内容正文:
第三节 分子结构与物质的性质
第1课时 共价键的极性 范德华力及其对物质性质的影响
课程标准
核心素养目标
1.知道共价键可分为极性和非极性共价键。
2.知道分子可以分为极性分子和非极性分子,知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。
知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关,构建能根据分子结构特点和键的极性来判断分子的极性的认知模型,并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。(证据推理与模型认知)
认识分子间存在相互作用,知道范德华力是常见的分子间作用力;能说明范德华力对物质熔、沸点等性质的影响,形成“结构决定性质”的观念。(宏观辨识与微观探析)
[对应学生用书P55]
知识点一
共价键的极性
1.键的极性和分子的极性
(1)键的极性
(2)分子的极性
(3)判断分子的极性
①依据分子中化学键的极性的向量和
含极性键的分子有没有极性,必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定。当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是非极性分子,否则是极性分子。只含非极性键的分子一定是非极性分子。
②依据分子的正电中心和负电中心是否重合
当分子的正电中心和负电中心重合,是非极性分子,否则是极性分子。
极性分子和非极性分子的区别
2.键的极性对化学性质的影响
(1)羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关
羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸,羧基可电离出H+而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa(pKa=-lgKa)的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。
(2)烃基对羧酸的酸性大小的影响
①烃基(符号R—)是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱。
②随着烃基加长,羧酸的酸性差异越来越小。
知识点二
范德华力及其对物质性质的影响
1.范德华力
(1)分子之间存在着相互作用力,这类分子间普遍存在的作用力称为范德华力。
(2)范德华力很弱,比化学键的键能小1~2个数量级。
2.影响范德华力的因素
(1)分子组成和结构相似时,相对分子质量越大,范德华力越大。
(2)分子的极性越大,范德华力越大。
3.范德华力对物质性质的影响
范德华力将影响物质的熔点、沸点等物理性质,一般情况,范德华力越大,物质的熔、沸点越高。
[对应学生用书P56]
探究一 键的极性和分子的极性
►情境探究
在酸式滴定管中加入四氯化碳,打开活塞让四氯化碳缓缓流下,可看到四氯化碳呈直线状垂直流入烧杯中。将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流,观察四氯化碳的流动方向是否发生变化。再向另一酸式滴定管中加入蒸馏水,进行同样的实验,观察实验现象。
[问题设计]
1.用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,观察上述实验图示,使用四氯化碳、水做实验时,观察到的现象是否相同?
提示:用毛皮摩擦过的橡胶棒不能使四氯化碳液流的方向改变,但能使水流方向改变。
2.分析四氯化碳和水中的化学键是极性键还是非极性键,分子是极性分子还是非极性分子。
提示:四氯化碳和水分子中都是极性键,前者是非极性分子,后者是极性分子。
►归纳拓展
1.相关概念的理解
2.键的极性与分子极性的关系
►对点训练
1.(2022·湖南师大附中高二月考)下列有关共价键的极性的叙述,正确的是( )
A.根据原子轨道的重叠方式,共价键分为极性共价键和非极性共价键
B.极性键中共用电子对发生偏移,偏向于电负性强的原子
C.非极性键中共用电子对不发生偏移,可能由两种元素原子形成
D.互为同位素的两种原子形成的共价键为极性键,如H—D键(D为2H)
B 解析:根据共用电子对是否发生偏移,将共价键分为极性共价键和非极性共价键,A错误;电负性强的元素对应原子,吸引电子能力强,形成极性键时,共用电子对偏向于电负性强的原子,B正确;不同元素的电负性不同,形成共价键时,吸引共用电子对的能力不同,故非极性键不能由两种元素原子形成,C错误;H—D是同种元素原子形成,应为非极性键,D错误。
2.(2022·天津部分区高二联考)下列物质中,属于极性分子,且含有极性键和非极性键的是( )
A.H2O B.CS2 C.H2O2 D.HClO
C 解析:H2O是极性分子,只含极性键(H—O),A错误;CS2是非极性分子,含有极性键,B错误;H2O2是极性分子,含有极性键(H—O)和非极性键(O—O),C正确;HClO的结构式为H—O—Cl,属于极性分子,只含极性键,D错误。
探究二 范德华力及其对物质性质的影响
►情境探究
2022年北京冬奥会中国家速滑馆、首都体育馆等4个冰上场馆选用了CO2跨临界制冷制冰技术,极大降低了制冷过程的碳排放,这也是该技术首次在冬奥会上使用,新科技的核心是二氧化碳。CO2气体、液体和固体(干冰)之