2.3.1共价键的极性 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第1课时 共价键的极性 第二章 分子结构与性质 第3节 分子结构和物质的性质 微波就是一种电磁波，微波炉中微波，振荡频率是2.45G赫兹，即1秒钟内，微波炉中的电场要振荡变化24.5亿次，当微波遇到食物中的水分子时，相应地，水分子在来回变化的电场下快速地掉头、转圈。水分子在微波的作用下每秒钟20几亿次地振荡，同时摩擦周围的其他食物分子，摩擦生热，这也会让其他分子变热。于是，食物就这样被加热了。 通电 问题：水分子为什么会在电场作用下快速掉头、转圈？ 任务一 键的极性与分子的极性 1.共价键的分类 同种原子 非极性键 不同原子 非极性键 共价键 按照电子云重叠方式 σ键 π键 按照共价键的极性 极性 共价键 非极性 共价键 按照共用电子对数目 单键 双键 三键 任务一 键的极性与分子的极性 2.共价键的极性 成键双方吸引电子能力相同，共用电子对不发生偏移,电荷分布均匀——非极性共价键 成键双方吸引电子的能力不相同，共用电子对发生偏移，电荷分布不均匀——极性共价键 H H H Cl X δ+ δ- 实质：键和原子对键合电子的吸引力不同，即电负性不同。 一般：电负性差值＜1.7为共价键，且电负性差值越大，共用电子对偏移程度越大，键的极性越大。如：H-F > H-Cl> H-Br > H-I。 任务一 键的极性与分子的极性 2.共价键的极性 键的极性的表示方法——极性向量：极性向量可形象地描述极性键的电荷分布情况，极性向量指向的一端，说明该处负电荷更为集中。非极性键无极性向量，说明在非极性键里，正负电荷的中心是重合的。 H H H Cl X δ+ δ- 电负性： 2.1 3.0 H—Cl 任务一 键的极性与分子的极性 3.分子的极性 δ- δ+ δ- δ+ δ- δ+ ①极性分子：分子中的正电中心和负电中心不重合，使分子的某一个部分呈正电性(δ+)，另一部分呈负电性(δ-)的分子是极性分子。 ②非极性分子：分子中的正电中心和负电中心重合的分子是非极性分子。 H2O δ- δ+ δ+ δ+ + - δ+ δ- δ- CO2 ± 正负电荷中心 是否重合 分子的空间结构 决定 共价键的 极性 分子的 极性 决定 正电中心和负电中心不重合 正电中心和负电中心重合 极性 分子 非极性 分子 稀有气体分子是非极性分子，不含共价键；臭氧是极性分子 共价键的极性 共价键的极性和分子的极性的关系 小结 9 任务一 键的极性与分子的极性 4.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 AB（以极性键结合）——极性分子 A2（以非极性键结合）——非极性分子 ③ABn型分子 方法一：向量和法(合外力法) 方法二：空间结构对称法 方法三：中心原子的化合价法 任务一 键的极性与分子的极性 4.分子的极性判断方法 方法一：向量和法(合外力法) 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） 极性向量和为0 非极性分子 极性向量和为0 非极性分子 极性向量和不为0 极性分子 直线形 平面正三角形 V形 任务一 键的极性与分子的极性 4.分子的极性判断方法 方法二：空间结构对称法 分子类型 价电子对数 空间结构 分子极性 代表物 A2 AB AB2 AB3 AB4 2+0 2+1 2+2 直线形 V形 V形 非极性分子 极性分子 极性分子 CO2、CS2 SO2、 H2O、H2S 3+0 3+1 平面正三角形 三角锥 非极性分子 极性分子 BF3、AlCl3 NH3、PCl3 4+0 正四面体 非极性分子 CH4、CCl4 直线形 非极性分子 极性分子 O2、H2 HF、CO 经验规律：若中心原子有孤对电子，则为极性分子；若无孤对电子，则为非极性分子。HCN，CHnX4-n等中心原子孤电子对数为0但属于极性分子(类别与上表不同，上述方法不适用)。 空间结构 中心对称 中心不对称 非极性分子 极性分子 任务一 键的极性与分子的极性 4.分子的极性判断方法 方法三：中心原子的化合价法 化学式 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2 中心原子化合价的绝对值 中心原子价层电子数 分子极性 非极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性 3 3 4 4 5 5 6 6 6 6 3 4 2 5 中心原子A的化合价的绝对值 ≠价电子数 极性分子 =价电子数 非极性分子 任务一 键的极性与分子的极性 化学式 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2 中心原子化合价的绝对值 中心原子价层电子数 分子极性 非极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性 3 3 4 4 5 5 6 6 6 6 3 4 2 5 课堂练习 O3 H2O2 O3分子中的共价键是___________，是V形分子，其空间结构不对称，故O3为__________分子。 极性 δ+ δ- δ- H2O2分子不是直线形分子，两个H原子犹如在半展开的书的两面上，即空间结构不对称，为 分子。 极性键 极性 【例1】回答下列问题 ①H2　②O2　③HCl　④P4　⑤C60　⑥CO2　⑦CH2==CH2　⑧HCN　 ⑨H2O　⑩NH3　⑪BF3　⑫CH4　⑬SO3　⑭CH3Cl　⑮Ar　⑯H2O2 (1)只含非极性键的是_________； 只含极性键的是___________________， 既含极性键又含非极性键的是_____。 (2)属于非极性分子的是_______________________， 属于极性分子的是_____________。 ①②④⑤ ③⑥⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭ ⑦⑯ ①②④⑤⑥⑦⑪⑫⑬⑮ ③⑧⑨⑩⑭⑯ 典例精讲 任务二 键的极性对化学性质的影响 键的极性与成键原子电负性有关：不同的成键原子间电负性的差异越大，共用电子对偏移的程度越大，即共价键的极性越强，在反应中越容易断裂。 -NO2 >-CN >-F >-Cl >-Br >-I > CC >-OCH3 >-OH >-C6H5 >-C=C >-H 常见的吸电子基团： 常见的推电子基团： (CH3)3C-> (CH3)2C-> CH3CH2-> CH3->H- 键的极性还与相邻基团有关： 硝基使O—H共用电子对靠近硝基，像硝基这样的基团称为吸电子基团。 甲基使O—H共用电子对远离甲基，像甲基这样的基团称为推(给)电子基团。 任务二 键的极性对化学性质的影响 例：有机酸的酸性比较 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 问题：比较丙酸、乙酸、甲酸的酸性强弱，你能分析原因吗？ pKa越小， 酸性越强 甲酸>乙酸>丙酸 烃基是推电子基团，烃基越长，推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。 任务二 键的极性对化学性质的影响 例：有机酸的酸性比较 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 问题：比较氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸的酸性强弱，你能分析原因吗？ 三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸 pKa越小， 酸性越强 Cl的电负性大于H，吸电子基团，Cl原子越多，-CX3的极性越大，使羧基中的羟基极性越大，越容易电离出H+。 任务二 键的极性对化学性质的影响 例：有机酸的酸性比较 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 问题：比较三氯乙酸、三氟乙酸的酸性强弱，你能分析原因吗？ 三氟乙酸>三氯乙酸 pKa越小， 酸性越强 F、Cl是吸电子基团，F的电负性大于Cl ,F的吸电子能力大于Cl，-CF3的极性大于-CCl3，使羧基中的羟基极性更大，更容易电离出H+。 任务二 键的极性对化学性质的影响 有机酸的酸性比较规律 ①只含烃基的一元羧酸的酸性：烃基是推电子基团，即将电子推向羟基，从而减小羟基的极性，导致羧酸的酸性减弱。随着烃基加长，推电子效应越大，羧酸的酸性越弱。 补充：只含烃基的多元羧酸的酸性：烃基所含碳原子数越少，羧基个数越多，酸性越强。 任务二 键的极性对化学性质的影响 有机酸的酸性比较规律 ②含卤素原子的一元羧酸的酸性：与羧基相邻的共价键的极性越大，通过传导作用使羧基中羟基的极性越大，则羧酸的酸性越强。 a.含不同数目的同种卤素原子，卤素原子的数目越多，羧酸的酸性越强。 b.含相同个数的不同卤素原子，卤素原子的电负性数值越大，酸性越强。 课堂练习 问题：HCl、CH3CH2OH、H2O分别与钠反应，哪个反应更剧烈？试从键的极性角度解释原因。 HCl极性比水强，在水中可以电离出H+，故钠和盐酸的反应比水剧烈。乙醇分子中的C2H5—是推电子基团，即将电子推向羟基，羟基的极性比水分子中的小，因而钠和乙醇的反应不如钠和水的剧烈。 钠和水的反应 钠和乙醇的反应 钠和盐酸的反应 任务二 键的极性对化学性质的影响 补充：无机酸含氧的结构 S O O OH HO H2SO4 S O OH HO H2SO3 HClO4 Cl O O O HO HClO3 Cl O O HO HClO2 Cl O HO HClO Cl HO H3PO4 P OH O OH HO HNO2 HNO3 N O HO N O HO O (HO)Cl (HO)ClO (HO)ClO2 (HO)ClO3 (HO)NO (HO)NO2 (HO)2SO2 (HO)2SO (HO)3PO 通式：(HO)mROn 任务二 键的极性对化学性质的影响 补充：无机含氧酸的酸性比较 (HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大， R的正电性越高，导致R-O-H中O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强。 如：酸性H2SO3<H2SO4；HNO2<HNO3；HClO<HClO2<HClO3<HClO4 ②当中心原子的电负性大、原子半径小、氧化数高时，使O－H键减弱，酸性增强。 ①无机含氧酸的强度取决于中心原子的电负性、原子半径、氧化数。 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$