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第三节分子的性质学习目标1.了解共价键的极性和分子的极性及产生极性的原因。2.知道范德华力、氢键对物质性质的影响。3.了解影响物质溶解性的因素及相似相溶规律。4.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。5.了解无机含氧酸分子酸性强弱的原因。课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练第三节分子的性质课前自主学案一、键的极性和分子的极性1．键的极性共价键分类极性共价键非极性共价键成键原子________元素的原子______元素的原子电子对__________________________成键原子的电性一个原子呈正电性(δ＋)，一个原子呈负电性(δ－)电中性不同发生偏移同种不发生偏移2.分子的极性不重合不为零重合等于零3．键的极性与分子极性的关系(1)只含有非极性键的分子一定是_____________分子。(2)含极性键的分子，如果分子结构是空间对称的，则为__________分子，否则是________分子。非极性非极性极性思考感悟1．CH4分子中共价键的类型和分子类型分别是什么？【提示】CH4分子的结构式为：分子中有4个C—H键，C—H键为极性键。但由于其立体构型为正四面体形，高度对称，故为非极性分子。二、范德华力及其对物质性质的影响分子相互作用力弱越大相似越大物理化学越高2.Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似，但状态却为气、液、固的原因是什么？【提示】Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，由于相对分子质量逐渐增大，所以范德华力逐渐增大，故熔、沸点升高，状态由气体变为液体、固体。三、氢键及其对物质性质的影响1．概念氢键是由已经与_________很强的原子(如N、F、O)形成共价键的_________与另一个分子中或同一分子中__________很强的原子之间的作用力。2．表示方法氢键通常用A—H…B—表示，其中A、B为____、_____、____中的一种，“—”表示_________，“…”表示形成的________。电负性氢原子电负性NOF共价键氢键强方向饱和分子间分子内3．特征(1)氢键不属于化学键，是一种分子间作用力，比化学键的键能小1～2个数量级，但比范德华力_______。(2)具有一定的_________性和________性。4．类型(1)___________氢键，如水中：O—H…O—；(2)___________氢键，如。5．氢键对物质性质的影响(1)当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将_________。(2)当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将_________。(3)氢键也影响物质的电离、_______等过程。升高下降溶解6．氢键与水分子的性质(1)水结冰时，体积膨胀，密度________。(2)接近沸点时形成“缔合分子”，水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量_________。减小大思考感悟3．(1)H2S与H2O组成和结构相似，且H2S的相对分子质量大于H2O，但是H2S为气体，水却为液体，为什么？(2)冰浮在水面上的原因是什么？【提示】(1)水分子间形成氢键，增大了水分子间的作用力，使水的熔、沸点比H2S的熔、沸点高。(2)由于水结成冰时，水分子大范围地以氢键互相联结，形成疏松的晶体，造成体积膨胀，密度减小。四、溶解性1．“相似相溶”规律非极性溶质一般能溶于_________溶剂，极性溶质一般能溶于_______溶剂。非极性极性2．影响物质溶解性的因素温度压强相似相溶氢键增大氢键思考感悟4．CH3OH能与水以任意比互溶而戊醇在水中的溶解度却较小，原因是什么？【提示】CH3OH中的—OH与H2O中的—OH相近，甲醇能与H2O互溶，而CH3CH2CH2CH2CH2OH中烃基较大，其中的—OH跟水分子中的—OH相似的因素小得多，因而戊醇在水中的溶解度明显减小。五、手性1．手性异构体具有完全相同的_______和____________的一对分子，如同左手与右手一样互为_______，却在三维空间里不能________，互称手性异构体。组成原子排列镜像重叠手性异构体2．手性分子有_____________的分子叫做手性分子。如乳酸()分子。六、无机含氧酸分子的酸性1．对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价_______，其含氧酸的酸性_________。2．含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成酸元素R相同，则n值越大，酸性_______。越高越强越强课堂互动讲练分子极性的判断1．化合价法ABm型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分子，具体实例如下：分子BF3CO2PCl5SO3(g)H2ONH3SO2中心原子化合价绝对值3456234中心原子价电子数3456656分子极性非极性非极性非极性非极性极性极性极性2.根据所含键的类型及分子的立体构型判断分子类型分子立体构型键角键的极性分子极性常见物质A2直线形(对称)－非极性键非极性分子H2、O2、N2等AB直线形(非对称)－极性键极性分子HX、CO、NO等分子类型分子立体构型键角键的极性分子极性常见物质AB2直线形(对称)180°极性键非极性分子CO2、CS2等A2BV形(不对称)－极性键极性分子H2O、H2S等AB3正三角形(对称)120°极性键非极性分子BF3、SO3等AB3三角锥形(不对称)－极性键极性分子NH3、PCl3等AB4正四面体形(对称)109°28′极性键非极性分子CH4、CCl4等3.根据中心原子最外层电子是否全部成键判断中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键，此分子一般为非极性分子；分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，此分子一般为极性分子。CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。特别提醒：(1)极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定只有非极性键。例如CH4是非极性分子，只有极性键。(2)含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的极性分子。例1请指出表中分子的立体构型，判断其中哪些属于极性分子，哪些属于非极性分子。分子立体构型极性(非极性)分子分子立体构型极性(非极性)分子O2HFCO2H2OBF3NH3CCl4PCl3【思路点拨】解答本题要注意以下两点：(1)根据中心原子的杂化类型，判断分子的立体构型。(2)结合分子立体构型判断分子的极性。【解析】由于O2、CO2、BF3、CCl4均为对称结构，所以它们均为非极性分子。HF、H2O、NH3、PCl3空间结构不对称，均为极性分子。【答案】分子立体构型极性(非极性)分子分子立体构型极性(非极性)分子O2直线形非极性分子HF直线形极性分子CO2直线形非极性分子H2OV形极性分子BF3平面三角形非极性分子NH3三角锥形极性分子CCl4正四面体形非极性分子PCl三角锥形极性分子变式训练1下列叙述中正确的是()A．以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子B．以极性键结合的分子一定是极性分子C．非极性分子只能是双原子单质分子D．非极性分子中，一定含有非极性共价键解析：选A。A是正确的，如O2、H2、N2等；B错误，以极性键结合的分子不一定是极性分子，若分子构型对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C错误，非极性分子也可能是某些结构对称的含极性键的化合物，如CH4、CO2等；D错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等。范德华力、氢键及共价键的比较范德华力氢键共价键概念物质分子之间普遍存在的一种相互作用力由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力原子间通过共用电子对所形成的相互作用分类分子内氢键、分子间氢键极性共价键、非极性共价键特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性范德华力氢键共价键强度比较共价键氢键范德华力影响强度的因素①随着分子极性的增大而增大②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定范德华力氢键共价键对物质性质的影响①影响物质的熔、沸点，溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强特别提醒：(1)有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子间不一定有氢键。(2)氢键与范德华力主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点等。化学键主要影响物质的化学性质。例2下列说法不．正确的是()A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称B．分子间氢键的形成对物质的溶解度有影响C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛地存在于自然界中【解析】分子间作用力是分子间相互作用力的总称，A正确；范德华力是分子与分子间的相互作用力，而氢键是分子间比范德华力稍强的作用力，它们可以同时存在于分子之间，C正确；分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解度等也有影响，B正确；氢键不是化学键，化学键是原子与原子间强烈的相互作用，D错误。【答案】D【误区警示】(1)分子间作用力不等价于范德华力，对某些分子来说分子间作用力包括范德华力和氢键。(2)氢键不是化学键。变式训练2二甘醇可用于溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是()A．符合通式CnH2nO3B．分子间能形成氢键C．分子间不存在范德华力D．能溶于水，不溶于乙醇解析：选B。二甘醇的分子式为C4H10O3，它符合通式CnH2n＋2O3。二甘醇分子之间能形成O—H…O—氢键，也存在范德华力。由“相似相溶”规律可知，二甘醇能溶于水和乙醇。故正确答案为B。分子间作用力对物质性质的影响1．范德华力对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响一般说来，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：I2＞Br2＞Cl2＞F2，Rn＞Xe＞Kr＞Ar＞Ne＞He。(2)对物质溶解性的影响如：在273K、101kPa时，氧气在水中的溶解度(0.049cm3·L－1)比氮气在水中的溶解度(0.024cm3·L－1)大，就是因为O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大所导致的。(3)相似相溶规律极性分子一般能溶于极性溶剂中(如HCl易溶于水中)，非极性分子一般能溶于非极性溶剂中(如I2易溶于CCl4中，白磷溶于CS2中)。2．氢键对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响①某些氢化物分子存在氢键，如H2O、NH3、HF等，会使同族氢化物沸点反常，如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。②当氢键存在于分子内时，它对物质性质的影响与分子间氢键对物质性质产生的影响是不同的。邻羟基苯甲醛的氢键存在于分子内部，对羟基苯甲醛存在分子间氢键，因此对羟基苯甲醛的熔点、沸点分别比邻羟基苯甲醛的熔点、沸点高。(2)对物质密度的影响氢键的存在，会使物质的密度出现反常，如液态水变为冰，密度会变小。(3)对物质溶解度的影响溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因。(4)氢键对物质结构的影响氢键的存在使一些物质具有一些特殊结构，如冰晶体的孔穴结构等。特别提醒：判断物质的性质受何种作用力影响，首先要弄清该性质