(讲义)专题4 第1单元 第3课时 分子的极性和手性分子-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(苏教版2019)

第3课时　分子的极性和手性分子 学习任务 1．能依据分子的空间结构和键的极性判断分子的极性。 2．能根据分子的极性预测其溶解性。 3．能描述手性分子的结构特征和性质特点。 4．认识手性分子在药物研究中的重要作用。 一、分子的极性 1．极性分子和非极性分子 (1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子。如HCl、CO、NH3等。 (2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心相重合的分子。如H2、CO2、CH4等。 2．分子极性的判断方法 (1)双原子分子 相同元素原子构成的单质分子，分子的正、负电荷重心相重合，为非极性分子。 不同元素原子构成的双原子分子，分子的正、负电荷重心不相重合，为极性分子。 (2)多原子分子 如果形成分子的共价键均为非极性键，并且分子的正、负电荷重心重合，为非极性分子。 如果形成分子的共价键为极性键，若分子空间结构为对称结构，则为非极性分子，如CO2；若分子空间结构为非对称结构，则为极性分子，如H2O。 3．分子的极性对物质性质的影响 (1)分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。一般情况下，极性分子的熔、沸点比非极性分子的熔、沸点高。 (2)相似相溶规则 一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，如NH3易溶于水；由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂，如I2易溶于CCl4。 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子。 (√) (2)以极性键结合起来的分子一定是极性分子。 (×) (3)非极性分子只能是双原子单质分子。 (×) (4)非极性分子中一定含有非极性键。 (×) 二、手性分子 1．手性异构体和手性分子 组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像(对映异构)，在三维空间里不能重叠的一对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。 2．手性碳原子 当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。 3．手性异构体的性质 一对手性异构体的物理性质(如沸点、熔点、密度等)基本相同，但它们的旋光性和生理作用往往不同。 　下列分子是手性分子吗？若是，用*标出手性碳原子。 (1)(CH3)2CHCOOH　(2)CHBrCl2 (3)CH3CH2COOH　 (4)CH3CH(NH2)COOH [答案]　(1)不是　(2)不是　(3)不是　(4)是　CH3H(NH2)COOH 分子极性的理解与应用 磷化氢，又名膦，分子式：PH3，一种无色，剧毒，有芥末和大蒜的特有臭味，易燃的气体，不溶于热水，微溶于冷水，溶于乙醇、乙醚。磷化氢作用于细胞酶，影响细胞代谢，使人窒息。其主要损害神经系统、呼吸系统、心脏、肾脏及肝脏。 储存于钢瓶内的液化压缩气体。 [问题1]　磷化氢分子中，磷原子价电子对数为多少？轨道采用怎样的杂化方式？ [提示]　4。sp3。 [问题2]　磷化氢分子和氨气分子的空间结构相同，二者键角大小关系如何？解释原因。 [提示]　键角：磷化氢分子小于氨气分子，电负性：N>P，键长：P—H>N—H，成键电子对斥力：N—H>P—H，由于孤电子对对成键电子对的排斥造成键角：磷化氢分子小于氨气分子。 [问题3]　磷化氢分子和氨气分子是极性分子还是非极性分子？ [提示]　极性分子。 [问题4]　N、P属于同主族元素，磷化氢不溶于热水，微溶于冷水，溶于乙醇、乙醚；氨气极易溶于水，难溶于乙醇、乙醚。解释二者溶解性差异的原因。 [提示]　氨气与水分子之间形成氢键，磷化氢不能与水形成氢键。磷化氢极性小于氨气，故能溶于乙醇、乙醚。 分子极性的判断方法 1．双原子分子 分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有极性。以极性键结合的双原子分子是极性分子，以非极性键结合的双原子分子是非极性分子。 2．多原子分子 分子的极性取决于分子的空间结构，与键的极性无关。若分子的空间结构是对称的，则是非极性分子，例：CH4、CO2、BF3；若分子的空间结构是不对称的，则是极性分子，例：NH3、H2O、CCl3F、CH2Cl2。 3．根据中心原子的价电子参与成键情况判断 (1)常见的多原子分子，若中心原子的价电子全部参与成键，形成的分子空间结构往往是对称的，该分子是非极性分子，如三原子分子CO2、CS2(直线形)、四原子分子BF3(平面三角形)、五原子分子CH4、CCl4(正四面体)以及C2H2、C2H4、C6H6等都是非极性分子。 (2)若中心原子有不参与成键的电子，形成的分子空间结构往往是不对称的，其分子是极性分子。如H2O、H2S、SO2(V形)，NH3(三角锥形)。 (3)空间结构对称，但化学键不等性的分子也是极性分子。如CH3Cl、C6H5Br