2.3分子结构与物质的性质-2023-2024学年高二化学同步教学讲义（人教版2019选择性必修2）

第三节 分子结构与物质的性质 知识解读·必须会 知识点一 共价键的极性与分子的极性 1.键的极性 (1)定义 由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移，是极性键，极性键中的两个键合原子，一个呈正电性(δ＋)，另一个呈负电性(δ－)。 电子对不发生偏移的共价键叫非极性键。 (2)存在 ①极性键存在于共价化合物(如HCl、H2O、HCN等）和部分离子化合物（如NaOH、Na2SO4、、Na2CO3等）中。 ②非极性键存在于非金属单质（如O2、P4、金刚石等，但稀有气体除外）、部分共价化合物（如H2O2中的O-O键、CH2=CH2中的C-C键等）、部分离子化合物（如Na2O2等）中。 2.分子的极性 （2）键的极性与分子的极性之间的关系 分子的极性是分子中化学键的极性的向量和。只含非极性键的分子一定是非极性分子。而含极性键的分子，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。 类型 实例 键的极性 立体构型 分子极性 X2 H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子 XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子 XY2 (X2Y) CO2、CS2 极性键 直线形 非极性分子 SO2 极性键 V形 极性分子 H2O、H2S 极性键 V形 极性分子 XY3 BF3 极性键 平面三角形 非极性分子 NH3 极性键 三角锥形 极性分子 XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子 3.键的极性对化学性质的影响 键的极性对有机酸的酸性大小的影响 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。 羧酸 pKa 丙酸(C2H5COOH) 4.88 乙酸(CH3COOH) 4.76 甲酸(HCOOH) 3.75 氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65 三氟乙酸(CF3COOH) 0.23 ①（X—为卤素原子）：C—X的极性越大，羧酸的酸性越大；C—X的数量越多，羧酸的酸性越大。 ②（R—为烃基）：烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的烃基的极性越越小，羧酸的酸性越越弱。 知识点二 分子间作用力 1.范德华力及其对物质性质的影响 （1)概念 范德华力是把分子聚集在一起的相互作用力，其实质是分子间的一种静电作用。范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。 （2）特征 范德华力没有方向性和饱和性，只要分子周围空间允许，当气体分子凝聚时，它总是尽可能多地吸引其他分子。 （3）影响范德华力的因素 ①相对分子质量：组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。 ②分子的极性：分子极性越大，范德华力越大。 （4）范德华力对物质的物理性质的影响 ①范德华力对物质熔、沸点的影响 单质 F2 Cl2 Br2 I2 熔点/℃ ﹣219.6 ﹣101 ﹣7.2 113.5 沸点/℃ ﹣188.1 ﹣34.6 58.78 184.4 组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点就越高。 分子 相对分子质量 范德华力(kJ·mol-1) CO 28 8.75 N2 28 8.50 组成相似且相对分子质量相近的物质，分子极性越大(电荷分布越不均匀)，其熔、沸点就越高。 ②范德华力对物质溶解性的影响：溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质的溶解度越大。如Br2、I2与苯之间的范德华力较大，故Br2、I2易溶于苯中，而H2O与苯之间的范德华力较小，故H2O很难溶于苯中。 2.氢键及其对物质性质的影响 （1）氢键的含义 氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力，它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）氢键的表示方法 氢键不是化学键，为了与化学键相区别，通常用X-H…Y-表示氢键，其中X、Y为N、O、F等，“-”表示共价键，“…”表示形成的氢键。下图是HF分子间的氢键。 （3)氢键的类型 氢键既可以存在于分子之间，又可存在于分子内部的原子团之间。如邻羟基苯甲醛的氢键只存在于分子内部（醛基和羟基之间），对羟基苯甲醛只存在分子间氢键，因此对羟基甲醛的熔、沸点分别比邻羟基苯甲醛的熔、沸点高，如图所示。 ①沸点：邻羟基苯甲醛 ＜ 对羟基苯甲醛； ②原因：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。后者的分子间作用力大，沸点高。 (4）氢键对物质性质的影响 影响性质 影响结果 举例 熔、沸点