内容正文:
第2课时 分子间的作用力 分子的手性
[学习目标] 1.认识分子间存在相互作用,知道范德华力和氢键是常见的分子间作用力,了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。(宏观辨识与微观探析) 2.能说明分子间作用力(含氢键)对物质熔、沸点等性质的影响,能列举含有氢键的物质及其性质特点。(证据推理与模型认知) 3.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。(宏观辨识与微观探析)
分子间作用力
1.范德华力及其对物质性质的影响
2.氢键及其对物质性质的影响
(1)概念:由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。
(2)表示方法:氢键通常用X—H…Y—(X、Y为N、O、F)表示,“—”表示共价键,“…”表示形成的氢键。
(3)氢键不仅存在于分子之间,也存在于分子内。如,邻羟基苯甲醛()存在分子内氢键,对羟基苯甲醛()存在分子间氢键。前者的沸点低于后者。
(4)特征:与化学键比较,氢键属于一种较弱的作用力,比化学键的键能小1~2个数量级,不属于化学键。
(5)氢键对物质性质的影响:氢键主要影响物质的熔、沸点,分子间氢键使物质熔、沸点升高,分子内氢键使物质的熔、沸点降低。
3.溶解性
(1)“相似相溶”规律
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。如蔗糖和氨易溶于水,难溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳,难溶于水。
(2)氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好(填“越好”或“越差”)。
(3)分子结构的相似性:溶质和溶剂的分子结构相似因素越大,其溶解性越好。如乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显较小。
分子的手性
1.手性异构体
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手和右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠,互称手性异构体(或对映异构体)。
2.手性分子
(1)有手性异构体的分子叫做手性分子。
(2)应用
手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用。对于手性药物,一个异构体可能是有效的,而另一个异构体可能是无效甚至是有害的。开发和服用有效的单一手性的药物不仅可以排除由于无效(或不良)手性异构体所引起的毒副作用,还能减少用药剂量和人体对无效手性异构体的代谢负担,提高药物的专一性,因而具有十分广阔的市场前景和巨大的经济价值。
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)氢键的形成使物质的熔、沸点升高。(×)
(2)氢键是一种特殊的化学键,它广泛存在于自然界中。(×)
(3)HF的沸点较高,是因为H—F键的键能很大。(×)
(4)CH4难溶于水,NH3易溶于水。(√)
(5)HOCH2CH2OH比CH3OH在水中的溶解度小。(×)
(6)互为手性异构的分子组成相同,官能团不同。(×)
(1)氢键不属于化学键,它属于一种较强的分子间作用力。
(2)物质沸点高低与分子间作用力有关,与键能大小无关。
(3)互为手性异构的分子组成和官能团均相同,只是空间结构不同。
(4)连有四个互不相同的原子或基团的碳原子叫做手性碳原子。
分子间作用力对物质性质的影响
1.PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度较小,另一种为黄绿色,在水中的溶解度较大。
(1)淡黄色的PtCl2(NH3)2是极性分子还是非极性分子?其立体构型是怎样的?
(2)黄绿色的PtCl2(NH3)2是极性分子还是非极性分子?其立体构型是怎样的?
答案 (1)淡黄色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度小,根据相似相溶规律,应为非极性分子,其立体构型为。
(2)黄绿色的PtCl2(NH3)2在水中溶解度较大,应为极性分子,其立体构型为。
2.为什么CCl4、SiCl4、SnCl4的稳定性逐渐减弱,而它们的沸点逐渐升高?
答案 分子的稳定性取决于键长和键能,CCl4、SiCl4、SnCl4中的键长逐渐变长,键能逐渐减小,分子的稳定性逐渐减弱;由分子构成的物质的沸点取决于分子间作用力的大小,CCl4、SiCl4、SnCl4的组成和结构相似,随相对分子质量的增加,它们分子间的作用力逐渐增大,沸点逐渐升高。
1.范德华力、氢键、化学键的比较
范德华力
氢键
共价键
概念
分子之间普遍存在的一种作用力
已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强的原子之间的静电作用
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
作用微粒
分子
H与N、O、F
原子
特征
无方向性和饱和性
有方向性和饱和性
有方向性和饱和性
强度
共价键>氢键>范德华力
影响强度
的因素
①随分子极性的增大而增大
②组成和结构相似的分子构成的物质,相对分子质量越大,范德华力越大
对于X—H…Y,X、Y的电负性越大