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第三节分子的性质第1课时键的极性和分子的极性范德华力和氢键课程目标素养目标1.了解共价键的极性和分子的极性及产生极性的原因。2．知道范德华力的实质及对物质性质的影响。3．知道氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。1.宏观辨识与微观探析：通过对分子极性的学习，理解结构决定性质这一素养核心。2．变化观念与平衡思想：通过氢键及范德华力对物质性质影响的探究，认识物质是在不断运动的，物质性质的变化是有条件的。01基础自主落实02要点系统认知03检测课堂达标04演练效果检测一、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偏移偏移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－)电中性不同同种发生不2.分子的极性3．键的极性与分子极性的关系(1)只含有的分子一定是非极性分子。(2)含极性键的分子，如果分子结构是的，则为非极性分子，否则为极性分子。非极性键中心对称二、分子间作用力及其对物质性质的影响1．范德华力及其对物质性质的影响(1)范德华力：(2)范德华力对物质性质的影响：范德华力主要影响物质的物理性质，如熔、沸点，范德华力越大，熔、沸点。越高2．氢键及其对物质性质的影响(1)氢键(2)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水结冰时，体积膨胀，密度；接近沸点时形成“缔合分子”。升高降低减小[微思考](1)Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似，在通常状态下，状态却为气、液、固的原因是什么？(2)NH3、H2O、HF三种氢化物的熔沸点为什么都比同族元素氢化物的熔沸点反常地高？[提示](1)Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，但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，状态由气态→液态→固态。(2)因为NH3、H2O、HF三种氢化物在液态时分子间均存在氢键。■多维思考·自主预习1．下列叙述正确的是()A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B．以极性键结合起来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答案：A2．下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是()A．CO2和SO2B．CH4和NO2C．BF3和NH3D．HCl和HI解析：A项，CO2为极性键非极性分子，SO2为极性键极性分子；B项，CH4为极性键非极性分子，NO2为极性键极性分子；C项，BF3为极性键非极性分子，NH3为极性键极性分子；D项，HCl、HI都为极性键极性分子。答案：D3．下列关于范德华力的叙述正确的是()A．范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B．范德华力与化学键的强弱不同C．任何分子间都会产生范德华力D．范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量答案：B4．下列关于范德华力与氢键的叙述正确的是()A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中B．范德华力比氢键的作用还要弱C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质D．范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关答案：B要点一键的极性和分子极性的判断1．键的极性的判断方法(1)从组成元素同种元素A—A型为非极性键不同种元素A—B型为极性键(2)从电子对偏移有偏移为极性键无偏移为非极性键(3)从电负性电负性相同，即同种元素为非极性键电负性不同，即不同种元素为极性键2．分子极性的判断方法(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BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2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)根据分子所含键的类型及分子立体构型判断。分子键的极性键角立体构型分子极性单原子分子He、Ne非极性分子H2非极性键直线形非极性分子双原子分子HCl极性键直线形极性分子分子键的极性键角立体构型分子极性H2O极性键105°V形极性分子三原子分子CO2极性键180°直线形非极性分子BF3极性键120°平面三角形非极性分子四原子分子NH3极性键107°三角锥形极性分子CH4极性键109°28′正四面体形非极性分子五原子分子CH3Cl极性键四面体形极性分子(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不存在孤电子对，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，存在孤电子对，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。[题组训练]1．实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°。由此可见，BeCl2属于()A．由极性键构成的极性分子B．由极性键构成的非极性分子C．由非极性键构成的极性分子D．由非极性键构成的非极性分子解析：BeCl2中Be—Cl键是不同元素形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl键间的夹角为180°，说明分子是对称的，正电荷中心与负电荷的中心重合，BeCl2属于非极性分子，故BeCl2属于由极性键形成的非极性分子。答案：B2．已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示，则有关H2O2结构的说法中正确的是()A．分子的正、负电荷中心重合B．分子中只有极性键C．它是极性分子D．它是非极性分子解析：由H2O2的结构式可以看出，该分子中存在H—O极性键和O—O非极性键；由分子空间结构可以看出，其分子正、负电荷中心不重合，故为极性分子。答案：C3．CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应(未配平)：下列有关三聚氰酸的说法正确的是()A．分子式为C3H6N3O3B．分子中既含极性键，又含非极性键C．属于共价化合物D．生成该物质的上述反应为中和反应解析：依据三聚氰酸的结构简式可知：它的分子式为C3H3N3O3，是仅由极性键(不同种元素原子间形成的共价键)形成的共价化合物，故A、B项错误，C项正确；该反应是非电解质之间的反应，不是酸与碱反应生成盐和水的反应，所以不是中和反应，D项错误。答案：C练后反思：对键的极性和分子极性的认识误区1键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。2极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。例如CH4是非极性分子，只有极性键。3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。要点二范德华力、氢键及共价键的比较范德华力氢键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，有饱和性强度共价键氢键范德华力影响强度的因素①随着分子极性增大而增大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，氢键越强成键原子半径越小，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，CF4CCl4CBr4①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，溶解性：NH3PH3②分子内氢键的存在，使物质的熔、沸点降低，如熔、沸点：HOCHO＞OHCHO①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强[题组训练]1．下列现象与氢键无关的是()A．HF的熔、沸点比ⅦA族其他元素的氢化物高B．乙醇可以和水以任意比互溶C．冰的密度比液态水的密度小D．水分子高温下也很稳定解析：H2O分子的稳定性与分子内共价键有关，与氢键无关，D项错误。答案：D2．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要作用依次是()A．氢键；分子间作用力；非极性键B．氢键；氢键；极性键C．氢键；极性键；分子间作用力D．分子间作用力；氢键；非极性键解析：雪花→水→水蒸气三者的变化是水的三种状态的变化，主要是氢键起作用，水蒸气→氧气和氢气，发生了化学变化，水分子中的化学键被破坏。答案：B3．氧是地壳中含量最多的元素。(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。(2)高，原因是_________。(3)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中氧原子采用________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为______________________。解析：(1)氧元素为8号元素，核外电子排布式为1s22s22p4。p能级上有三个轨道4个电子，依据洪特规则，电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，因此有两个未成对的电子。(2)可以形成分子间氢键，则形成分子内氢键，分子间氢键导致分子间作用力增强。(3)H3O＋中氧原子为sp3杂化。因为孤电子对和孤电子对的排斥力大于孤电子对和成键电子的排斥力，水分子中有两对孤电子对，排斥力较大，水合氢离子中只有一对孤电子对，排斥力较小，所以H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大。答案：(1)2(2)形成分子间氢键，而形成分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增强(3)sp3H2O中氧原子有两对孤电子对，排斥力较大，H3O＋中氧原子只有一对孤电子对，排斥力较小练后反思：范德华力、氢键的认识误区1氢键属于分子间作用力，不属于化学键。2氢键存在则必然存在范德华力，但是存在范德华力的不一定有氢键存在。3分子间作用力范德华力和氢键影响物质的物理性质，而化学键决定分子的稳定性。[系统归纳][课堂达标]1．下列物质中，由极性键形成的非极性分子是()A．P4B．CH4C．H2SD．CH3Cl解析：P4、CH4都为正四面体形，高度对称，正负电荷中心重合，是非极性分子，但P4是由非极性键形成的非极性分子，而CH4中含C—H极性键，A错，B正确；H2S、CH3Cl分子中正、负电荷中心不重合，都属于极性分子。答案：B2．以下说法正确的是()A．乙醇分子跟水分子间可形成氢键B．每个水分子中含有2个氢键C．HF分子间可形成氢键，而HI分子间不能形成氢键，故稳定性HFHID．冰和水蒸气中都含有氢键解析：乙醇分子中的—OH可与H2O形成氢键，A正确；水分子中只有共价键而无氢键，B错误；影响物质稳定性的是化学键的强弱，氢键主要影响物质的物理性质，C错误；在水蒸气中分子间的距离太大，不能形成氢键，D错误。答案：A3．下列几种氢键：①O—H…O，②N—H…N，③F—H…F，④O—H…N，按氢键从强到弱的顺序排列正确的是()A．③①④②B．①②③④C．③②①④D．①④③②解析：F、O、N电负性依次降低，F—H、O—H、N—H键的极性依次降低，故F—H…F中氢键最强，其次为O—H…O再次是O—H…N，最弱的为N—H…N。答案：A4．有一种AB2C2型分子，在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法，正确的是()A．假设为平面四边形，则该分子一定为非极性分子B．假设为四面体形，则该分子一定为非极性分子C．假设为平面四边形，则该分子可能为非极性分子D．假设为四面体形，则该分子可能为非极性分子解析：若AB2C2为平面结构，可能为对称结构也可能是不对称结构若为四面体结构，则一定是不对称结构。答案：C5．已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族，N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107°。(1)PH3