2.3.1 分子结构与物质的性质（一）键极性、分子极性、键极性对分子化学性质的影响 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

2. 的原子轨道发生混杂 电子 跃迁 重叠 成键 轨道 杂化 理论要点： 各种空间结构 1. 杂化后轨道 相同、 不同 2. 混杂前后轨道 不变 3. 杂化后的轨道成键能力变强 能量 方向 能量相近 总数 杂化轨道理论复习 杂化条件： 1. 成键时才杂化 特点（重点）： 4. 体系的 降到最低（轨道间的排斥力最小） 能量 5. 杂化轨道只能用于形成σ键，或者放置孤电子对 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 中心原子杂化类型 VSEPR模型 真实分子空间形状 BF3 PCl3 HCHO H3O+ NH4+ AlF4+ SO32- NO3- CO32- 价层电子对数与杂化类型 2.根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知识填空： (1)一种有机化合物的结构简式如下： 该分子中有　　个sp2杂化碳原子；　　个sp3杂化碳原子。  价层电子对数与杂化类型 价层电子对数与杂化类型 键角的比较 3.下列分子或离子中键角由大到小排列正确的是 ①BCl3　②NH3　③H2O　④PC　⑤BeCl2 A.⑤④①②③ B.④①②⑤③ C.⑤①④②③ D.③②④①⑤ 4. CH4、NH3、H2O的VSEPR模型都为四面体形，为什么分子的空间结构不同？三者键角从大到小的顺序是什么？为什么？ 键角的比较 第三节 分子结构与物质性质 第二章 分子结构与性质 高二—人教版—化学—选必二P52—笔记P41 2025-2026学年第一学期 第1课时 共价键的极性 2026.2.4 7 共价键 极性共价键 非极性共价键 H—Cl δ＋ δ－ 氯化氢分子中的极性共价键 由不同原子形成的共价键，共用电子对会发生偏移（电荷分布不均匀） 由相同原子形成的共价键，且共用电子对不发生偏移（电荷分布均匀） 小结：键的极性产生的实质是键合原子对键合电子的吸引力不同，即元素的电负性不同。 一、键的极性 注：（1）电负性差值越大的两原子形成的共价键的极性越强 （2）共用电子对偏移程度越大，键的极性越强 电负性： 2.1 3.0 H—Cl 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。 极性的表示方法——极性向量 一、键的极性 10 Q1: 如何比较共价键极性的大小呢？ 请判断下列共价键极性大小： ①C-H N-H O-H F-H ②F-H Cl-H Br-H I-H < < < > > > 共用电子对的偏移程度越大，键的极性越强 成键原子的电负性差值越大，键的极性越强 一、键的极性 一、键的极性 对分子性质的影响 Q2: 写出乙酸的电离方程式；根据pKa数据判断丙酸、乙酸、甲酸酸性强弱，根据共价键的极性，分析酸性强弱的原因？ Q3: 根据pKa，推测“氯原子”属于“推电子基”还是“吸电子基”，结合原子电负性判断？ 烷基是推电子基，使羧基中羟基极性变小，羧基的酸性变弱。烷基越长，推电子效应越大 Cl、F等电负性大的原子是吸电子基，使羧基中羟基极性变大，羧基酸性变强。 吸电子基越多，吸电子效应越强，电负性越大，吸电子效应越强 1、键的极性对羧酸酸性的影响 一、键的极性 对分子性质的影响 2、钠与水、钠与乙醇反应的异同 Q3: 写出钠与乙醇反应的化学方程式，回忆实验现象 钠和水： 钠和乙醇： 浮、熔、游、响、红 沉、熔、游、不响 Q4: 从结构角度考虑为何会有上述差异？ 乙基是推电子基，使羟基相较于水中O-H键，极性更小，难以断裂，反应活性降低 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？ 分子的极性又是根据什么来判定呢？ 二、分子的极性 二、分子的极性 H2O CCl4 能否被带有静电的物体吸引（排斥） 极性分子&非极性分子 分子的空间结构 是否空间对称 分子中 “正电中心” 与“负电中心” 是否重叠 能 不能 极性分子 非极性分子 v形 正四面体形 不对称 对称 105º F1 F2 F合≠0 不重叠 重叠 非极性分子 电荷分布均匀、对称的分子 或者：正电中心与负电中心重合 极性分子 电荷分布不均匀、不对称的分子 或者：正电中心与负电中心不重合，使分子的某一个部分呈正电性(δ+),另一部分呈负电性(δ-)。 要对分子极性进行判断，也可用极性向量。极性向量的矢量和指向的一端，说明该处负电荷更为集中，为极性分子。若矢量和为零，为非极性分子。 二、分子的极性 二、分子的极性 二、分子的极性 Q6: 结合下列信息，分析臭氧分子的极性 回答下列问题： ①CO2　②O2　③HClO　④P4　⑤C60　 ⑥H2O ⑦CH2==CH2　⑧HCN　⑨C2H5OH　⑩NH3　 ⑪BF3 ⑫CH4　⑬SO3　⑭CH3Cl　 ⑮Ar　⑯H2O2 ⑰O3 ⑱CCl4 (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_________________________________________ NH3与H2O之间能形成氢键 （1）为何H2、O2、CH4、N2在水中溶解度很小？ （2）为何Cl2、CO2在水中溶解度比H2、O2、N2大？ （4）NH3与SO2都属于极性分子，为何NH3比SO2溶解度大？ （3）为何NH3、SO2的溶解度比CO2大？ 水是极性分子，H2、O2、CH4、N2都是非极性分子。它们在水中的溶解度不大。 Cl2，CO2虽然也是非极性分子，但能与水反应，所以比其他非极性分子在水中的溶解度大一点。 NH3、SO2都是极性分子，相似相溶，且都能与水反应 “相似相溶”：a.极性相似，相互易溶解。 ①NH3极易溶于水，CH4难溶于水。 ②NH3是极性分子，CH4非极性分子，H2O是极性分子。根据“相似相溶”规律，NH3在水中的溶解度大于CH4在水中的溶解度。 ③NH3分子和水分子之间可以形成氢键，使溶质和溶剂间的作用力增强，溶质的溶解性越好。 油漆中的化学物质大多为非极性分子，有机溶剂也是非极性溶剂，而水为极性溶剂。根据“相似相溶”规律，应当用有机溶剂溶解油漆。 （1）由②试管现象比较I2在水与CCl4中溶解度大小，试解析原因 ① ② ③ I2在CCl4中溶解性较好，因为I2和CCl4都是非极性分子，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而水是极性分子（相似相溶）。因此水层颜色明显变浅，而CCl4层呈紫红色 根据以下实验及现象，回答问题 （2）实验①→②的过程称为“萃取”。请归纳 “萃取剂”的特点 加入少量浓KI溶液 振荡，静置 加入少量CCl4 振荡，静置 ① 碘水 ② ③ ①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大；②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶； ③萃取剂与溶质不反应。 （3）结合反应方程式解析②→③过程的现象 碘水中加人浓的KI溶液后，由于发生反应:I2+I-⇌I3-， 生成的 盐KI3具有很强的极性，易溶于水，难溶于四氯化碳。下层I2浓度减少，红色变浅；水层I3-浓度增大，由无色变浅黄色 “相似相溶”——分子结构的相似性。低碳醇（乙醇）中的烃基较小，对羟基的影响较小，分子中的-OH与水分子中的-OH性质相近，因而低碳醇能与水互溶；而高碳醇（戊醇）的烃基较大，对羟基的影响较大，其分子中的-OH与水分子的-OH相似性差异较大，因而高碳醇在水中的溶解度很小。 相似相溶：b.分子结构相似，溶解度增大，相似程度越大，溶解度越大 固体升温减压 会液化 液体升温减压 会气化 【思考】水的三态变化，有没有发生化学变化？有没有破坏化学键？有没有能量变化？ 没有发生化学变化，没有破坏化学键，需要吸收能量 范德华力 范德华力广泛存在于分子之间，只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力，如固体和液体物质中。 ①所有非金属氢化物 如H2O、H2S、NH3、HCl、CH4、HF ②部分非金属单质 如卤素（X2）、O2、S8、N2、P4（白磷）、C60、 稀有气体 ③部分非金属氧化物 CO2、P4O6、SO2等 ④几乎所有的酸 ⑤绝大多数有机物 （1）对比共价键键能与范德华力，范德华力的大小有什么特点？ （2）对比HI、HBr、HCl，其范德华力与相对分子质量有什么联系？ 范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。范德华力是存在于分子间的作用力，不属于化学键。 组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大 （3）Ar、CO、HCl相对分子质量相近，其范德华力的大小与什么因素有关？ （4）比较这些分子的范德华力与其熔沸点的关系 相对分子质量相近时，分子的极性越大，范德华力越大 分子间的范德华力越大，物质的熔沸点越高 由 分 子 构 成 的 物 质 由分子组成的物质，当分子的组成与结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大。因此，由于F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量逐渐增大，范德华力也逐渐增大，F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点越来越高。 在同分异构体中，一般支链数越多，范德华力越小，物质熔、沸点就越低。 对于同一主族元素的氢化物而言，结构相似，从上到下，相对分子质量逐渐增大，范德华力增大，沸点依次升高。 在同主族氢化物中，HF、H2O、NH3沸点反常地高，说明什么？ HF、H2O、NH3分子间有比范德华力强的作用力 （1）定义：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。它是由已经与电负性很大的原子（N、O、F）形成共价键的氢原子，与另一电负性很大的原子（N、O、F）之间的作用力。 H2O分子中，O原子sp3杂化轨道中的未成对电子与H原子的1s轨道电子配对形成共价键。由于O的电负性（3.5）比H的电负性（2.1）大得多，共用电子对强烈地偏向O的一边，使H原子的核几乎全部裸露出来。几乎裸露的H原子核与另一个H2O分子中O原子的某一孤电子对之间产生了静电吸引作用，即氢键。 （2）本质：一种静电作用，比化学键弱得多，不属于化学键，但也有键长、键能。是除范德华力外的另一种分子间作用力，氢键很弱：化学键>氢键>范德华力。与H结合的原子电负性越强，氢键强度越大。 （3）形成条件与表示： （4）特征： ①方向性： X—H ‧‧‧ Y三个原子尽可能在同一条直线上。 ②饱和性：每个氢原子核只能形成一个氢键。每个孤电子对也只能形成一个氢键。 ① 分子间氢键： H2O、 NH3 、HF、 C2H5OH、CH3COOH ② 分子内氢键： 邻羟基苯甲醛 （熔点-7℃） （5）氢键的分类： 对羟基苯甲醛 （熔点115℃） 邻羟基苯甲醛中的羟基氢与醛基氧距离很近，形成分子内氢键。由于氢键具有饱和性，在分子间不存在氢键。 对羟基苯甲醛中的羟基氢与醛基氧距离太远，不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键。 （6）氢键对物质性质的影响 （6）氢键对物质性质的影响 氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水小。 具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体（或对映异构体）。有手性异构体的分子叫做手性分子。 手性的基本特征就是物体与镜像的关系，看似对称，但无论怎样旋转，它们都无法重合。 5.请解释下列现象: (1)同样是直线形非极性分子，常温下二氧化碳是气体而二硫化碳是液体。 由于氧和硫为同一主族元素，所以CO2和CS2是组成和结构相似的分子。组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的沸点越高。由于CS2的相对分子质量比CO2的大，因此， CS2的沸点比CO2的高，所以常温下CO2是气体而CS2是液体。 (2)碘易溶于四氯化碳而难溶于水。 I2和CCl4为非极性分子，而H2O为极性分子，根据相似相溶原理，碘易溶于四氯化碳而难溶于水。 物质的宏观性质 微观解释 1.分子有极性分子和非极性分子 共价键有极性共价键和非极性共价键， 正电中心和负电中心是否重合。 2.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性 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H+。 3.卤素单质从F2到 I2的熔、沸点越来越高 卤素单质都是由分子构成的物质，从F2到I2的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大。 4.对羟基苯甲醛的沸点高于邻羟基苯甲醛的沸点 对羟基苯甲醛能形成分子间氢键， 邻羟基苯甲醛形成分子内氢键。 5.碘易溶于四氯化碳而难溶于水 I2和CCl4为非极性分子，而H2O为极性分子，根据相似相溶原理，I2易溶于CCl4而难溶于H2O。 书P65 结构决定性质、性质反映结构。请对下表中有关物质的宏观性质做出微观解释。 43 Lavf58.20.100 Lavf58.46.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $