内容正文:
第三节
分子结构与物质的性质
第1课时 共价键的极性
新人教版 化学 选择性必修2
物质结构与性质
第二章 分子结构与性质
01.键的极性
知识导航
02.分子的极性
03.键的极性,分子极性对物质性质的影响
引·新课导入
请你思考!
微波炉经常用来加热饭菜,你知道微波炉的加热原理?
引·新课导入
请你思考!
微波炉经常用来加热饭菜,你知道微波炉的加热原理?
未通电
通电
利用了水分子的极性
键的极性
01
“
”
问题思考
请你思考!
写出Cl2、N2、HCl、H2O、CH4的电子式。
讨论其共用电子对是否偏移?
非极性共价键
:
:
Cl Cl
:
:
:
:
:
3.0
3.0
共用电子对不偏移
N
•
•
N
•
•
••
••
••
电荷分布均匀
“
”
问题思考
请你思考!
写出Cl2、N2、HCl、H2O、CH4的电子式。
讨论其共用电子对是否偏移?
极性共价键
﹕
H O H
﹕
﹕
﹕
1.0
3.0
共用电子对偏移
﹕
H Cl
﹕
﹕
﹕
电荷分布不均匀
δ-
δ+
δ+
1.0
3.5 1.0
共用电子对
偏移程度越大
键的极性
越强
电负性
差值越大
探·知识奥秘
1. 非极性共价键
一、键的极性
由同种原子形成的共价键,电子对不发生偏移的共价键是非极性键。
2.极性共价键
由不同原子形成的共价键,电子对会发生偏移,是极性键。
极性键中的两个键合原子,一个呈正电性(δ+),另一个呈负电性(δ-)。
探·知识奥秘
一、键的极性
3.极性强弱的判断
一般:电负性差值<1.7为共价键,且电负性差值越大,键的极性越大。
如:H-F > H-Cl> H-Br > H-I
“
”
问题思考
请你思考!
为什么水分子内部正电中心和负电中心不重合?
电子云
密度大
电子云
密度小
水分子是极性分子
极性共价键
水分子的正电中心和负电中心不重合,在电场作用下可以定向转动
分子的极性
02
问题思考
请你思考!
如何验证分子内部正电中心和负电中心不重合?
“
”
用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流,观察四氯化碳的流动方向是否发生变化;再向另一酸式滴定管中加入蒸馏水,进行同样的实验,观察实验现象.
“
”
问题思考
请画图分析四氯化碳分子和水分子中的化学键是极性键
还是非极性键,电荷在化学键乃至整个分子中是如何分布的。
﹕
H O H
﹕
﹕
﹕
:
:
:
Cl C Cl
:
Cl
Cl
极性键
“
”
问题思考
请画图分析四氯化碳分子和水分子中的化学键是极性键
还是非极性键,电荷在化学键乃至整个分子中是如何分布的。
极性键
极性键
δ+
δ-
δ+
δ-
δ-
δ-
δ-
δ+
正电重心和负电重心不重合;
H2O中存在着带正电荷的正极和带负电荷的负极。
正电重心和负电重心重合;
CCl4分子中无正极和负极之分.
探·知识奥秘
1.极性分子
在极性分子中,正电中心和负电中心不重合,使分子的某一个部分呈正电(δ+),另一部分呈负电性(δ-);
二、分子的极性
δ-
δ+
δ+
NH3
H2O
-
+
-
+
正、负电荷中心不重合的分子
探·知识奥秘
2.非极性分子
二、分子的极性
非极性分子的正电中心和负电中心重合。
BF3
CH4
分子内不存在正、负两极
探·知识奥秘
3.常见的极性分子和非极性分子
二、分子的极性
正、负电荷中心不重合的极性分子
正、负电荷中心重合的非极性分子
“
”
问题思考
请你思考!
如何判断分子的极性呢?
思考与讨论
根据图2-18,思考和回答下列问题:
(1)以下双原子分子中,哪些是极性分子,哪些是非极性分子?
H2 O2 Cl2 HCl
(2) P4和C60是极性分子还是非极性分子?
(3)以下化合物分子中,哪些是极性分子,哪些是非极性分子?
CO2 HCN H2O NH3 BF3 CH4 CH3Cl。
探·知识奥秘
⑴双原子分子的极性
二、分子的极性
4.分子极性的判断
双原子分子的极性与化学键的极性一致
非极性键→非极性分子
极性键→极性分子
H2 O2 Cl2
HF HCl HBr
探·知识奥秘
4.分子极性的判断
⑵多原子分子的极性
二、分子的极性
①分子极性可根据化学键的极性的向量和判断,依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定。当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是非极性分子,否则是极性分子。
②根据分子的正电中心和负电中心是否重合来判断它是否是极性分子。
探·知识奥秘
二、分子的极性
⑵多原子分子的极性
180º
F1
F2
F合=0
O
O
C
C=O键是极性键,但从分子总体而言CO2是直线型分子,两个C=O键是对称排列的,两键的极性互相抵消( F合=0),∴整个分子没有极性,电荷分布均匀,CO2是非极性分子
CO2
探·知识奥秘
⑵多原子分子的极性
二、分子的极性
H2O
H
O
H
104º30'
F1
F2
F合≠0
O-H键是极性键,共用电子对偏O原子,由于分子是折线型构型,两个O-H键的极性不能抵消( F合≠0),∴整个分子电荷分布不均匀,H2O是极性分子
探·知识奥秘
二、分子的极性
⑵多原子分子的极性
NH3
H
H
H
N
三角锥形, 不对称,键的极性不能抵消,NH3是极性分子
探·知识奥秘
二、分子的极性
⑵多原子分子的极性
BF3
120º
F1
F2
F3
F’
平面三角形,对称,键的极性互相抵消( F合=0) ,BF3是非极性分子
探·知识奥秘
⑵多原子分子的极性
二、分子的极性
C
H
H
H
H
109º28'
CH4
正四面体型 ,对称结构,C-H键的极性互相抵消( F合=0) ,CH4是非极性分子
探·知识奥秘
4.分子极性的判断
二、分子的极性
⑵多原子分子的极性
大多数情况,含有非极性键的多原子分子是非极性分子
P4和C60有非极性键的多原子分子是非极性分子
探·知识奥秘
资料卡片
臭氧是一种重要物质。大气高空的臭氧
层保护了地球生物的生存;空气质量预报中
臭氧含量是空气质量的重要指标;它还是有
机合成的氧化剂、替代氯气的净水剂……
臭氧分子的空间结构与水分子的相似,
其分子有极性,但很微弱,仅是水分子的极
性的28%。臭氧分子中的共价键是极性键,
其中心氧原子是呈正电性的,而端位的两个氧
原子是呈负电性的。由于臭氧的极性微弱,它
在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度。
臭氧是极性分子
二、分子的极性
臭氧分子中的共价键是极性键,是极性分子
探·知识奥秘
4.分子极性的判断
⑶根据中心原子的化合价判断
二、分子的极性
中心原子的化合价绝对值 =
非极性分子:
其价电子数
中心原子的化合价绝对值 ≠
极性分子:
其价电子数
BF3
CO2
PCl5
SO3
H2O
NH3
SO2
中心原子
化合价绝对值
价电子数
分子极性
3
3
4
4
5
5
6
6
2
6
3
5
4
6
非极性
非极性
非极性
非极性
极性
极性
极性
探·知识奥秘
二、分子的极性
4.分子极性的判断
⑷中心原子的孤电子对数
一般非极性分子:中心原子无孤电子对
中心原子
化合价绝对值
孤电子对数
分子极性
BF3
CO2
PCl5
SO3
H2O
NH3
SO2
3
0
4
0
5
0
6
0
2
2
3
1
4
1
非极
非极
非极
非极
极性
极性
极性
练·课堂练习
二、分子的极性
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
“
”
问题思考
请你思考!
洗涤剂的去污原理是什么?
表面活性剂和细胞膜
有一大类称为表面活性剂的有机分子, 分子的一端有极性,称为亲水基团,分子的另一端没有或者几乎没有极性,称为疏水基团。
有极性,称为亲水基团
没有极性,称为疏水基团
水分子是极性分子
“相似相溶”原理
键的极性,分子极性对物质性质的影响
03
“
”
问题思考
请你思考!
人体细胞和细胞器的膜是双分子膜,
为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列?
表面活性剂和细胞膜
人体细胞和细胞器的膜是双分子膜,双分子膜是由大量两性分子(一端有极性,另
一端无极性)组装而成的,膜的简图如图
2-20所示。
一端有极性
一端无极性
为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式排列?这是由于细胞膜的两侧都是水溶液,水是极性分子,而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。
水分子是极性分子
“相似相溶”原理
探·知识奥秘
三、键的极性,分子极性对物质性质的影响
1. 分子极性对物质性质的影响
“相似相溶”原理:一般情况下,由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂,由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂。
I2在不同溶剂中的溶解度(g/100g溶剂)
H2O CCl4
0.030(25℃) 2.91(25℃)
“
”
问题思考
请你解释!
钠与盐酸、水、乙醇的反应,为什么反应的剧烈程度不同呢?
钠和水的反应
钠和乙醇的反应
钠和盐酸的反应
键的极性对化学性质的影响
探·知识奥秘
2.键的极性对化学性质的影响
三、键的极性,分子极性对物质性质的影响
C2H5
O
H
δ+
δ-
H
O
H
δ+
δ-
H
Cl
δ+
δ-
⑴乙醇分子中的C2H5—是推电子基团,使得乙醇分子中的电子云向着远离乙基的方向偏移,羟基的极性比水分子中的小。
羟基的极性:水分子 > 乙醇分子,更易电离出氢离子
“
”
问题思考
请你分析!
分析表格中pKa数据的变化规律并回答相关问题:
pKa 越小,酸性越强
探·知识奥秘
2.键的极性对化学性质的影响
⑵键的极性对酸性的影响
三、键的极性,分子极性对物质性质的影响
CH3COOH
CH3COO- + H+
氢氧键的极性越大,O—H越容易断开,酸性越强。
羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸,羧基可电离出H+而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关。
探·知识奥秘
2.键的极性对化学性质的影响
三、键的极性,分子极性对物质性质的影响
⑵键的极性对酸性的影响
酸性越强
①烃基(R—)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。
CH3
O
H
δ+
δ-
O
C
C2H5
O
H
δ+
δ-
O
C
H
O
H
δ+
δ-
O
C
烃基越长推电子效应越大,羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
探·知识奥秘
2.键的极性对化学性质的影响
三、键的极性,分子极性对物质性质的影响
⑵键的极性对酸性的影响
酸性越强
②氟的电负性大于氯的电负性,F—C的极性大于Cl—C 的极性,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。
三氟乙酸中的羧基的极性更大,更易电离出氢离子
电负性:F > Cl
羧基的极性:F3C— > Cl3C—
探·知识奥秘
2.键的极性对化学性质的影响
三、键的极性,分子极性对物质性质的影响
⑵键的极性对酸性的影响
酸性越强
CH3
O
H
δ+
δ-
O
C
CH2
O
H
δ+
δ-
O
C
Cl
CH
O
H
δ+
δ-
O
C
Cl
Cl
C
O
H
δ+
δ-
O
C
Cl
Cl
Cl
羧基的极性:Cl3C— > Cl2CH— > ClCH2—
氯的电负性较大,氯原子越多,酸性越强
探·知识奥秘
三、键的极性,分子极性对物质性质的影响
分子结构修饰与分子的性质
分子结构修饰是指不改变分子的主体骨 架,保持分子的基本结构不变,仅改变分子 结构中的某些基团而得到的新分子。
分子结构被修饰后,分子的性质发生了改变。
练·课堂练习
meiyangyang8602
2.下列说法正确的是 ( )
A.极性溶质一定易溶于极性溶剂,非极性溶质一定易溶于非极性溶剂
B.Br2和H2O均是极性分子,CCl4是非极性分子,所以Br2难溶于H2O而易溶于CCl4
C.CS2和白磷均是非极性分子,H2O是极性分子,所以白磷难溶于H2O而易溶于CS2
D.H2O是极性分子,CO2可溶于H2O,因此CO2是极性分子
三、键的极性,分子极性对物质性质的影响
C
理·核心要点
共价键的极性
键的极性
分子的极性
非极性共价键
极性共价键
极性分子
非极性分子
常见的极性分子和非极性分子
分子极性对物质性质的影响
键的极性对化学性质的影响
键的极性,分子极性对物质性质的影响
极性强弱的判断
分子极性的判断
练·课堂练习
3.下列物质中含有非极性共价键的是
A. B. C. D.
D
4.下列分子属于极性分子的是( )
A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4
B
练·课堂练习
meiyangyang8602
5.下列叙述正确的是 ( )
A.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越强,热稳定性也越强
B.含非极性键的分子一定是非极性分子
C.判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键
D.非极性分子中,各原子间都应以非极性键结合
A
Thank You
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感谢
您的聆听
新人教版 化学 选择性必修2
物质结构与性质
$