4.1 第3课时 分子的极性 手性分子 学案 2023-2024学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

4.1 第3课时　分子的极性　手性分子 【学习目标】 1.知道极性分子、非极性分子的概念,能依据分子的空间结构和键的极性判断分子的极性,能根据“相似相溶规则”预测物质的溶解性。 2.能描述手性分子的结构特征和性质特点,学会判断手性碳原子, 认识手性分子在药物研究中的重要作用。 【合作探究】 任务1　分子的极性 【学习情境】 中国科学院上海应用物理研究所水科学和技术研究室研究员通过理论分析发现,固体表面的亲水和疏水特性(浸润性)还明显依赖于表面上极性分子的偶极长度。通过理论模型和分子动力学模拟证明,偶极长度存在一个临界值,当表面上极性分子的偶极长度小于此临界长度时,无论极性分子的偶极矩有多大,水分子仍无法“感受”到固体表面偶极的存在,从而使带有极性基团的表面也有疏水特性;当偶极长度大于此临界长度时,随着偶极矩和偶极长度增大,固体表面会变得越来越亲水。为什么会这样呢?学习本节内容后,相信同学们会知道缘由。 【新知生成】 1.极性分子和非极性分子的概念 (1)正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子是　　　　分子。 (2)正电荷重心和负电荷重心相重合的是　　　　　　分子。 2.键的极性与分子极性之间的关系 (1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是　　　　分子,如O2、H2、P4、C60。 (2)含有极性键的双原子分子都是　　　　　分子,如HCl、HF、HBr。 (3)含有极性键的多原子分子,空间结构对称的是　　　　分子;空间结构不对称的是　　　　分子。 3.分子的极性对物质溶解性的影响 相似相溶规则:极性分子(如HCl)易溶于水等　　　　溶剂,非极性分子(如I2)易溶于苯、四氯化碳等　　　　溶剂。 【答案】1.(1)极性　(2)非极性　2.(1)非极性　(2)极性 (3)非极性　极性　3.极性　非极性 【核心突破】 　　典例1　请指出下表中分子的空间结构,判断其中哪些属于极性分子,哪些属于非极性分子。 分子 空间结构 分子极性 分子 空间结构 分子极性 O2 HF CO2 H2O BF3 NH3 CCl4 　　【答案】 分子 空间结构 分子极性 分子 空间结构 分子极性 O2 直线形 非极性分子 HF 直线形 极性分子 CO2 直线形 非极性分子 H2O V形 极性分子 BF3 平面三角形 非极性分子 NH3 三角锥形 极性分子 CCl4 正四面体形 非极性分子 【解析】对于多原子分子CO2、BF3、CCl4、H2O、NH3,它们中心原子分别以sp、sp2、sp3、sp3、sp3杂化,分子空间结构分别为直线形、平面三角形、正四面体形、V形和三角锥形。由于O2、CO2、BF3、CCl4均为对称结构,故它们均为非极性分子。HF、H2O、NH3空间结构不对称,均为极性分子。 　　典例2　下列现象不能用“相似相溶规则”解释的是 (　　) A.氯化氢易溶于水 B.氯气易溶于氢氧化钠溶液中 C.碘易溶于四氯化碳 D.碘难溶于水 【答案】B 【解析】氯化氢是极性溶质,水是极性溶剂;碘是非极性溶质,四氯化碳是非极性溶剂。氯气与氢氧化钠溶液发生化学反应。 归纳总结　1.分子的极性、键的极性和分子空间结构的关系 分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表分子 双原子分子 A2 非极性键 直线(对称) 非极性 N2等 AB 极性键 直线 极性 CO、HF等 三原子分子 AB2 直线(对称) 非极性 CO2、CS2、 BeCl2等 V形(不对称) 极性 H2O、H2S、 SO2等 四原子分子 AB3 平面三角 形(对称) 非极性 BF3、BCl3、 SO3等 三角锥形 极性 NH3、PCl3、 NF3等 五原子分子 AB4 正四面体 形(对称) 非极性 CH4、 SiF4等 ABnC4-n 四面体形 (不对称) 极性 CH2Cl2等 　　2.物质溶解性的判断与比较 (1)依据“相似相溶规则” 非极性溶质一般易溶于非极性溶剂,难溶于极性溶剂;极性溶质一般易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂。 (2)依据溶质与溶剂之间是否存在氢键 如果溶质与溶剂之间能形成氢键,则溶质溶解度增大,且氢键作用力越大,溶解性越好。如:NH3、HF极易溶于水;甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水,就是因为它们与水形成分子间氢键。 (3)依据分子结构的相似性 溶质与溶剂分子结构的相似程度越大,其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的