内容正文:
第一章
化学反应的热效应
第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
本节重点
能根据分子的结构特点和键的极性判断分子的极性.
第1课时
共价键的极性
1
电荷分布均匀 共用电子对不偏移
电荷分布不均匀 共用电子对偏移
根据分子的结构式可以看出有的原子共用一对电子,有的共用两对电子,可以将共价键进行分类
Cl-Cl O=O N≡N
H-O-H O=C=O
分 类 标 准 类 型
原子轨道重叠方式
σ 键、 π 键
共用电子对数目
单键、双键、三键
共用电子对是否偏移
极性键、非极性键
为什么电子对会偏移?电子对是怎样偏移的?
共价键
非极性键:
极性键:
同种原子形成的共价键,电子对不发生偏移。
不同种原子形成的共价键,电子对发生偏移。
Cl—Cl
H—Cl
1.共价键的极性
3.0
3.0
电负性相同
共用电子对不偏移
电荷分布均匀
非极性键
2.1
3.0
电负性不同
共用电子对偏移
电荷分布不均匀
极性键
1.实质:成键的原子对键合电子的吸引力不同,即电负性不同。
电负性
差值越大
共用电子对
偏移程度越大
键的极性
越强
主题1:键的极性与分子的极性
2.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。
3.0
3.0
3.0
2.1
Cl—Cl
H—Cl
δ+
δ-
δ+
δ-
1.共价键的极性
主题1:键的极性与分子的极性
例1、指出下列物质中的共价键类型
1、O2
2 、CH4
3 、CO2
4、 H2O2
5 、Na2O2
6 、NaOH
非极性键
极性键
极性键
极性键和非极性键
非极性键
极性键
主题1:键的极性与分子的极性
根据共用电子对是否偏移(或电荷分布是否均匀),共价键有极性、非极性之分,以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分呢?
2.分子的极性
μ≠0,极性分子
分子的某个部分呈正电性(δ+),另一部分呈负电性(δ-)
δ-
δ+
δ+
NH3
+
-
+
键有非极性键与极性键之分。由共价键构成的分子有非极性分子与极性分子之分。
μ=0,非极性分子
主题1:键的极性与分子的极性
分子的极性
极性分子:
非极性分子:
正电中心和负电中心不重合的分子。 μ≠0
正电中心与负电中心重合的分子。 μ=0
思考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
双原子分子:键的极性与分子的极性一致。
思考2、P4和C60是极性分子还是非极性分子?
C60
仅含非极性键的单质,为非极性分子。
主题1:键的极性与分子的极性
非极性分子极 性分子
非极性分子
讨论
思考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
δ+
δ-
δ-
δ-
δ+
δ-
δ-
正电中心和负电中心重合(分子空间结构对称),为非极性分子。
δ+
δ+
δ+
δ+
δ-
主题1:键的极性与分子的极性
非极性分子
讨论
思考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
δ+
δ-
δ+
δ-
δ+
δ+
δ-
δ-
δ+
δ+
δ+
正电中心和负电中心不重合(分子空间结构不对称),为极性分子。
主题1:键的极性与分子的极性
极性分子
讨论
键的极性与分子的极性有什么关系?
只含有
非极性键
非极性分子
只含有
极 性键
极 性 分 子
非极性键
极 性 键
非极性键
一定
分子中
可能
可能
可能
可能
一定
可能
主题1:键的极性与分子的极性
μ≠0,极性分子
μ≠0,极性分子
μ=0,非极性分子
μ=0,非极性分子
主题1:键的极性与分子的极性
方法1:物理模型法(根据分子的极性向量和是否为0)
3.分子的极性判断
方法2:根据正电中心和负电中心是否重合
正电中心和负电中心不重合 极性分子
正电中心和负电中心不重合 极性分子
正电中心和负电中心不重合 非极性分子
HCl
H2O
CO2
3.分子的极性判断
分子 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2
化合价绝对值
价电子数
孤电子对
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
0
0
0
0
2
1
1
方法3: 根据中心原子的化合价判断(ABn分子)
非极性分子:中心原子的化合价的绝对值=该元素的价电子数时,分子立体构型对称
极性分子:中心原子的化合价的绝对值≠其价电子数,分子立体构型不对称
3.分子的极性判断
Ⅰ一般情况下,单质分子为非极性分子,但O3是V形分子,其空间结构不对称,O3中的共价键是极性共价键,故O3为极性分子。
δ+
δ-
δ-
极性键
注意:
主题1:键的极性与分子的极性
Ⅱ H2O2的结构式为H —O—O—H,空间结构是不对称的,为极性分子。
课堂检测
1.正误判断
(1)以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子( )
(2)以极性键结合的双原子分子一定是极性分子( )
(3)以极性键结合的分子一定是极性分子( )
(4)非极性分子只能是双原子单质分子( )
(5)非极性分子中一定含有非极性共价键( )
(6)由同种元素组成的非金属单质分子一定是非极性分子( )
(7)空间结构对称的ABn型分子为非极性分子( )
√
√
√
×
×
×
×
课堂检测
2.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_________(填序号,下同);,
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
⑦⑯
①②④⑤⑥⑦⑪⑫⑬⑮
③⑧⑨⑩⑭⑯
极性键
非极性键
极性分子
非极性分子
双原子分子,如HCl、NO、HBr等
V形分子,如H2O、H2S、SO2等
三角锥形分子,如NH3、PH3等
四面体形分子,如CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl等
分子不具有对称中心
只含
分子具有对称中心
单质分子(O3除外),如Cl2、N2、P4等
直线形分子,如CO2、CS2等
平面三角形分子,如BF3、SO3等
正四面体形分子,如CH4、CCl4、CF4等
结论:结构对称→非极性分子;结构不对称→极性分子
小结:
H
O
H
δ+
δ-
C2H5
O
H
δ+
δ-
钠和水的反应
钠和乙醇的反应
羟基的极性:
水分子 > 乙醇分子
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
1.钠与乙醇和水反应的比较
主题2:键的极性对化学性质的影响
18
+ H+
Ka越大,酸性越强
pKa越小,酸性越强
pKa= - lgKa
羟基的极性越大(即共用电子对的偏移程度越大),O—H越容易断开,酸性越强。
2.键的极性对有机酸的酸性大小的影响
主题2:键的极性对化学性质的影响
思考与讨论
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
1.甲酸的酸性大于乙酸的酸性大于丙酸的酸性的原因?
2.三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性大于氯乙酸酸性的原因?
3.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸酸性大于氯乙酸酸性的原因?
主题2:键的极性对化学性质的影响
羧酸 丙酸(C2H5COOH) 乙酸(CH3COOH) 甲酸(HCOOH)
pKa 4.88 4.76 3.75
烃基越小,酸性越强
烃基越长,推电子效应越大
O—H的极性越弱
烃基是推电子基团
羧酸的酸性越弱
推电子基团
极性变小
主题2:键的极性对化学性质的影响
羧酸 氯乙酸
(CH2ClCOOH) 二氯乙酸
(CHCl2COOH) 三氯乙酸
(CCl3COOH)
pKa 2.86 1.29 0.65
氯原子越多,极性越强
极性: Cl3C—>Cl2CH—>ClCH2—
O—H极性不同
氯原子越多,酸性越强
吸电子基团
δ- δ+
主题2:键的极性对化学性质的影响
羧酸 三氯乙酸(CCl3COOH) 三氟乙酸(CF3COOH)
pKa 0.65 0.23
3.0
4.0
极性:F—C>Cl—C
极性: F3C—>Cl3C—
O—H极性不同
酸性增强
吸电子基团
吸电子基团
电负性:F>Cl
δ- δ+
δ- δ+
极性变大
极性变更大
主题2:键的极性对化学性质的影响
-NO2 >-CN >-F >-Cl >-Br >-I > CC >-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-
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+ 。
试比较下列羧酸的酸性强弱(填“>”“<”或“=”):
HCOOH CH3COOH;CH3COOH ;
CH3CH2COOH CF3COOH。
解析:烷基是推电子基团,烷基中碳原子数越多,形成的羧酸的酸性越弱;当烷基中含有电负性较大的原子(如F、Cl)时,羧酸的酸性增强。
>
<
<
课堂检测
25
课堂小结
分子的空间
结构
共价键的
极性
决定
共价键的极性和分子的极性的关系
正负电荷中心
是否重合
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
分子结构
化学键的极性
物质的化学性质
Thank you for watching
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