摘要:
该高中化学课件聚焦“共价键的极性及对物质性质的影响”,核心知识点涵盖共价键分类、极性与非极性分子判断、键极性对化学性质(如羧酸酸性)的影响及分子极性应用。课堂导入通过书写Cl₂、HCl等电子式讨论共用电子对偏移,衔接电负性周期性变化,搭建从原子结构到分子极性再到性质应用的学习支架。
其亮点在于以“结构决定性质”化学观念为核心,通过电负性表格、分子空间结构示意图(如CO₂直线形、H₂O V形)帮助学生建立微观结构与宏观性质的联系。结合羧酸酸性比较(三氟乙酸与三氯乙酸)的数据分析和推理,培养科学思维,融入表面活性剂去污、细胞膜结构等生活实例,落实科学探究与实践。学生能深化微观认知,教师可借助系统案例和分层练习提升教学效率。
内容正文:
第二章
第三节 分子结构与物质性质
0
第1课时:共价键的极性及对物质性质的影响
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 原子轨道“头碰头”重叠
π键 原子轨道“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移
非极性键 共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对
双键 原子间有两对共用电子对
三键 原子间有三对共用电子对
一、共价键的分类
1
非极性共价键
2
极性共价键
写出Cl2、N2、HCl、H2O的电子式。讨论其共用电子对是否偏移?
Cl Cl
:
:
:
:
:
:
:
2.1
3.0
3.0
3.0
共用电子对不偏移
共用电子对偏移
N
•
•
N
•
•
••
••
••
电荷分布均匀
﹕
H Cl
﹕
﹕
﹕
电荷分布不均匀
共用电子对
偏移程度越大
键的极性
越强
电负性
差值越大
一、共价键的极性
如:H-F > H-Cl > H-Br > H-I
H- Cl
H- O -H
δ-
δ+
δ+
δ-
﹕
H O H
﹕
﹕
﹕
式
如何表达?
一、共价键的极性
二、分子的极性
极性分子:正电中心和负电中心不重合
非极性分子:正电中心和负电中心重合
1. 概念
2. 判断方法
非极性分子
-
+
+
方法一:分子极性可根据分子的正、负电荷中心是否重合判断
CH4
NH3
H2O
BF3
极性分子
-
分子中各个键的极性向量方向:
由呈正电性原子指向呈负电性原子
电负性差值越大,键的极性越大,极性向量越大
方法二:分子极性也可根据化学键的极性的向量和是否为0判断
向量和为0,
F合=0
二、分子的极性
非极性分子
CH4
NH3
H2O
BF3
极性分子
向量和不为0,
F合≠0
向量大小:
δ+
δ-
δ-
δ+
方法三: 空间对称法(多原子分子ABn,n≥2)
分子的空间结构中心对称
直线形
平面正三角形
正四面体
分子的空间结构不中心对称
V形
三角锥形
四面体
……
化学键的极性的向量和为零
化学键的极性的向量和不为零
CO2、CS2
BF3、AlCl3
H2O、H2S
NH3、PCl3
②极性分子
①非极性分子
CH4、CCl4
CH3Cl
二、分子的极性
P52
根据下图,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
HCl是极性分子,H2 O2 Cl2是非极性分子。
双原子分子:键的极性与分子的极性一致
P52
根据下图,思考和回答下列问题:
仅含非极性键的单质,为非极性分子。(臭氧除外)
2.P4 和 C60 是极性分子还是非极性分子?
P4 和 C60 是非极性分子
P52
根据下图,思考和回答下列问题:
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
HCN H2O NH3 CH3Cl是极性分子,
CO2 BF3 CH4 是非极性分子
2.下列分子中,属于含有极性键的非极性分子的是( )A.H2O B.Cl2C.NH3 D.CCl4
解析:选D。H2O分子中O—H为极性键,分子空间结构是V形,分子的正电中心和负电中心不重合,是极性分子。Cl2是双原子单质分子,Cl—Cl是非极性键,属于含非极性键的非极性分子。NH3分子中N—H是极性键,分子空间结构是三角锥形,氮原子位于顶端,分子的正电中心和负电中心不重合,是极性分子。CCl4分子中C—Cl是极性键,分子空间结构是正四面体形,碳原子位于正四面体中心,四个氯原子分别位于正四面体的四个顶点,分子的正电中心和负电中心重合,是非极性分子
3.下列化合物中,化学键的极性和分子的极性皆相同的是( )A.CO2和SO2 B.CH4和H2OC.BF3和NH3 D.HCl和HI
解析:选D。 A中,CO2是由极性键构成的非极性分子,SO2是由极性键构成的极性分子;B中,CH4是由极性键构成的非极性分子,H2O是由极性键构成的极性分子;C中,BF3是由极性键构成的非极性分子,NH3是由极性键构成的极性分子;D中,HCl和HI都是由极性键构成的极性分子。
臭氧分子的空间结构与水分子的相似,臭氧分子中的共价键是极性键,臭氧分子有极性,但很微弱。仅是水分子的极性的28%。其中心氧原子是呈正电性的,而端位的两个氧原子是呈电负性的。
由于臭氧极性微弱,它在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度。
δ+
δ-
δ-
1.臭氧是由极性键形成的极性分子
2.比较臭氧在水中的溶解度和CCl4中的溶解度
资料卡片:——臭氧是极性分子
任务一、认识键的极性和分子的极性
【资料卡片】阅读教材P53资料卡片,认识O3是一种极性分子
O
O
O
δ+
δ-
δ-
臭氧分子的空间结构与水分子相似,分子中的共价键是极性键。臭氧分子有极性,但很微弱,仅是水分子极性的28%,其中心氧原子是呈正电性的,端位的两个氧原子是呈电负性的
练习4.双氧水是一种医用消毒杀菌剂,能有效灭杀新冠病毒,已知H2O2分子的结构如图所示,H2O2分子不是直线形的,两个H原子犹如在半展开的书的两页纸上,书面夹角为93°52′,而两个O—H与O—O的夹角为96°52′。如图所示:
H2O2分子中正电中心和负电中心是否重合?
H2O2属于极性分子还是非极性分子?
不重合;H2O2属于极性分子
①表面活性剂:课本53页
去污原理:
表面活性剂在水中会形成亲水基团向外,疏水基团向内的胶束,由于油渍等污垢是疏水的,会被包裹在胶束内腔,在摩擦力的作用下油渍脱离,达到去污目的。
疏水基团:没有
或几乎没有极性,如烃基
亲水基团:有极性
4.分子的极性在生活中的应用
②细胞膜:课本54页顶头
①稀有气体分子是非极性分子,但不含共价键
②臭氧(O3)是极性分子,共价键为极性键
③H2O2是由极性键和非极性键构成的极性分子
特别提示:
课堂练习2:判断正误
①以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子( )
②以极性键结合起来的分子一定是极性分子( )
③非极性分子只能是双原子单质分子( )
④非极性分子中一定含有非极性共价键( )
⑤同种元素之间的共价键一定是非极性键( )
⑥H2O2是由极性键和非极性键构成的极性分子( )
×
√
×
×
×
√
CH3COOH
CH3COO- + H+
Ka =
c(CH3COO-)∙ c(H+ )
c(CH3COOH)
pKa = -lgKa
pKa 越小,酸性越强
三、键的极性对化学性质的影响
键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如,羧酸是一大类含羧基的有机酸。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性越强。根据P54表2-6分析不同羧酸的pKa发生变化的原因。
二、键的极性对化学性质的影响
(1)键的极性对有机酸的酸性大小的影响
一、共价键的极性
表2−6 不同羧酸的pKa
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH)
乙酸(CH3COOH)
甲酸(HCOOH)
氯乙酸(CH2ClCOOH)
二氯乙酸(CHCl2COOH)
三氯乙酸(CCl3COOH)
三氟乙酸(CF3COOH)
4.88
4.76
3.75
2.86
1.29
0.65
0.23
思考:三氟乙酸的酸性为什么强于三氯乙酸?
δ- δ+
F−C−C−O−H
O
F
F
δ- δ+
Cl−C−C−O−H
O
Cl
Cl
吸电子基团
吸电子基团
电负性:F>Cl
21
二、键的极性对化学性质的影响
(1)键的极性对有机酸的酸性大小的影响
一、共价键的极性
表2−6 不同羧酸的pKa
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH)
乙酸(CH3COOH)
甲酸(HCOOH)
氯乙酸(CH2ClCOOH)
二氯乙酸(CHCl2COOH)
三氯乙酸(CCl3COOH)
三氟乙酸(CF3COOH)
4.88
4.76
3.75
2.86
1.29
0.65
0.23
思考:三氟乙酸的酸性为什么强于三氯乙酸?
氟的电负性大于氯的电负性,F−C的极性>Cl−C的极性;使F3C−的极性>Cl3C−的极性,导致三氟乙酸在羧基中的羟基极性增强,易电离出H+。
22
一、共价键的极性
表2−6 不同羧酸的pKa
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH)
乙酸(CH3COOH)
甲酸(HCOOH)
氯乙酸(CH2ClCOOH)
二氯乙酸(CHCl2COOH)
三氯乙酸(CCl3COOH)
三氟乙酸(CF3COOH)
4.88
4.76
3.75
2.86
1.29
0.65
0.23
δ- δ+
Cl−C−C−O−H
O
吸电子基团
极性变大
Cl原子数目越多,吸引电子能力越大
使羧基中的羟基极性越大
羧酸的酸性越强
酸性:三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸
23
一、共价键的极性
表2−6 不同羧酸的pKa
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH)
乙酸(CH3COOH)
甲酸(HCOOH)
氯乙酸(CH2ClCOOH)
二氯乙酸(CHCl2COOH)
三氯乙酸(CCl3COOH)
三氟乙酸(CF3COOH)
4.88
4.76
3.75
2.86
1.29
0.65
0.23
δ- δ+
R−C−O−H
O
推电子基团
极性变小
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
酸性:甲酸>乙酸>丙酸
24
-NO2 > -CN > -F > -Cl > -Br > -I > -CC > -OCH3 > -OH > -C6H5 > -C=C
常见的吸电子基团:
常见的推电子基团:
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。
吸电子基,吸电子能力越强,电子向氯原子方向偏移程度越大,使羧基中羟基的极性增大,更容易电离出H+ 。
三、从分子结构比较酸性强弱
·含氧酸
羧酸的酸性 基本模型 R-COOH
(CH3)3C- > (CH3)2CH- > CH3CH2- > CH3-
叔丁基
异丙基
练习5.下列羧酸的酸性比较错误的是( )
A.甲酸>乙酸>丙酸 B.氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸
C.氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸 D.二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸
C
练习6.试比较下列有机酸的酸性强弱:
①CF3COOH ②CCl3COOH ③CHCl2COOH
④CH2ClCOOH ⑤CH3COOH ⑥CH3CH2COOH
________________________。
①>②>③>④>⑤>⑥
一、共价键的极性
共价键的极性和分子的极性的关系
小结
正负电荷中心
是否重合
分子的空间
结构
共价键的
极性
决定
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,共价键为极性键
钠和水的反应和钠和乙醇的反应谁更剧烈?
钠和水的反应
钠和乙醇的反应
H
O
H
δ+
δ-
δ+
C2H5
O
H
δ-
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:
水分子 > 乙醇分子
三、从分子结构比较酸性强弱
四、分子极性的应用——溶解性
CCl4
H2O
I2
C2H5OH
CCl4
I2
C2H5OH
相似相溶
四、分子极性的应用——溶解性
C2H5OH
相似相溶
乙醚
· 极性弱
· 溶于油脂
· 大脑神经
· 易挥发
· 麻醉剂
在18世纪以前,医生做外科手术没有麻醉剂,开肚、截肢,病人得忍受巨大的痛苦。为了防止病人挣扎,往往要将患者捆绑在手术台上,采用放血、用棒将病人击昏、用绳索勒颈窒息等方法,让病人暂时失去知觉,然后很快地做完手术。这种惨不忍睹的手术方法,虽然能减少病人的一些痛苦,但手术的死亡率极高,60%的人在手术中死去了。
在进行手术前,莫顿让病人吸入乙醚
四、分子极性的应用——溶解性
CCl4
H2O
I2
C2H5OH
CCl4
I2
C2H5OH
相似相溶
非极性部分
极性部分
四、分子极性的应用——溶解性
C2H5OH
相似相溶
C17H35COOH
亲水端
增强极性部分
非极性部分
亲油端、疏水端
极性部分
硬脂酸
课堂小结
分子的极性
键的极性对化学性质的影响
极性分子:分子内正电中心和负电中心不重合
非极性分子:分子内正电中心和负电中心重合
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
键的极性
非极性键:同种元素构成,电子对不偏移
极性键:不同种元素,电子对偏移
课堂练习
1.下列叙述正确的是( )
A.构成单质分子的微粒一定含有共价键
B.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C.非极性键只存在于双原子单质分子里
D.不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键
B
2.下列叙述中正确的是( )
A.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越大,热稳定性
也越强
B.以极性键结合的分子,一定是极性分子
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
课堂练习
3.有一种AB2C2型分子,在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中,正确的是( )
A.假设为平面四边形,则该分子一定为非极性分子
B.假设为四面体形,则该分子一定为非极性分子
C.假设为平面四边形,则该分子可能为非极性分子
D.假设为四面体形,则该分子可能为非极性分子
C
EVCapture4.1.9软件录制
Lavf57.25.100
本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制,www.ieway.cn
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