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第2章化学键与分子间作用力第2节共价键与分子的空间构型第2课时分子的空间构型与分子性质目标与素养：1.了解极性分子和非极性分子。(微观探析)2.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。(社会责任)自主预习探新知一、分子的对称性1．对称分子(1)概念依据的旋转或借助的反映能够复原的分子。(2)性质具有性。(3)与分子性质的关系分子的、旋光性及性质等都与分子的对称性有关。对称轴对称面对称极性化学2．手性分子(1)手性一种分子和它在镜中的像，就如同人的左手和右手，相似而不完全相同，即它们不能。(2)手性分子具有的分子。一个手性分子和它的镜像分子构成一对异构体，分别用和标记。一、分子的对称性重叠手性DL(3)手性碳原子个不同的原子或基团连接的碳原子。(4)应用①手性分子缩合制和核酸。②分析药物有效成分异构体的活性和作用。③药物的合成。一、分子的对称性四蛋白质毒副不对称二、分子的极性1．分子极性的实验探究实验操作在一酸式滴定管中加入四氯化碳，打开活塞，将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流在另一酸式滴定管中加入蒸馏水，打开活塞，并将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水液流现象四氯化碳液流方向水流方向不变发生改变结论四氯化碳液流与橡胶棒电性作用水流与橡胶棒间电性作用解释四氯化碳分子中无正极和负极之分水分子中存在带正电荷的正极和带负电荷的负极二、分子的极性无有2.极性分子和非极性分子类别极性分子非极性分子概念分子内存在的分子分子内没有的分子双原子分子分子内含键分子内含键多原子分子分子内含键，分子空间构型分子内只含键或分子空间构型对称二、分子的极性正、负两极正、负两极极性非极性极性不对称非极性微点拨：相似相溶原理是指极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂。二、分子的极性3．分子极性的判断(1)二、分子的极性非极性极性(2)二、分子的极性非极性非极性极性1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)CH4分子是面对称。()(2)NH3和H2O分子是面对称。()(3)由极性键构成的分子都是极性分子。()(4)含有手性碳原子的分子都是极性分子。()√××√B[B项乳酸分子的中间碳原子连—CH3、—H、—OH、—COOH四种不同的原子和基团，为手性分子。]2．下列分子为手性分子的是()B[由图示用一带静电的玻璃棒靠近A时，A不偏转，说明A无极性，靠近B时，B偏转，说明B有极性。]3．用一带静电的玻璃棒靠近A、B两种纯液体流，现象如图所示，据此分析，A、B两种液体分子的极性正确的是()A．A是极性分子，B是非极性分子B．A是非极性分子，B是极性分子C．A、B都是极性分子D．A、B都是非极性分子核心突破攻重难1.对称轴：以通过两个碳原子的连线为轴线旋转120°或240°时，分子完全恢复原状，我们称这条连线为对称轴。2．对称面：如甲烷分子，通过与碳原子相连的两个氢原子所构成的平面，分子被分割成相同的两部分，我们称这个平面为对称面。3．碳原子形成双键或叁键时不是手性碳原子，手性碳原子和非手性碳原子可以通过化学反应相互转化。4．含有手性碳原子的分子是手性分子。分子的对称性C[抓住“手性”的含义，碳原子上连接有四个不同的原子或原子团，即为手性碳原子。]【典例1】下列分子含有“手性”碳原子，属于手性分子的是()分子是否表现手性的判断分子表现手性，是因为其含有手性碳原子。如果一个碳原子所连接的四个原子或基团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，用*C来表示。例如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物分子是否具有手性，就看其含有的碳原子是否连有四个不同的原子或基团。B[本题很容易看成为镜面对称结构而选择手性分子，但根据手性分子的判断方法，根本找不到手性碳原子，所以不是手性分子；分子相同，构型相同，是同一种物质。]1．如下图中两分子的关系是()A．互为同分异构体B．是同一种物质C．是手性分子D．互为同系物1.根据分子的对称性判断分子结构对称，正电荷重心和负电荷重心重合，则为非极性分子，正、负电荷重心不重合，则为极性分子。2．根据键的极性判断判断分子极性的方法3．经验规律(1)化合价法：若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子。(2)孤对电子法：若中心原子有孤电子对则为极性分子，否则为非极性分子。如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、H2O、SO2等为极性分子。4．常见分子极性与非极性的判断分子类型键的极性分子构型分子极性代表物A2非极性键直线形(对称)非极性H2、O2、Cl2、N2等双原子分子AB极性键直线形(不对称)极性HF、HCl、CO、NO等极性键直线形(对称)非极性CO2、CS2等(键角180°)三原子分子A2B(或AB2)极性键V形(不对称)极性H2O(键角104．5°)、SO2(键角119．5°)等极性键平面三角形(对称)非极性BF3、BCl3等四原子分子AB3极性键三角锥形(不对称)极性NH3(键角107．3°)等AB4极性键正四面体形(对称)非极性CH4、CCl4(键角109．5°)等五原子分子ABnC4－n(n4且为整数)极性键四面体形(不对称)极性CHCl3、CH2Cl2等【典例2】在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是________。(2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是________________。(3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是________________。(4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是____________________。(5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是__________________。[解析]HF是含有极性键的双原子分子，为极性分子；H2O中氧原子采取sp3杂化方式，与H原子形成极性键，为极性分子；NH3中有极性键，N原子采取sp3杂化，三角锥形结构；CS2与CO2相似，极性键、直线形非极性分子；CH4中C原子采取sp3杂化方式与H原子形成极性键，正四面体构型，非极性分子；N2是由非极性键结合的非极性分子。[答案](1)N2(2)CS2(3)CH4(4)NH3(5)NH3、H2O、CH42．下列说法正确的是()A．由极性键构成的分子都是极性分子B．含非极性键的分子一定是非极性分子C．极性分子一定含有极性键，非极性分子一定含有非极性键D．以极性键结合的双原子分子一定是极性分子D[由极性键构成的分子若空间构型均匀对称，则分子是非极性分子，A项说法错误；含非极性键的分子也可能含有极性键，分子也可能是极性分子，如CH3CH2OH等，B项说法错误；CO2是由极性键形成的非极性分子，C项说法错误；以极性键结合的双原子分子都是极性分子，D项说法正确。]当堂达标提素养D[判断手性碳原子的方法：(1)写出各项物质分子的结构式；(2)判断是否有碳原子连接四个不同的原子或基团。经分析可判断只有D项符合。]1．下列化合物中含有手性碳原子的是()A[Be—Cl共价键为不同元素的原子间形成的极性键，BeCl2为直线形对称结构，故为非极性分子。]2．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．由极性键构成的非极性分子B．由极性键构成的极性分子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D[H2O分子中O—H键为极性键，H2O分子为V形，结构不对称，是极性分子；Cl2是双原子单质分子，Cl—Cl键是非极性键，属含非极性键的非极性分子，NH3分子中N—H键是极性键，分子构型是三角锥形，N原子位于顶端，电荷分布不对称，是极性分子；CCl4分子中C—Cl键是极性键，分子构型呈正四面体形，C原子位于正四面体中心，四个Cl原子分别位于正四面体的四个顶点，电荷分布对称，是非极性分子。]3．下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是()A．H2OB．Cl2C．NH3D．CCl4C[NH3、H2S、SO2、H2O、HF是含极性键的极性分子，N2是含非极性键的非极性分子。]4．下列含有极性键的非极性分子是()①CCl4②NH3③CH4④CO2⑤N2⑥H2S⑦SO2⑧CS2⑨H2O○10HFA．②③④⑤⑧B．①③④⑤⑧C．①③④⑧D．以上均不对5．A、B、C、D、E为五种由短周期元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下：微粒ABCDE原子核数双核多核单核多核多核电荷数1－02＋1＋0其中：B是由极性键构成的4原子分子，A和D可以形成B和E。(1)A、C、E的化学式是：A________，C________，E________。(2)B分子是________分子(填“极性”或“非极性”)，室温下，等物质的量的B与盐酸反应后，溶液pH________7(填“”“”或“＝”)。(3)B、E两种分子的空间构型分别为：B________，E________。解析：常见的10电子微粒有：(1)分子：CH4、NH3、H2O、HF、Ne；(2)离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、F－、O2－、N3－、OH－、NH＋4、H3O＋等。据题给信息可知A为OH－、C为Mg2＋、B为NH3、D为NH＋4、E为H2O。答案：(1)OH－Mg2＋H2O(2)极性(3)三角锥形V形