内容正文:
第三节 分子结构与物质的性质
学习目标
核心素养
1.了解共价键的极性和分子的极性及产生极性的原因。
2.知道分子间作用力的实质及对物质性质的影响。
3.能够根据“相似相溶规律”分析物质在不同溶剂中的溶解性的变化。
4.了解手性分子及其在生命科学等方面的应用。
1.宏观辨识与微观探析:①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通过掌握“相似相溶规律”,并能灵活加以应用,能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质。
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。
3.科学态度与社会责任:通过对手性异构体及手性碳原子的了解,培养严谨求实的科学态度;崇尚真理,形成真理面前人人平等的意识。
[对应学生用书第34页]
一、共价键的极性
1.键的极性和分子的极性
(1)键的极性
分类
极性共价键
非极性共价键
成键原子
不同元素的原子
同种元素的原子
电子对
发生偏移
不发生偏移
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-)
呈电中性
(2)极性分子和非极性分子
(3)键的极性与分子极性之间的关系
①只含非极性键的分子一定是非极性分子。
②含有极性键的分子,如果分子中各个键的极性的向量和等于零,是非极性分子,否则是极性分子。
2.键的极性对化学性质的影响
键的极性对物质的化学性质有重要影响。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关。
(1)三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的,这是由于氟的电负性大于氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,酸性更强。
(2)烃基(符号R—)是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的烃基的极性越小,羧酸的酸性越弱。因此,甲酸的酸性大于乙酸的,乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长,酸性的差异越来越小。
1.下列物质中,属于含极性键的非极性分子的是 ( )
A.NaCl B.CCl4
C.NH3 D.H2O2
解析 氯化钠是离子化合物,含有离子键,A错误;CCl4含有极性键,是非极性分子,B正确;NH3含有极性键,是极性分子,C错误;H2O2含有极性键和非极性键,是极性分子,D错误。
答案 B
二、分子间的作用力
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:氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)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:通常用X—H…Y—表示氢键,其中X、Y为N、O、F,“—”表示共价键,“…”表示形成的氢键。例如:
(3)形成条件
①氢原子位于X原子和Y原子之间。
②X、Y原子所属元素通常具有很大的电负性和较小的原子半径,主要是N、O、F。
(4)氢键的分类及其特征
①氢键分为分子间氢键和分子内氢键。
②氢键不属于化学键,属于一种较弱的作用力,比化学键的键能小1~2个数量级。
(5)氢键对物质性质的影响:当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高。
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。而萘和碘却易溶于四氯化碳,难溶于水。
(2)影响物质溶解性的因素
①外界因素:主要有温度、压强等。
②氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好(填“好”或“差”)。
(3)分子结构的相似性:溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越好。如乙醇能与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
2.下列物质中,分子间形成的氢键最强的是( )
A.甲醇 B.NH3
C.冰 D.(HF)n
答案 D
3.(2022·济宁高二检测)根据实际和经验推知,下列叙述不正确的是 ( )
A.卤化氢易溶于水,不易溶于四氯化碳
B.碘易溶于汽油,微溶于水
C.氯化钠易溶于水,也易溶于食用油
D.丁烷易溶于煤油,难溶于水
解析 根据相似相溶规律可以得出结论。C项NaCl为离子化合物,易溶于水,而难溶于有机溶剂。
答案 C
三、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,如同左手与右手一样互为镜像,却在三维空间里不能叠合,互称手性异构体(或对映异构体)。
2.手性分子:有手性异构体的分子叫做手性分子。
3.手性合成的应用
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。
4.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)互为手性异构的分子组成相同,官能团不