2.3.1 共价键的极性 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦共价键与分子的极性及键极性对化学性质的影响，以微波炉加热食物中水分子运动的生活实例导入，通过共价键分类过渡到分子极性，结合键极性与空间结构分析分子极性成因，构建从微观结构到宏观性质的学习支架。 其亮点在于融合化学观念与科学思维，以“结构决定性质”为核心，通过向量和法、空间结构对称法等模型建构分子极性判断方法，结合H₂O₂结构分析、有机酸酸性比较等实例培养证据推理能力。采用问题驱动与表格归纳，学生能深化微观探析，教师可借助清晰逻辑与实例提升教学效果。

第二章 分子结构与性质 第三节 分子结构与物质的性质 第1课时 共价键的极性 通电 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。 问题：水分子为什么会在电场作用下快速掉头、转圈？ 1.共价键的分类 同种原子 非极性键 不同原子 非极性键 任务一 键的极性和分子的极性 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 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 键的极性和分子的极性 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 键的极性和分子的极性 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 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？ 任务一 键的极性和分子的极性 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 ± 任务一 键的极性和分子的极性 共价键的极性和分子的极性之间有必然的联系吗？ 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。 非极性分子 极性分子 非极性分子 任务一 键的极性和分子的极性 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- 非极性分子 任务一 键的极性和分子的极性 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。 极性分子 任务一 键的极性和分子的极性 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 任务一 键的极性和分子的极性 任务一 键的极性和分子的极性 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 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 键的极性和分子的极性 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 方法一：向量和法（根据分子的极性向量和是否为0） 任务一 键的极性和分子的极性 4.分子的极性判断方法 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 键的极性和分子的极性 臭氧是极性分子还是非极性分子？从结构上如何理解？ 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，具有微弱的极性。 极性 极性键 O3 δ+ δ- δ- H2O2的结构式怎么写？H2O2属于何种分子？ H—O—O—H 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 探究课堂 任务一 键的极性和分子的极性 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 中心原子A的化合价的绝对值 ≠价电子数 极性分子 ABn型分子 =价电子数 非极性分子 4.分子的极性判断方法 方法三：中心原子的化合价法 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。 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。 任务二 键的极性对化学性质的影响 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 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。 任务二 键的极性对化学性质的影响 补充：分子结构修饰与分子的性质 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新的分子，分子被修饰后，其性质也可以发生显著的变化。 布诺芬的成酯修饰 甜度增加600倍，热量值极低，可供糖尿病患者食用 提高药物疗效、降低对胃、肠道的刺激性 任务二 键的极性对化学性质的影响 科普小能手 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。 烷基磺酸根离子 胶束 表面活性剂在水的表面形成单分子层 细胞和细胞器的双分子膜 1、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（ ） ④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（ ） ⑥极性分子中不可能含有非极性键( ) ⑦H2O2是由极性键和非极性键构成的极性分子 (　　) √ × × × × × √ 学习评价 3、下列物质：①BeCl2　②Ar　③白磷　④BF3　⑤NH3　⑥H2O2，其中含极性键的非极性分子是(　　 ) A、①④⑥ B、②③⑥ C、①④ D、①③④⑤ C 2、在下列物质中，分子中电荷空间分布对称的是(　　) ①CO2　 ②CCl4　 ③NH3　 ④H2O　 ⑤HBr A、①②④ B、②④⑤ C、③⑤ D、①② D 学习评价 5、下列有机酸的酸性由强到弱的顺序为_________________________(填序号)。 ①CF3COOH　 ②CCl3COOH　 ③CHCl2COOH ④CH2ClCOOH　 ⑤CH3COOH　 ⑥CH3CH2COOH ①＞②＞③＞④＞⑤＞⑥ 4、下列关于羧酸酸性说法错误的是（ ） A.羧酸羧基可电离出H+而呈酸性 B.羧酸的酸性可用pKa=-lgKa的大小来衡量 C.羧酸pKa越大，酸性越强 D.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸 C 学习评价 分子极性的判断方法 双原子分子 单质—— 化合物—— 非极性分子 极性分子 ABn型分子 正电中心和负电中心是否重合 分子空间结构是否对称 非极性分子：中心原子A的化合价的绝对值=其价电子数 极性向量之和是否为零 课堂小结 烃基越长，推电子效应越强，酸性越弱 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 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 分子的极性 键的极性 共价键的极性 键的极性对化学性质的影响 课堂小结 6．短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大。X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，Y与X同主族，Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1，下列说法错误的是（ ） A．XW4为非极性分子 B．Y、Z、W最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是W>Z>Y C．ZW2分子是由极性键构成的非极性分子 D．XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均为sp3杂化 C 学习评价 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $