2.3.3 氢键 分子的手性（课件）-2023-2024学年高二化学同步教学课件+导学案（人教版2019选择性必修2）

年 级：高二 学 科：化学（人教版） 课时2.3.3 氢键 、分子的手性 第三节 分子的结构与物质的性质 第二章 分子结构与性质 1.熟悉两种常见的分子间作用力:范德华力和氢键;了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 2.结合实例初步认识分子的手性以及手性分子在生命科学和药物合成中的应用,培养科学态度与社会责任的核心素养。 1．了解氢键形成的条件及氢键的存在，学会氢键的表示方法，会分析氢键对物质性质的影响。 2．结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。 学习目标 分析：H2O分子间存在着一种不同于范德华力的特殊作用力。 引导：该作用力影响了水的熔沸点，还影响了水结成冰的过程中体积的变化。 思考：H2O分子间的这种特殊作用力强度如何？有方向性吗？有饱和性吗？ 请你尝试解释以下问题： 已知水分子间的范德华力是 16.4kJ/mol，硫化氢分子间的范德华力为21.14kJ/mol，但 H2O的沸点比H2S高139摄氏度。 【主干知识梳理】一、氢键及其对物质性质的影响1、氢键的形成：当氢原子与电负性很大的F、O、N原子形成H—F、H—O、H—N共价键时，由于F、O、N的电负性比氢大得多，致使这些共价键的电子对会强烈的偏向F、O、N原子的一边，会使F、O、N原子带有“少量的负电荷”，而氢原子带有“少量的正电荷”，结果使H原子几乎成为“裸露”的质子，从而带有较强的正电荷，具有很强的吸引电子的能力。这样带正电的核就能与另一个(HF、H2O、NH3)分子中的F、O、N原子的孤对电子相互吸引和发生一定程度的轨道重叠作用，这种分子间的作用力就是氢键。如：F—H…F2、氢键的定义：由已经与电负性很强的原子(N、O、F)形成共价键的氢原子(如：水分子中的氢)与另一个分子中非金属性很强的原子(如：水中的氧)之间的作用力。氢键是比分子间作用力强的分子间作用，但它不是化学键，仍属于分子间作用力的范畴 在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，这种静电作用就是氢键。 氢键小知识 3、氢键的形成条件(1)要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子，如：H2O中的氢原子(2)要有一个电负性很大，含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y，如：H2O中的氧原子(3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小4、氢键的表示方法氢键的通式可用X—H…Y—表示，式中X和Y表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键，例如：Ｆ—H…Ｏ—Ｈ【微点拨】一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F键的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中 H F H Ｎ H Ｏ H F 氢键的形成条件 (1) 氢原子位于X原子和Y原子之间。 (2) X、Y原子所属元素具有很强的电负性和很小的原子半径。 一般是氮原子、氧原子和氟原子。 H—O键极性很强 无内层电子，几乎成为“裸露”的质子 氢键 O H H O H H δ＋ δ＋ δ－ δ－ … ①部分裸露的氢原子核 ②电负性很大且半径小的原子提供孤电子对 形成条件： 电负性大，半径小 5、氢键的特征(1) 氢键不是化学键，而是特殊的分子间作用力，其键能比化学键弱，比范德华力强(2)氢键具有一定的饱和性：在形成氢键时，由于氢原子半径比X、Y原子半径小得多，当氢原子与一个Y原子形成氢键X—H…Y后，氢原子周围的空间已被占据，X、Y原子的电子云的排斥作用将阻碍一个Y原子与氢原子靠近成键，也就是说氢原子只能与一个Y原子形成氢键，即氢键具有饱和性(3)氢键具有一定的方向性：X—H与Y形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量最低，形成的氢键最强、最稳定，所以氢键还具有方向性 6. 氢键的类型 　　氢键不是化学键，仅为一种分子间作用力，氢键可分为分子间氢键和分子内氢键，分子间氢键由两分子形成，而分子内氢键是一个分子中就具有形成的氢键的原子和原子团。当苯环邻位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环”的特殊结构.如：邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间存在的氢键就属于分子内氢键，而HF分子间、NH3 与H2O分子间则属于分子间氢键 7、氢键的键能(1)氢键的键能：指X—H…Y分解为X—H和Y所需的能量。因氢键不是化学键，所以比化学键弱很多，但比范德华力稍强，如H—F键能为565 kJ/mol，而F—H…F氢键作用力只有28 kJ/mol。(2)氢键键能大小的比