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第一节 分子的空间结构 课时3 分子的极性 手性分子 第四章 分子空间结构与物质性质 授课人: 学习目标 1.能依据分子的空间结构和键的极性判断分子的极性。了解极性分子、非极性分子、手性分子的概念,能从微观角度理解分子具有极性(或非极性)、手性的原因。 2.会判断分子的极性,了解分子的极性对分子性质的影响。 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。 微波炉加热的原理是什么? 一、分子的极性 水分子的表面静电势图 电子云 密度大 电子云 密度小 颜色表示静电势的数值 越接近红色,代表电子云密度越大 越接近蓝色,代表电子云密度越小 水分子的正电荷重心和负电荷重心不重合,在电场作用下可以定向转动。 一、分子的极性 分子是电中性的,但任何分子都有一个正电荷重心和一个负电荷重心。 正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子 正电荷重心和负电荷重心相重合的分子 非极性分子 极性分子 一、分子的极性 非极性共价键 由同种原子形成的共价键 极性共价键 电子对发生偏移 电子对不发生偏移 H2 HF H—H H—F H F H H : : : : : δ- δ+ 由不同原子形成的共价键 极性分子 非极性分子 一、分子的极性 分子的极性判断方法 (1)单原子分子 (稀有气体)——非极性分子 (2)双原子分子 化合物——极性分子 单 质——非极性分子 取决于原子间的共价键是否有极性 以极性键结合 以非极性键结合 HCl、CO、NO H2、O2、N2 一、分子的极性 (3)多原子分子(ABn型) 180º F1 F2 F合=0 O O C C=O键是极性键,CO2是直线形、对称分子,两个C=O的极性互相抵消,( F合=0),∴整个分子没有极性,电荷分布均匀,是非极性分子。 一、分子的极性 根据元素化合价判断 ABm型分子中, 中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时,该分子为非极性分子,此时分子的空间结构对称; 若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数,则分子的空间结构不对称,其分子为极性分子。 一、分子的极性 分子 中心原子化 合价绝对值 中心原子 价电子数 分子极性 BF3 3 3 CO2 4 4 PCl5 5 5 SO3 6 6 H2O 2 6 NH3 3 5 SO2 4 6 非极性 极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 中心原子即其他原子围绕它成键的原子。 分子中的中心原子最外层电子若全部成键不存在孤电子对,此分子一般为非极性分子;CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键,它们都是非极性分子。 分子中的中心原子最外层电子若未全部成键,存在孤电子对,此分子一般为极性分子。H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键,它们都是极性分子。 根据中心原子最外层电子是否全部成键判断 一、分子的极性 一、分子的极性 ABn分子极性的判断方法 ①物理模型法(从力的角度分析) 在ABn分子中,A-B键看作相互作用力,根据中心原子A所受合力是否为零来判断,F合=0,为非极性分子(极性抵消),F合≠0,为极性分子(极性不抵消) 共价键和简单分子极性的力学分析示意图 一、分子的极性 H O H 105º F1 F2 F合≠0 O-H键是极性键,分子是V形 不对称分子,两个O-H键的极性不能抵消( F合≠0),∴整个分子电荷分布不均匀,是极性分子 一、分子的极性 C H H H H 109º28' 正四面体形 ,对称分子,C-H键的极性互相抵消( F合=0) ,是非极性分子 一、分子的极性 H H H N NH3: 107º 三角锥形, 不对称分子,键的极性不能抵消,是极性分子 一、分子的极性 BF3: 120º F1 F2 F3 F’ 平面三角形,对称分子,键的极性互相抵消( F合=0) ,是非极性分子 一、分子的极性 ②根据所含共价键的类型及分子的空间结构判断 分子类型 双原子 分子 双原子 分子 三原子 分子 三原子 分子 分子类型 A2 AB A2B(或 AB2) A2B(或 AB2) 键的极性 非极性键 极性键 极性键 极性键 分子空间结构 直线形(对称) 直线形(不对称) 直线形(对称) V形(不对称) 分子极性 非极性 极性 非极性 极性 举例 H2、O2、 Cl2、N2等 HF、HCl、CO、NO等 CO2、CS2 等(键角180°)