2.3.1 共价键的极性（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修2（人教版2019）

分子结构与性质 第二章 第三节　分子结构与物质的性质 第1课时　共价键的极性 返回目录 化学 选择性必修2 　 课前·教材预案 课堂·深度拓展 课末·随堂演练 课时作业(九) 微专题突破4 课前·教材预案 知识点1　键的极性和分子的极性 不同 同种 发生 不发生 返回目录 化学 选择性必修2 　 负电性(δ－) 正电性(δ＋) 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 知识点2　键的极性对化学性质的影响 羧基(—COOH) 酸性 －lgKa pKa 强 返回目录 化学 选择性必修2 　 大于 大于 大于 更大 易 > > 返回目录 化学 选择性必修2 　 推电子 越小 越弱 > > 返回目录 化学 选择性必修2 　 √ × × √ × × 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 课堂·深度拓展 探究点　分子极性与键的极性和分子空间结构的关系 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 微专题突破4 分子极性的判断方法 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 课末·随堂演练 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 返回目录 化学 选择性必修2 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 目标导航 [知识导图] [课程标准] 1.知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键，知道分子可分为极性分子和非极性分子。 2．知道分子极性和分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。能根据分子的结构特点和键的极性来判断分子的极性。 1．键的极性 共价键 分类 极性共价键 非极性共价键 成键原子 ________原子 ________原子 电子对 ________偏移 __________偏移 共价键 分类 极性共价键 非极性共价键 成键原子 的电性 电负性较大的原子呈__________________， 电负性较小的原子呈__________________ 电中性 2.键的极性与分子极性的关系 1．羧酸酸性的表示方法 (1)羧酸是一大类含eq \x(\s\up1(12))______________________的有机酸，羧基可电离出H＋而呈eq \x(\s\up1(13))________。 (2)羧酸的酸性可用pKa(pKa＝eq \x(\s\up1(14))______________)的大小来衡量，eq \x(\s\up1(15))__________越小，酸性越eq \x(\s\up1(16))______。 2．羧酸酸性强弱与其分子的组成和结构的关系 (1)含卤素原子的一元羧酸的酸性 三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸，这是由于氟的电负性________氯的电负性，F—C的极性________Cl—C的极性，使F3C—的极性________Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性________，更______电离出氢离子。同理可得酸性关系：CCl3COOH______CHCl2COOH______ CH2ClCOOH(填“>”“＝”或“<”)。 (2)含烃基的一元羧酸的酸性 烃基(符号R－)是__________基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性________，羧酸的酸性________，所以酸性：甲酸______乙酸______丙酸(填“>”“＝”或“<”)。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)形成极性键的两个键合原子的电负性相差越大，键的极性就越强。(　 　) (2)极性分子中不可能含有非极性键。(　 　) (3)非极性分子中不可能含有极性键。(　 　) (4)三氯乙酸的酸性大于三溴乙酸的。(　 　) (5)H2O、CO2、CH4都是非极性分子。(　 　) (6)羧酸中烃基所含碳原子数越多，酸性越强。(　 　) 名师提醒 (1)键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异。 (2)极性分子中一定含有极性键，含非极性键的分子不一定是非极性分子，如H2O2中存在非极性键，但是为极性分子。 (3)非极性分子中不一定含有非极性键，含有极性键的分子，若分子结构是空间对称的，则为非极性分子，如CH4。 1．从哪些方面可以判断键的极性？ 2．如何根据多原子分子的组成及立体构型确定分子的极性？ 可从组成元素、电子对偏移、电负性三个方面判断。 多原子分子，如果为单质，为非极性分子；如果为化合物，则看分子的立体构型，若立体构型对称则为非极性分子，若立体构型不对称则为极性分子。 1．键的极性的判断方法 (1)从组成元素 (2)从电子对偏移 2．分子的极性与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 AB 非极性键 直线形(对称) 非极性 N2等 极性键 直线形 (不对称) 极性 CO、HF等 三原子 分子 AB2 直线形(对称) 非极性 CO2、CS2、BeCl2等 V形(不对称) 极性 H2O、H2S、SO2等 分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表分子 四原子分子 AB3 极性键 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 ABnC4－n 正四面体形 (对称) 非极性 CH4、SiF4等 四面体形 (不对称) 极性 CH2Cl2等 【例题】 下列关于粒子结构的描述不正确的是(　　) A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子 B．HS－和HCl均是含1个极性键的18电子粒子 C．CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子 D．SO2和SO3的杂化轨道类型均为sp2，SO2是极性分子，SO3是非极性分子 思维导引：先判断分子中的共价键类型，然后判断分子的空间结构，确定分子的极性。 答案　C 解析　H2S中氢、硫元素间形成极性键，且立体构型不对称，属于极性分子；NH3中含有极性键，立体构型为三角锥形，正负电荷中心不重合，属于极性分子，A项正确；HS－和HCl都只含一个极性键，都具有18个电子，B项正确；CH2Cl2正负电荷中心不重合，是极性分子，C项错误；SO2分子中心硫原子的价层电子对数为2＋1/2×(6－2×2)＝3，为sp2杂化，含有1对孤电子对，分子立体构型为V形，为极性分子，SO3分子中心硫原子价层电子对数为3＋1/2×(6－3×2)＝3，为sp2杂化，不含孤电子对，为平面三角形结构，为非极性分子，D项正确。 【变式】 在我国南海300～500 m深的海底存在着大量的“可燃冰”，其主要成分为甲烷水合物。在常温、常压下它会分解成水和甲烷，因而得名。下列关于甲烷和水这两种分子极性的描述正确的是(　　) A．两种分子都是极性分子 B．两种分子都是非极性分子 C．CH4是极性分子 D．H2O是极性分子，CH4是非极性分子 答案　D 解析　水是V形结构，是极性分子，甲烷是正四面体结构，是非极性分子，D项正确。 【例题】 (2023·山东卷)下列分子属于极性分子的是(　　) A．CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4 答案　B 解析　CS2中C上的孤电子对数为×(4－2×2)＝0，σ键电子对数为2，价层电子对数为2，CS2的空间构型为直线形，分子中正负电中心重合，CS2属于非极性分子，A项不符合题意；NF3中N上的孤电子对数为×(5－3×1)＝1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，NF3的空间构型为三角锥形，分子中正负电中心不重合，NF3属于极性分子，B项符合题意；SO3中S上的孤电子对数为×(6－3×2)＝0，σ键电子对数为3，价层电子对数为3， SO3的空间构型为平面正三角形，分子中正负电中心重合，SO3属于非极性分子，C项不符合题意；SiF4中Si上的孤电子对数为 ×(4－4×1)＝0，σ键电子对数为4，价层电子对数为4，SiF4的空间构型为正四面体形，分子中正负电中心重合，SiF4属于非极性分子，D项不符合题意。 分子极性的判断方法 方法一：从键的极性角度判断 (1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。 (2)含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。 (3)含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。如CO2、CH4是非极性分子，H2O、NH3是极性分子。 方法二：从中心原子的化合价角度判断 对于ABn型分子，若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子，实例如表： 分子 BF3 CO2 SO3(g) H2O NH3 SO2 中心原子的化合价的绝对值 3 4 6 2 3 4 中心原子所在的族序数 3 4 6 6 5 6 分子极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性 方法三：从中心原子有无孤电子对角度判断 对于ABn型分子，若中心原子A上有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对则为非极性分子。如CH4、BF3、SO3为非极性分子，H2S、SO2、PCl3为极性分子。 1．下列各组分子中，都是由极性键构成的极性分子的一组是(　　) A．CH3Cl和Cl2 B.NH3和H2O C．H2S与CS2 D.CO2与HI 答案　B 解析　Cl2是由非极性键构成的非极性分子，A项错误；CS2是由极性键构成的非极性分子，C项错误；CO2是由极性键构成的非极性分子，D项错误。 2．S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法中错误的是(　　) A．S2Cl2为非极性分子 B．分子中既含有极性键又含有非极性键 C．与S2Br2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2 D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl 答案　A 解析　由分子结构可知，它属于极性分子，A项错误，B项正确；由于S2Cl2与S2Br2的结构相似，而相对分子质量：S2Br2>S2Cl2，C项正确；由少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，知其与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，D项正确。 3．①PH3的空间结构为三角锥形，②BeCl2的空间结构为直线形，③CH4的空间结构为正四面体形，④CO2为直线形分子，⑤BF3的空间结构为平面正三角形，⑥NF3的空间结构为三角锥形。下面对分子极性的判断正确的是(　　) A．①⑥为极性分子，②③④⑤为非极性分子 B．只有④为非极性分子，其余为极性分子 C．只有②⑤为极性分子，其余为非极性分子 D．只有①③为非极性分子，其余为极性分子 答案　A 解析　①PH3中由于P原子的孤电子对与成键电子对间的排斥作用，使电子不能均匀分布，故PH3为极性分子；②BeCl2的空间结构为直线形，键的极性相互抵消，为非极性分子；③CH4的空间结构为正四面体形，键的极性相互抵消，为非极性分子；④CO2分子为直线形，键的极性相互抵消，为非极性分子；⑤BF3的空间结构为平面正三角形，键的极性相互抵消，为非极性分子；⑥NF3中由于N原子的孤电子对与成键电子对间的排斥作用，使电子不能均匀分布，故NF3为极性分子；故①⑥为极性分子，②③④⑤为非极性分子，A项正确。 4．A、B、C、D四种元素，已知A原子核内只有一个质子，B原子的电子总数恰好与D原子最外层电子数相等，且D原子最外层电子数是其次外层电子数的3倍，又知A、B、C、D的原子序数依次增大。据此推知： (1)A与D组成的化合物，其化学式可表示为____________。 (2)B与D组成的化合物中，属于极性分子的化学式为________；属于非极性分子的结构式为________________。 (3)A与C组成的四核分子属于________分子。 解析　A原子核内只有一个质子，则A为氢元素。D原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，其电子层结构为，则D为氧元素。B原子的电子总数等于氧原子最外层电子数，则B为碳元素。因为A、B、C、D的原子序数依次增大，所以C必为氮元素。A与D可组成H2O和H2O2两种化合物；B与D可形成CO和CO2两种化合物，其中CO2为非极性分子；A与C形成的四核分子NH3为极性分子。 答案　(1)H2O、H2O2　(2)CO　O==C==O　(3)极性 1．(极性分子与非极性分子)下列说法正确的是(　　) A．由同一种原子形成的分子可能有极性 B．非极性分子中无极性键 C．三原子分子AB2一定为非极性分子 D．四原子分子AB3一定为非极性分子 答案　A 解析　由同一种原子形成的分子可能有极性，也可能没有极性，如O3是极性分子，而O2为非极性分子，A项正确；非极性分子中正负电荷重心重合，分子中各个化学键的空间排列对称，其中可能含极性键，也可能不含有极性键，如CH4是由极性键C—H构成的非极性分子，P4是由非极性键P—P键构成的非极性分子，B项错误；三原子分子AB2中若正、负电荷的重心不重合，就属于极性分子，如H2O为极性分子，C项错误；四原子分子AB3若是NH3，该分子就属于极性分子，D项错误。 2．(分子的极性与键的极性的关系)下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是(　　) A．CO2、H2S B.C2H4、CH4 C．Cl2、C2H2 D.NH3、HCl 答案　B 解析　H2S、NH3和HCl都是含有极性键的极性分子；Cl2是含有非极性键的非极性分子；CO2、CH4是含有极性键的非极性分子；C2H4和C2H2是含有极性键和非极性键的非极性分子。 3．(分子极性对化学性质的影响)下列酸中酸性最弱的是(　　) A．CH3COOH B.CH3CH2COOH C．CH2FCOOH D.CHF2COOH 答案　B 解析　有机羧酸，羧基所连基团中卤素原子的电负性越强，数量越多，有机羧酸的酸性越强；烃基链越短，酸性越强。题给四种物质酸性最弱的是CH3CH2COOH，故选B项。 4．(分子极性的判断)下列分子均属于极性分子且中心原子均为sp3杂化的是(　　) A．CH4、P4 B.SO2、CHCl3 C．PCl3、SO3 D.NH3、H2O 答案　D 解析　CH4中C原子形成4个σ键，孤电子对数为0，价层电子对数为4，为sp3杂化，空间结构为正四面体形，空间结构对称，为非极性分子，P4分子的空间结构为正四面体形，空间结构对称，为非极性分子，A项不符合题意；SO2中S原子形成2个σ键，孤电子对数＝＝1，价层电子对数为3，为sp2杂化，分子的空间结构为V形，空间结构不对称，为极性分子，CHCl3中C原子形成4个σ键，没有孤电子对，价层电子对数为4，为sp3杂化，空间结构不对称，为极性分子，B项不符合题意；PCl3中P原子形成3个σ键，孤电子对数＝×(5－3×1)＝1，价层电 子对数为4，为sp3杂化，空间结构为三角锥形，空间结构不对称，为极性分子，SO3中S原子形成3个σ键，孤电子对数＝×(6－3×2)＝0，价层电子对数为3，为sp2杂化，空间结构为平面三角形，空间结构对称，为非极性分子，C项不符合题意；NH3中N原子形成3个σ键，孤电子对数为1，为sp3杂化，空间结构为三角锥形，空间结构不对称，为极性分子，H2O中O原子形成2个σ键，孤电子对数为2，为sp3杂化，分子的空间结构为V形，空间结构不对称，为极性分子，D项符合题意。 5．(综合应用)已知N、P同属于元素周期表的第ⅤA族元素，N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107°。 (1)N4分子的空间结构为，它是一种________(填“极性”或“非极性”)分子。 (2)PH3分子与NH3分子的构型关系________(填“相同”“相似”或“不相似”)，P—H键__________(填“有”或“无”)极性，PH3分子________(填“有”或“无”)极性。 (3)NCl3是一种淡黄色油状液体，下列对NCl3的有关描述不正确的是(　　) a．该分子呈平面三角形 b．该分子中的化学键为极性键 c．该分子为极性分子 d．因N—Cl键的键能大，故NCl3稳定 解析　(1)N4分子是正四面体结构，是一种非极性分子。(2)NH3分子与PH3分子互为等电子体，结构相似，P—H为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键，PH3分子空间结构为三角锥形，正、负电荷中心不重合，PH3为极性分子。(3)NCl3中N原子的价层电子对数为3＋＝4，孤电子对数为1，该分子为三角锥形，a项错误；N、Cl之间形成的键应为极性键，b项正确；NCl3分子中正、负电荷中心不重合，故该分子为极性分子，c项正确；共价键的键能越大，物质越稳定，d项正确。 答案　(1)非极性　(2)相似　有　有　(3)a $$