān)小練即時應(yīng)用 1.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BC2、BA4、A2C2、BE4,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 、

12、 。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為同周期元素中電負性最大的元素可知E為Cl。 (1)、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,H2

13、O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) (2)H2O分子間形成氫鍵 (3)C6H6 H2O 大于 (4)SiCl4CCl4CH4,2.(2015孝感高二檢測)下列有關(guān)氫鍵的說法正確的是 ( ) A.氫鍵是一種共價鍵 B.氫鍵只能存在于分子間,不能存在于分子內(nèi) C.氫鍵能使物質(zhì)的沸點、熔點升高 D.

14、氫鍵可用XHY表示,氫鍵鍵長為HY的長度,【解析】選C。A項氫鍵不是一種化學(xué)鍵;B項 可以形 成分子內(nèi)氫鍵;C項氫鍵能使物質(zhì)的沸點、熔點升高;D項氫鍵鍵長為 XHY的長度,故選C。,【補償訓(xùn)練】1.下列說法正確的是 ( ) A.H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物,這是由于氫鍵所致 B.稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,是因為其鍵能很大 C.鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低 D.干冰升華時破壞了共價鍵,【解析】選C。氫鍵屬于一種較弱的作用力,只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)(熔、沸點等),而物質(zhì)的穩(wěn)定性是化學(xué)鍵影響的;稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定是因為其原子的最外層為8個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(氦為2個),無化學(xué)鍵;鄰羥基

15、苯甲酸存在分子內(nèi)氫鍵,而對羥基苯甲酸存在分子間氫鍵,增大了分子間作用力,沸點較高;干冰升華時破壞了范德華力。,2.下列事實與氫鍵無關(guān)的是 ( ) A.液態(tài)氟化氫中有三聚氟化氫(HF)3的存在 B.冰的密度比液態(tài)水的密度小 C.乙醇比甲醚(CH3OCH3)更易溶于水 D.NH3比PH3穩(wěn)定,【解析】選D。A項形成FHF氫鍵;B項氫鍵使水中水分子大范圍締合,形成晶體,空間利用率低,密度小;C項乙醇與水能形成氫鍵,而甲醚中不存在OH鍵,不能與水形成氫鍵;D項NH3比PH3穩(wěn)定的原因是由于氮元素的非金屬性比磷元素的非金屬性強。,探究3 物質(zhì)的溶解性、手性和無機含氧酸的酸性 研讀教材自主認(rèn)知 1.物質(zhì)的

16、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。,非極性,極性,(2)影響物質(zhì)溶解性的因素。,溫度,壓強,氫鍵,氫鍵,增大,2.手性: (1)手性異構(gòu)體:具有完全相同的_和_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。 (2)手性分子:有_的分子叫作手性分子。如乳酸 ( )分子。,組成,原子排列,鏡像,重疊,手性異構(gòu)體,3.無機含氧酸的酸性: (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,合作

17、探究核心歸納 1.物質(zhì)的溶解性: (1)根據(jù)氣體的溶解度表,思考NH3和SO2相對于表中所列的其他氣體來說溶解度較大,其原理是否相同,為什么?,提示:NH3在水中的溶解度極大,除了NH3為極性溶質(zhì),H2O為極性溶劑之 外,還因為NH3分子與水分子之間形成氫鍵“ ” 和“ ”,從而使其在水中的溶解度增大。由此可見, 若溶質(zhì)分子能與溶劑分子形成氫鍵,可使其溶解度增大。SO2在水中 的溶解度較大,是由于SO2+H2O H2SO3,而H2SO3為極易溶于水的物 質(zhì)。由此可見,若溶質(zhì)分子與H2O分子發(fā)生反應(yīng)也可增大溶質(zhì)在水中的 溶解度,二者原理不同。,(2)當(dāng)向碘水溶液中加入CCl4時,為什么會出現(xiàn)分層

18、的現(xiàn)象?而向分層后的溶液中加入濃KI水溶液時為什么溶液的紫色又變淺? 提示:當(dāng)向碘水中加入CCl4時,由于I2為非極性溶質(zhì),CCl4為非極性溶劑,H2O為極性溶劑,所以I2在CCl4中的溶解度大于其在水中的溶解度,所以溶液分層后下層為CCl4層,上層為水層,而溶解在CCl4中的I2較多,故下層為紫色,上層為無色。再加入KI時,I2+KI=KI3,此時的水溶液為KI3溶液。由于I2能與I-反應(yīng)從而增大其在水中的溶解度,故CCl4層溶液的紫色變淺。,(3)為什么在日常生活中用有機溶劑(如乙酸乙酯等)溶解油漆而不用水? 提示:油漆是非極性分子,有機溶劑如乙酸乙酯也是非極性溶劑,而水為極性溶劑,根據(jù)“

19、相似相溶”規(guī)律,應(yīng)當(dāng)用有機溶劑溶解油漆而不能用水溶解油漆。,2.手性: 已知乳酸是人體生理活動中無氧呼吸時的一種代謝產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)簡式 為 。 (1)乳酸是否存在手性異構(gòu)體?,提示:乳酸分子中間的碳原子上分別連有CH3、COOH、OH、H, 為互不相同的基團,所以這個碳原子為手性碳原子,則乳酸分子為手性 分子,可表示為 ,故存在手性異構(gòu)體。,(2)乳酸與乙酸、甲醇發(fā)生反應(yīng)后的產(chǎn)物是否為手性分子? 提示:乳酸與乙酸、甲醇發(fā)生反應(yīng)后的產(chǎn)物為 , 其分子中的碳原子上仍然存在4個不相同的基團,為手性分子。,3.無機含氧酸的酸性: (1)同一種元素的不同含氧酸,其酸性與表現(xiàn)的化合價有什么關(guān)系?如何解釋?

20、提示:對于同一種元素的含氧酸來說,該元素的化合價越高,其含氧酸的酸性越強,這與它們的結(jié)構(gòu)有關(guān)。含氧酸的通式(HO)mROn,如果成酸元素R相同,則n越大,R的正電性越高,導(dǎo)致ROH中O的電子向R偏移,因而在水分子的作用下,也就越容易電離出氫離子,即酸性越強。,(2)無機含氧酸分子的酸性越強,其水溶液的酸性越強嗎? 提示:無機含氧酸分子的酸性強弱與它所形成的溶液的酸性強弱沒有直接關(guān)系。溶液酸性強弱還與酸溶液的濃度有關(guān),強酸的稀溶液的酸性有可能小于弱酸的較濃溶液的酸性,溶液酸性強弱的實質(zhì)是c(H+)的大小。,【歸納總結(jié)】 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

21、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)非羥基氧原子數(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(H3PO4)(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:H2SO4H2SO3; H2O+CO2+Ca(ClO)2=CaCO3

22、+2HClO,酸性:H2CO3HClO。,過關(guān)小練即時應(yīng)用 1.20世紀(jì)60年代美國化學(xué)家鮑林提出了一個經(jīng)驗規(guī)則:設(shè)含氧酸的化學(xué)式為HnROm,其中(m-n)為非羥基氧原子數(shù)。鮑林認(rèn)為含氧酸的酸性強弱與非羥基氧原子數(shù)(m-n)的關(guān)系見下表。,試回答下列問題: (1)按此規(guī)則判斷H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到強的順序為 。 (2)H3PO3和H3AsO3的形式一樣,但酸性強弱相差很大。已知H3PO3為中強酸,H3AsO3為弱酸,試推斷H3AsO3和H3PO3的分子結(jié)構(gòu): 。 (3)按此規(guī)則判斷碳酸應(yīng)屬于 酸,與通常認(rèn)為的碳酸的酸性強度是否一致? 。其可能的原因是 。,【解題指南】解答本題的思路為,【解析】(1)根據(jù)題中非羥基氧原子數(shù)與酸性強弱的關(guān)系可得: H3AsO4 H2CrO4 HMnO4 m-n 1 2 3 酸性:H3AsO4H2CrO4H3AsO3,則H3PO3中非羥基氧原子的數(shù)目應(yīng)大于 H3AsO3