内容正文:
课前一练
ClO2
NCl3
NaBH4
请标出下列化合物中红色元素的化合价
电负性及其应用
醴陵四中
高三化学组
电负性及其应用
一.电负性
②意义
电负性体现元素的原子在形成化学键时对电子的吸引能力,较全面地反应元素的金属性和非金属性的强弱。
①定义
不同元素原子对键合电子吸引力的大小。
原子中用于形成化学键电子
电负性的周期性变化
③标准
以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。
④电负性的变化规律:
同周期主族元素:
同主族元素:
从左至右电负性逐渐变大
从上至下电负性逐渐变小
1.判断化合物中元素化合价的正负
二.电负性的应用:
2.判断化学键的类型
3.解释对角线规则
电负性接近,说明它们对键合电子的吸引力相当,元素表现出的性质相似
④对化学键极性(活性)的影响
电负性差异越大,共价键的极性越强
教材回归-1
选择性必修3(P-55)
溴原子的电负性比碳原子的大,使C-Br的电子向Br原子偏移,进而使碳原子带部分正电荷(δ+),溴原子带部分负电荷(δ-),这就形成一个极性较强的共价键:C-Br。因此,卤代烃在化学反应中,C-Br容易断裂。
深度思考1
化学键极性越强,化学键越容易断裂HF、HCl、HBr、HI)?
键能大小相同或相近时,极性大的键电子云分布更不均匀,更容易断键。
追问: ( HF、HCl、HBr、HI)酸性越来越强吗
化学键容易断裂与否,键能是主导
【2024年湖南卷】
2.在同一条件下,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为___________________ (填标号);
①
②
③
1.苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X(引发剂,X表示卤素)生成自由基C6H5CH2-,实现苯乙烯可控聚合引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2l中活性最高__________
【2023年湖南卷】
C6H5CH2l
①③②
【2023年北京卷】.
3.下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是( )
A. F-F键的键能小于Cl-Cl键的键能
B. 三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
C. 氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D. 气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子
A
小结:
断键是否相同
相同:
不同:
极性
键能
如何判断化学键活性
(2024·浙江6月选考17题节选)
4.化合物HA、HB、HC和HD的结构如图。
(1)HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键
(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序:
请说明理由:
HC>HB>HA
O、S、Se的电负性逐渐减少,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,从而其中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC>HB>HA
(2)已知HC、HD钠盐的碱性:NaC>NaD,请从结构角度说明理由:
酸性HC<HD,原因是S原子半径大于氧,S-H的键能小于小于O-H,同时HC可形成分子间氢键,使得HD比 HC更容易电离出H+,酸性HD>HC,C-的水解能力大于D-,钠盐的碱性NaC>NaD。
诱导效应
因分子中原子或者基团的极性(电负性)不同而引起成键电子云沿着原子链( σ键)向某一方向移动的效应,用 l表示。也就是说,从诱导效应的名字来理解,就是极性大的原子或基团诱导了电子云,导致电子云的偏移。
(CH3)3C-> (CH3)2C-> -CH2CH3> -CH3>H-
常见的推电子基团:
常见的吸电子基团:
-NO2 >-CN >-COOH>-CHO >-F >-Cl >-Br >-I
吸电子诱导效应( -I效应)
推电子诱导效应( + I效应)
拓展视野
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH) 4.88
乙酸(CH3COOH) 4.76
甲酸(HCOOH) 3.75
(CH3)3C-> (CH3)2C-> -CH2CH3> -CH3>H-
推电子基,即将电子推向羟基,从而减小羟基的极性,导致羧酸的酸性减小。一般地,烃基越长,推电子效应越大,羧酸的酸性越小。
常见的推电子基团:
对有机酸酸性的影响
C2H5
O
H
O
C
教材回归-2
选择性必修2(P-54)
CH3
O
H
O
C
δ-
δ+
δ-
δ+
羧酸 pKa
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
这是由于氟的电负性大于氯的电负性,F-C的极性大于Cl-C,使F3C-的极性大于Cl3C-的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子。
O
C
O
H
C
δ-
δ+
Cl
Cl
Cl
教材回归-3
选择性必修2(P-54)
O
C
O
H
C
δ-
δ+
F
F
F
对有机酸酸性的影响
【2023年湖南卷】
5.下列物质的酸性由大到小的顺序是_______(写标号):
③
②
①
③ ① ②
深度思考2
中心原子相同的含氧酸,中心原子元素的化合价越高,酸性越强。(H2SO3 < H2SO4)
中心原子元素化合价越高,会使中心原子正电性增强,导致R-O-H中O的电子向R偏移,从而增强了羟基的极性。
中心原子氧化态与电负性
非羟基氧的电子拉吸效应
共振效应
【2022年山东卷】
6. 、 、 的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是___________。
7.比较 和 碱性强弱
【2024年浙江卷】
2025.新高考教学联盟第二次联考
8.a
b
C NH3
前者大
前者大
小结:
羧酸:与羧基相连的基团推电子能力越强,羟基的极性越弱,酸性就越弱。
羧酸:与羧基相连的基团吸电子能力越强,羟基的极性越强,酸性就越强。
酸性强弱判断
无机无氧酸(R-H):R半径越大,R-H键长越长,越容易断键解离出H+,酸性越强。
无机含氧酸:关键看O-H的极性,极性越强越容易断键解离出H+,酸性越强。
小结:
胺类物质碱性比较
与N连接的基团推电子能力越强,N越容易与H+形成配位键,越有利于稳定铵正离子,其碱性越强。
与N连接的基团吸电子能力越强,N越难与H+形成配位键,越不利于稳定铵正离子,其碱性越弱。
N的孤电子对形成大π键或P- π共轭后,碱性会大大减弱。
在有机化合物分子里,一般把官能团所连的碳叫α-C,如与卤素原子(一X)、羟基 (―OH)、醛基(一CHO)、羧基(一COOH)等官能团直接相连的碳就是α-C,α-C上的氢就叫α-H。有机物分子中 α - H 的酸性及其活性主要取决于分子中电子云的分布状况
对α—H的活泼性的影响
教材回归-4
选择性必修3(P-85)
【2023年北京卷】
的羰基相邻碳原子上的C-H键极性强,易断裂,原因是______________________________________
羰基为吸电子基团,降低相连碳原子的电子云密度,使得碳原子的正电性增加,使得相邻碳原子上的C -H键极性增强。
(2024·北京卷)
(4)已知:
①K的结构简式是:
②判断并解释中氟原子对α-H的活泼性的影响
增强其活泼性,氟原子为吸电子基团,降低相连碳原子的电子云密度,使得碳原子正电性增加,有利于增强α-H的活泼性
(2024·甘肃卷)
找出过程中与α - H 有关的反应过程。
(2024·湖南卷)
化合物G-H的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中加成反应的化学方程式为 _______________;
已知:
化合物F转化为X的过程中,可认为依次发生了加成、消去、脱羧(脱去羧基)三步反应,如下图所示。
2025.新高考教学联盟第二次联考
写出过程中消去反应的
化学方程式。
拓展视野
中心相同,配体电负性大时,成键电对距离中心远,即成键电对相互距离大,键角可以小些。
配体一致,中心原子电负性大时,成键电对距中心近,于是成键电对相互间距离小。电对间斥力使键角变大,以达到平衡。
中心原子或配体的电负性对键角的影响
化合物 NH3 PH3 AsH3
化学键 H-N-H H-P-H H-As-H
键角 106°42′ 93°21′
92°6′
化合物 PF3 PCl3 PBr3
化学键 F-P-F Cl-P-Cl Br-P-Br
键角 97°48′ 100°16′ 101°
课堂总结:
元素
电负性
吸电子基团
邻近原子正电性
极性
断键/化学键活性
思维建模
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