2.3.2分子结构与物质的性质 讲义-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修2

本高中化学讲义聚焦分子结构与物质的性质，系统梳理共价键极性的判断依据、强弱影响因素，以及与分子极性的关系，进而阐述分子极性对溶解性、熔沸点的影响和键的极性对酸碱性、反应活性的作用，构建完整知识链。 资料通过实例分析（如HF到HI极性比较）帮助学生建立“结构决定性质”的化学观念，设计对点练习和作业培养科学思维，课中辅助教师系统授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，提升学习效果。

2.3.2分子结构与物质的性质 一、共价键的极性 共价键是原子间通过共用电子对相互结合形成的化学键。当形成共价键的两个原子对共用电子对的吸引能力存在差异时，共用电子对会向吸引电子能力更强的原子偏移，导致共价键两端分别显正电性与负电性，产生分离的正负电中心，此类共价键被定义为极性共价键；若两个原子对共用电子对的吸引能力相同，共用电子对不发生偏移，共价键两端不存在分离的正负电中心，该类共价键则为非极性共价键。 1.判断共价键极性的依据 判断共价键是否具有极性，核心在于形成共价键的两个原子的电负性差异。电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力的标度，电负性数值越大，原子吸引电子的能力越强。 （1）同种元素的原子形成共价键时，因为两个原子的电负性相同，共用电子对不发生偏移，所以形成的是非极性共价键，比如H₂中的H-H键、O₂中的O=O键、Cl₂中的Cl-Cl键等。 （2）不同种元素的原子形成共价键时，由于原子的电负性不同，共用电子对会偏向电负性较大的原子，从而形成极性共价键，比如HCl中的H-Cl键，氯的电负性大于氢，共用电子对偏向氯原子，使得氯原子一端显负电性，氢原子一端显正电性；再比如H₂O中的O-H键，氧的电负性大于氢，共用电子对偏向氧原子。 2.共价键极性的强弱 共价键极性的强弱取决于形成共价键的两个原子的电负性差值大小，电负性差值越大，共用电子对偏移的程度越大，共价键的极性就越强。 例如，HF、HCl、HBr、HI这四种氢化物中的共价键，氟、氯、溴、碘的电负性依次减小，它们与氢的电负性差值也依次减小，所以H-F键的极性最强，H-I键的极性最弱。 3.共价键极性与分子极性的关系 （1）只含非极性共价键的分子，一定是非极性分子，比如H₂、O₂、N₂等单质分子，因为分子内电荷分布均匀，正负电中心重合。 （2）含极性共价键的分子，不一定是极性分子。如果分子的空间结构对称，使得分子内正负电中心重合，那么该分子就是非极性分子，比如CO₂分子，它是直线形结构，两个C=O键的极性相互抵消，分子整体正负电中心重合，属于非极性分子；再比如CH₄分子，是正四面体结构，四个C-H键的极性也相互抵消，分子为非极性分子。如果分子的空间结构不对称，正负电中心不重合，就是极性分子，比如H₂O分子是V形结构，两个O-H键的极性无法抵消，分子正负电中心不重合，属于极性分子；NH₃分子是三角锥形结构，也是极性分子。 存在： ①非极性共价键：非金属单质(如O2、P4、石墨等，但稀有气体除外)；某些共价化合物（如H2O2、CH2=CH2）或离子化合物（如Na2O2）； ②极性共价键：共价化合物（如H2O、CH4、HCl、HCN）或含原子团的某些离子化合物（如NaOH、Na2SO4、NaCN）。 4.共价键极性的应用 （1）影响物质的溶解性：根据“相似相溶”原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。比如HCl是极性分子，易溶于极性的水；而Cl₂是非极性分子，在水中的溶解度较小，却易溶于非极性的四氯化碳。 （2）影响化学反应：极性共价键在化学反应中更容易断裂，因为共用电子对的偏移使得键的一端带有部分正电荷，另一端带有部分负电荷，在反应时更容易受到带有相反电荷的粒子的攻击。比如在有机反应中，极性较强的C-H键相对更容易发生取代反应等。 【对点练习】 1.下列关于键的极性和分子极性的说法中，错误的是 A．只有非极性键的分子一定是非极性分子 B．含极性键的非极性分子，其空间结构是对称的 C．不同元素形成的双原子分子一定是极性分子 D．极性分子中一定只含有极性键 【解析】A．只有非极性键的分子一定是非极性分子，如氢气、氧气都是非极性分子，故A正确；B．含极性键的非极性分子，其空间结构是对称的，如甲烷、四氯化碳，故B正确；C．不同元素形成的双原子分子一定是极性分子，如氯化氢是极性分子，故C正确；D．极性分子中不一定只含有极性键，如H2O2是极性分子，含有极性键和非极性键，故D错误；故选D。 【答案】D 二、分子的极性 分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷分布不均匀、不对称，这样的分子就是极性分子；反之，正负电荷中心重合，电荷分布均匀、对称的分子为非极性分子。 1.分子极性的判断依据 （1）双原子分子的极性判断 双原子分子的极性取决于成键原子之间的化学键是否为极性键。 ①由同种原子构成的双原子分子，如H₂、O₂、Cl₂等，原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，正负电荷中心重合，属于非极性分子。 ②由不同种原子构成的双原子分子，如HCl、CO、NO等，不同原子吸引电子的能力不同，共用电子对偏向吸引电子能力强的原子，导致正负电荷中心不重合，属于极性分子。 （2）多原子分子的极性判断 多原子分子的极性不仅与化学键的极性有关，还与分子的空间构型密切相关。 ①含有极性键的多原子分子，如果空间构型对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子。比如CO₂，分子呈直线形，两个C=O键的极性相反，相互抵消，整个分子的正负电荷中心重合，属于非极性分子；再如CH₄，分子呈正四面体形，四个C-H键的极性完全抵消，正负电荷中心重合，也是非极性分子。 ②含有极性键的多原子分子，如果空间构型不对称，正负电荷中心不重合，就是极性分子。比如H₂O，分子呈V形，两个O-H键的极性无法抵消，正负电荷中心不重合，属于极性分子；NH₃分子呈三角锥形，N-H键的极性不能相互抵消，正负电荷中心不重合，也是极性分子。 2.键的极性与分子极性的关系 (1)只含非极性键的分子一定是非极性分子（除O3）； (2)含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)； (3)极性分子中一定有极性键（如H2O），非极性分子中不一定含有非极性键(如CO2)； (4)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)； (5)极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)； (6)含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定，等于零时是非极性分子。 【对点练习】 1.下列物质中，既有极性键，又有非极性键的非极性分子是(　　) A．二氧化硫 B．四氯化碳 C．双氧水 D．乙炔 【答案】D 【解析】分子中既有极性键又有非极性键，则分子中必须既有同种元素原子间所形成的键，又有不同种元素原子间所形成的键，而在A、B选项中同种原子间没有成键，没有非极性键。要求分子为非极性分子，则分子的空间构型一定是对称的，只有这样才能使分子中正、负电荷的中心重合，使分子无极性。故选D。 2.实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl的夹角为180°由此可判断BeCl2属于（ ） A.由极性键形成的极性分子 B.由极性键形成的非极性分子 C.由非极性键形成的极性分子 D.由非极性键形成的非极性分子 【答案】B 【解析】BeCl2中Be—Cl是不同元素形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl的夹角为180°,说明分子是对称的，正电中心与负电中心重合，BeCl2属于非极性分子，故BeCl2是由极性键形成的非极性分子。 三、分子极性对物质性质的影响 1.溶解性 根据“相似相溶”原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。比如HCl、NH₃等极性分子易溶于水这种极性溶剂，而苯、四氯化碳等非极性分子易溶于汽油等非极性溶剂。 2.熔沸点 对于组成和结构相似的分子晶体，极性分子的熔沸点通常比非极性分子高。这是因为极性分子之间存在取向力、诱导力和色散力，而非极性分子之间只有色散力，极性分子间的分子间作用力更强，需要更多能量才能破坏这些作用力，所以熔沸点更高。比如同为卤素单质，Cl₂、Br₂、I₂的熔沸点依次升高，而HCl、HBr、HI作为极性分子，它们的熔沸点也高于相对分子质量相近的非极性分子。 3.导电性 极性分子在水溶液中或熔融状态下可能电离出离子，从而导电。比如HCl是极性分子，溶于水后电离出H⁺和Cl⁻，水溶液能导电；而非极性分子一般在水溶液和熔融状态下都不能导电，如苯、甲烷等。 四、键的极性对化学性质的影响 1.对酸碱性的影响 （1）对于含氧酸，中心原子与氧原子之间的键的极性会影响酸的强弱。比如硫酸（H₂SO₄）和亚硫酸（H₂SO₃），S的正电性越高，S-O键的极性越强，就越容易使O-H键的电子向O偏移，O-H键的极性增强，H⁺越容易电离。硫酸中S为+6价，亚硫酸中S为+4价，硫酸中S-O键极性更强，对应的O-H键极性也更强，所以硫酸的酸性比亚硫酸强。再比如高氯酸（HClO₄）、氯酸（HClO₃）、次氯酸（HClO），中心原子Cl的价态依次降低，Cl-O键的极性依次减弱，O-H键的极性也依次减弱，酸性依次减弱。 （2）对于氢化物的酸性，卤化氢中H-X键的极性影响酸性强弱。从HF到HI，H-X键的极性逐渐减弱，键长逐渐变长，键能逐渐减小，在水溶液中更容易断裂释放出H⁺，所以酸性依次增强，即HF<HCl<HBr<HI。 2.对化学反应活性的影响 键的极性会影响共价键的断裂方式和反应活性。比如卤代烃的取代反应，卤代烃中的C-X键是极性键，电子对偏向X，使得C原子带部分正电荷，容易被带负电的亲核试剂（如OH⁻）进攻，发生亲核取代反应。C-X键的极性越强，C原子的正电性越高，亲核试剂越容易进攻，反应活性越高。比如氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷，C-X键的极性依次减弱，但键能也依次减小，碘甲烷的C-I键最容易断裂，所以碘甲烷的亲核取代反应活性比氯甲烷高。 另外，在有机加成反应中，极性双键的反应活性更高。比如乙烯（CH₂=CH₂）中的双键是非极性的，而氯乙烯（CH₂=CHCl）中的双键由于Cl的电负性大，使得双键电子云向Cl偏移，双键具有极性，更容易被亲电试剂进攻，加成反应活性比乙烯高。 3.对物质氧化还原性的影响 键的极性会影响原子的得失电子能力。比如H₂O₂中存在O-O非极性键和O-H极性键，O-O键的键能较小，容易断裂，使得H₂O₂既有氧化性又有还原性。而H₂O中只有O-H极性键，O-H键键能较大，稳定性强，氧化还原性很弱。再比如HCl和HBr，H-Br键的极性比H-Cl键弱，键能更小，Br⁻更容易失去电子，所以HBr的还原性比HCl强。 【对点练习】 1.基团之间相互影响使官能团中化学键的极性发生变化，从而影响官能团和物质的性质。下列有关叙述中错误的是 A．乙醇(CH3CH2OH)与氢溴酸反应生成溴乙烷(CH3CH2Br)，乙醇分子中断裂碳氧键 B．与足量Na反应置换出，乙醇分子中断裂氢氧键 C．羟基中氢氧键的极性： D．酸性：甲酸 【解析】A．对比乙醇与溴乙烷的结构简式，可知溴原子取代了羟基的位置，乙醇分子中断裂碳氧键，A正确；B．2mol CH3CH2OH 与足量Na反应置换出1mol H2，乙醇分子中羟基上的氢原子被置换，断裂氢氧键，B正确；C．乙醇中的甲基有推电子作用，使乙醇分子中的氢氧键的极性比水分子中的氢氧键极性弱，C正确；D．对饱和一元脂肪酸，如甲酸、乙酸、丙酸等等，C原子数越多，酸性越弱，因此甲酸相对最强，甲酸酸性强于乙酸，D错误；故选D。 【答案】D 2.已知下列三种有机酸： 下列有关说法正确的是(　　) A．Ka甲>Ka乙>Ka丙 B．酸性强弱顺序为丙>乙>甲 C．相同浓度的三种酸，pH由小到大顺序：甲<乙<丙 D．可发生反应： 【答案】B 【解析】由题中所给信息可知：pKa甲>pKa乙>pKa丙，则Ka甲<Ka乙<Ka丙，即酸性：甲<乙<丙，B正确，A错误；pH＝－lgc(H＋)，酸性越强，pH越小，故pH：甲>乙>丙，C错误；根据较强酸可以制备较弱酸，因酸性大于，故D错误。 3.20世纪60年代，美国化学家鲍林提出了一个经验规则：设含氧酸的化学式为HnROm，其中(m－n)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧原子数(m－n)的关系如下表： m－n 0 1 2 3 含氧酸酸性强弱 弱 中强 强 很强 实例 HClO H3PO4 HNO3 HClO4 试简要回答下列问题： (1)按此规则判断，H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序为 。 (2)H3PO3和H3AsO3的形式一样，但酸性强弱相差很大。已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，试推断H3PO3和H3AsO3的分子结构： 。 (3)按此规则判断碳酸应属于 酸，与通常认为的碳酸的强度是否一致？ ，其可能的原因是 。 【答案】(1)H3AsO4<H2CrO4<HMnO4。(2)。 (3)中强 不一致， 溶于水的那部分CO2不能完全转化为H2CO3。 【解析】(1)根据题中非羟基氧原子数与酸性强弱的关系可得： 酸 H3AsO4 H2CrO4 HMnO4 m－n 1 2 3 酸性：H3AsO4<H2CrO4<HMnO4。(2)根据鲍林经验规则，H3PO3为中强酸，分子中非羟基氧原子数目应为1，而H3AsO3为弱酸，可推知H3AsO3中没有非羟基氧原子，它们的分子结构分别为。 (3)H2CO3中非羟基氧原子数为1，应为中强酸，与通常认为的碳酸是弱酸不一致。其可能原因是溶于水的那部分CO2并不能完全转化为H2CO3。 【课后作业】 1．三氯化硼(BCl3)的熔点为-107 ℃，沸点为12.5 ℃，能水解，其分子中键与键之间的夹角为120°，下列有关叙述正确的是 A．三氯化硼在液态时能导电而在固态时不能导电 B．三氯化硼中心原子采用sp杂化 C．三氯化硼分子呈正三角形，属于非极性分子 D．三氯化硼分子空间结构类似三氯化磷 【答案】C 【解析】A．三氯化硼是共价化合物，液态时不能电离出自由移动的离子，不能导电，故A错误； B．三氯化硼中硼原子的价层电子对数为3，原子的杂化方式为sp2杂化，故B错误；C．三氯化硼中硼原子的价层电子对数为3，孤对电子数为0，分子的空间结构为键角是120°的平面三角形结构，分子的结构对称，属于非极性分子，故C正确；D．三氯化硼中硼原子的价层电子对数为3，原子的杂化方式为sp2杂化，孤对电子数为0，分子的空间结构为平面三角形，三氯化磷分子中磷原子的价层电子对数为4，孤对电子数为1，分子的空间结构为三角锥形，两者的空间结构不相同，故D错误。 2.实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl的夹角为180°由此可判断BeCl2属于（ ） A.由极性键形成的极性分子 B.由极性键形成的非极性分子 C.由非极性键形成的极性分子 D.由非极性键形成的非极性分子 【答案】B 【解析】BeCl2中Be—Cl是不同元素形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl的夹角为180°,说明分子是对称的，正电中心与负电中心重合，BeCl2属于非极性分子，故BeCl2是由极性键形成的非极性分子。 3.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是 A．CH4和CCl4 B．CO2和CS2 C．NH3和CH4 D．H2O和HBr 【答案】D 【解析】A．CH4和CCl4中的C-H键和C-Cl键均为极性键，CH4和CCl4分子均为正四面体构型，高度对称，分子中正负电荷的中心重合，均为非极性分子，故A不符合题意；B．CO2含有C=O极性键，空间结构为直线形，正负电荷的中心重合，是非极性分子；CS2含有C=S极性键，空间结构为直线形，正负电荷的中心重合，是非极性分子，故B不符合题意；C．NH3含有N-H极性键，分子空间结构为三角锥形，正负电荷中心不重合，为极性分子；CH4含有C-H极性键，为正四面体构型，高度对称，分子中正负电荷的中心重合，为非极性分子，故C不符合题意；D．H2O含有H-O极性键，分子空间结构为V形，正负电荷的中心不重合，是极性分子；HCl含有H-Cl极性键，正负电荷的中心不重合，是极性分子，故D符合题意；答案选D。 4．下列有关含高能量的正离子N的化合物N5AsF6的叙述正确的是 A．化合物N5AsF6中F化合价为+3 B．N中氮氮原子间以共用电子对结合 C．N5AsF6化合物是共价分子 D．N5AsF6化合物是极性分子 【答案】B 【解析】A．氟元素的非金属性最强，不存在正化合价，故A错误；B．N离子中氮氮原子间以共用电子对结合形成非极性键，故B正确；C．N5AsF6化合物是阴阳离子形成的离子化合物，故C错误；D．N5AsF6化合物是阴阳离子形成的离子化合物，化合物中不存在分子，故D错误。 5.下列羧酸中酸性最弱的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】烃基是推电子基团，导致羧基中O−H的极性减小，电离氢离子能力减弱，酸性减小，故酸性HCOOH>CH3COOH；Cl的电负性比H大，C−Cl的极性大于C-H，导致羧基中O-H的极性增大，电离氢离子能力增强，酸性增强，C原子数相同时，Cl原子越多，酸性越强，故酸性CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH，故酸性最弱的是CH3COOH，B符合题意；故选B。 6.下列分子中共价键的极性强弱顺序正确的是( ) A.CH4> NH3>H2O>HF B. HF> H2O> NH3> CH4 C. H2O>HF> CH4> NH3 D. HF> H2O> CH4> NH3 【答案】B 【解析】比较共价键的极性，可比较成键的两个原子吸引电子能力的大小。两原子吸引电子的能力相差越大，共用电子对偏移的程度越大，则键的极性越强。题中共价键的极性按H—F、H—O、H—N、H—C的顺序依次减弱，B项正确。 7.下列说法中正确的是 A．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，不能说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2 B．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键 C．同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其酸性越强，氧化性也越强 D．由第IA族和第VIA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物 【答案】D 【解析】A．硫为非极性分子，硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，能说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2，A错误；B．甲烷中C的非金属性弱，与H相连时，不能形氢键，B错误；C．HClO的为弱酸，但是是含Cl含氧酸中氧化性最强的酸，C错误；D．由第IA族和第VIA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，为Na2O2，既含有离子键和共价键，D正确；故答案选D。 8.下列说法不正确的是 A．的酸性依次增强 B．苹果酸 含有1个手性碳原子 C．均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键 D．以极性键结合的分子不一定是极性分子 【答案】C 【解析】A．非羟基氧原子数依次增多，酸性依次增强，A正确；B．苹果酸中与羟基相连的碳原子连接四个各不相同的基团，是手性碳原子，B正确；C．HCl不能与H2O形成氢键，C错误；D．以极性键结合的分子不一定是极性分子，如甲烷是非极性分子，D正确；故选C。 9.下列关于物质的酸性大小说法正确的是（ ） A.甲酸pKa=3.75,二氯乙酸pKa=1.29,故甲酸酸性大于二氯乙酸 B.二氟乙酸的酸性小于二氯乙酸 C.丁酸的酸性大于乙酸 D.乙酸的酸性小于氟乙酸 【答案】D 【解析】pKa越小，酸性越强，故二氯乙酸酸性大于甲酸，A错误。二氟乙酸的酸性大于二氯乙酸的，这是由于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F2HC的极性大于Cl2HC一的极性，导致二氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出离子，故二氟乙酸的酸性大于二氯乙酸，B错误；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，故乙酸的酸性大于丁酸，C错误。FH2C一使羧基的酸性增强，H3C-使羧基的酸性减弱，故氟乙酸的酸性大于乙酸，D正确。 10.两种非金属元素A、B所形成的下列分子中一定属于极性分子的是 ( ) 【答案】D【解析】分析分子的空间结构，结构对称的为非极性分子。 11.已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族元素。NH3呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107°。 (1)N4分子的空间结构为，它是一种 填“极性”或“非极性”)分子。 (2)PH3分子与NH3分子的结构 (填“相同”“相似”或“不相似”)，P—H键 (填“有”或“无”)极性，PH3分子 (填“有”或“无”)极性。 (3)PCl3是一种无色澄清液体，下列对PCl3的有关描述不正确的是 (填标号)。 a．该分子呈平面三角形 b．该分子中的化学键为极性键 c．该分子为极性分子 d．因N—Cl键的键能大，故NCl3稳定 【答案】(1)非极性(2)相似 有 有（3）a 【解析】(1)N4分子的空间结构为正四面体形，所有键角、键长均相等，分子中电荷分布是对称的(正负电荷中心重合)，是一种非极性分子。(2)N原子与P原子结构相似，NH3分子与PH3分子的结构也相似，NH3分子与PH3分子中心原子孤电子对数均为＝1，价层电子对数为3，杂化轨道数为3＋1＝4，N、P原子为sp3杂化，有一孤电子对，所以分子空间结构均为三角锥形，正负电荷中心不重合，所以NH3分子与PH3分子均有极性，不同原子之间形成的共价键是极性键。(3)a.NCl3有一个孤电子对，所以NCl3呈三角锥形，a错误；b.不同原子之间形成的共价键为极性键，b正确；c.该分子是由极性键构成的极性分子，c正确；d.键能越大，分子越稳定，因N—Cl键的键能大，故NCl3稳定，d正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.3.2分子结构与物质的性质 一、共价键的极性 共价键是原子间通过共用电子对相互结合形成的化学键。当形成共价键的两个原子对共用电子对的吸引能力存在差异时，共用电子对会向吸引电子能力更强的原子偏移，导致共价键两端分别显正电性与负电性，产生分离的正负电中心，此类共价键被定义为极性共价键；若两个原子对共用电子对的吸引能力相同，共用电子对不发生偏移，共价键两端不存在分离的正负电中心，该类共价键则为非极性共价键。 1.判断共价键极性的依据 判断共价键是否具有极性，核心在于形成共价键的两个原子的电负性差异。电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力的标度，电负性数值越大，原子吸引电子的能力越强。 （1）同种元素的原子形成共价键时，因为两个原子的电负性相同，共用电子对不发生偏移，所以形成的是非极性共价键，比如H₂中的H-H键、O₂中的O=O键、Cl₂中的Cl-Cl键等。 （2）不同种元素的原子形成共价键时，由于原子的电负性不同，共用电子对会偏向电负性较大的原子，从而形成极性共价键，比如HCl中的H-Cl键，氯的电负性大于氢，共用电子对偏向氯原子，使得氯原子一端显负电性，氢原子一端显正电性；再比如H₂O中的O-H键，氧的电负性大于氢，共用电子对偏向氧原子。 2.共价键极性的强弱 共价键极性的强弱取决于形成共价键的两个原子的电负性差值大小，电负性差值越大，共用电子对偏移的程度越大，共价键的极性就越强。 例如，HF、HCl、HBr、HI这四种氢化物中的共价键，氟、氯、溴、碘的电负性依次减小，它们与氢的电负性差值也依次减小，所以H-F键的极性最强，H-I键的极性最弱。 3.共价键极性与分子极性的关系 （1）只含非极性共价键的分子，一定是非极性分子，比如H₂、O₂、N₂等单质分子，因为分子内电荷分布均匀，正负电中心重合。 （2）含极性共价键的分子，不一定是极性分子。如果分子的空间结构对称，使得分子内正负电中心重合，那么该分子就是非极性分子，比如CO₂分子，它是直线形结构，两个C=O键的极性相互抵消，分子整体正负电中心重合，属于非极性分子；再比如CH₄分子，是正四面体结构，四个C-H键的极性也相互抵消，分子为非极性分子。如果分子的空间结构不对称，正负电中心不重合，就是极性分子，比如H₂O分子是V形结构，两个O-H键的极性无法抵消，分子正负电中心不重合，属于极性分子；NH₃分子是三角锥形结构，也是极性分子。 存在： ①非极性共价键：非金属单质(如O2、P4、石墨等，但稀有气体除外)；某些共价化合物（如H2O2、CH2=CH2）或离子化合物（如Na2O2）； ②极性共价键：共价化合物（如H2O、CH4、HCl、HCN）或含原子团的某些离子化合物（如NaOH、Na2SO4、NaCN）。 4.共价键极性的应用 （1）影响物质的溶解性：根据“相似相溶”原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。比如HCl是极性分子，易溶于极性的水；而Cl₂是非极性分子，在水中的溶解度较小，却易溶于非极性的四氯化碳。 （2）影响化学反应：极性共价键在化学反应中更容易断裂，因为共用电子对的偏移使得键的一端带有部分正电荷，另一端带有部分负电荷，在反应时更容易受到带有相反电荷的粒子的攻击。比如在有机反应中，极性较强的C-H键相对更容易发生取代反应等。 【对点练习】 1.下列关于键的极性和分子极性的说法中，错误的是 A．只有非极性键的分子一定是非极性分子 B．含极性键的非极性分子，其空间结构是对称的 C．不同元素形成的双原子分子一定是极性分子 D．极性分子中一定只含有极性键 二、分子的极性 分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷分布不均匀、不对称，这样的分子就是极性分子；反之，正负电荷中心重合，电荷分布均匀、对称的分子为非极性分子。 1.分子极性的判断依据 （1）双原子分子的极性判断 双原子分子的极性取决于成键原子之间的化学键是否为极性键。 ①由同种原子构成的双原子分子，如H₂、O₂、Cl₂等，原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，正负电荷中心重合，属于非极性分子。 ②由不同种原子构成的双原子分子，如HCl、CO、NO等，不同原子吸引电子的能力不同，共用电子对偏向吸引电子能力强的原子，导致正负电荷中心不重合，属于极性分子。 （2）多原子分子的极性判断 多原子分子的极性不仅与化学键的极性有关，还与分子的空间构型密切相关。 ①含有极性键的多原子分子，如果空间构型对称，正负电荷中心重合，就是非极性分子。比如CO₂，分子呈直线形，两个C=O键的极性相反，相互抵消，整个分子的正负电荷中心重合，属于非极性分子；再如CH₄，分子呈正四面体形，四个C-H键的极性完全抵消，正负电荷中心重合，也是非极性分子。 ②含有极性键的多原子分子，如果空间构型不对称，正负电荷中心不重合，就是极性分子。比如H₂O，分子呈V形，两个O-H键的极性无法抵消，正负电荷中心不重合，属于极性分子；NH₃分子呈三角锥形，N-H键的极性不能相互抵消，正负电荷中心不重合，也是极性分子。 2.键的极性与分子极性的关系 (1)只含非极性键的分子一定是非极性分子（除O3）； (2)含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)； (3)极性分子中一定有极性键（如H2O），非极性分子中不一定含有非极性键(如CO2)； (4)只含有极性键的分子不一定是极性分子(如CH4)； (5)极性分子不一定只含有极性键(如C2H5OH)； (6)含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定，等于零时是非极性分子。 【对点练习】 1.下列物质中，既有极性键，又有非极性键的非极性分子是(　　) A．二氧化硫 B．四氯化碳 C．双氧水 D．乙炔 2.实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl的夹角为180°由此可判断BeCl2属于（ ） A.由极性键形成的极性分子 B.由极性键形成的非极性分子 C.由非极性键形成的极性分子 D.由非极性键形成的非极性分子 三、分子极性对物质性质的影响 1.溶解性 根据“相似相溶”原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。比如HCl、NH₃等极性分子易溶于水这种极性溶剂，而苯、四氯化碳等非极性分子易溶于汽油等非极性溶剂。 2.熔沸点 对于组成和结构相似的分子晶体，极性分子的熔沸点通常比非极性分子高。这是因为极性分子之间存在取向力、诱导力和色散力，而非极性分子之间只有色散力，极性分子间的分子间作用力更强，需要更多能量才能破坏这些作用力，所以熔沸点更高。比如同为卤素单质，Cl₂、Br₂、I₂的熔沸点依次升高，而HCl、HBr、HI作为极性分子，它们的熔沸点也高于相对分子质量相近的非极性分子。 3.导电性 极性分子在水溶液中或熔融状态下可能电离出离子，从而导电。比如HCl是极性分子，溶于水后电离出H⁺和Cl⁻，水溶液能导电；而非极性分子一般在水溶液和熔融状态下都不能导电，如苯、甲烷等。 四、键的极性对化学性质的影响 1.对酸碱性的影响 （1）对于含氧酸，中心原子与氧原子之间的键的极性会影响酸的强弱。比如硫酸（H₂SO₄）和亚硫酸（H₂SO₃），S的正电性越高，S-O键的极性越强，就越容易使O-H键的电子向O偏移，O-H键的极性增强，H⁺越容易电离。硫酸中S为+6价，亚硫酸中S为+4价，硫酸中S-O键极性更强，对应的O-H键极性也更强，所以硫酸的酸性比亚硫酸强。再比如高氯酸（HClO₄）、氯酸（HClO₃）、次氯酸（HClO），中心原子Cl的价态依次降低，Cl-O键的极性依次减弱，O-H键的极性也依次减弱，酸性依次减弱。 （2）对于氢化物的酸性，卤化氢中H-X键的极性影响酸性强弱。从HF到HI，H-X键的极性逐渐减弱，键长逐渐变长，键能逐渐减小，在水溶液中更容易断裂释放出H⁺，所以酸性依次增强，即HF<HCl<HBr<HI。 2.对化学反应活性的影响 键的极性会影响共价键的断裂方式和反应活性。比如卤代烃的取代反应，卤代烃中的C-X键是极性键，电子对偏向X，使得C原子带部分正电荷，容易被带负电的亲核试剂（如OH⁻）进攻，发生亲核取代反应。C-X键的极性越强，C原子的正电性越高，亲核试剂越容易进攻，反应活性越高。比如氯甲烷、溴甲烷、碘甲烷，C-X键的极性依次减弱，但键能也依次减小，碘甲烷的C-I键最容易断裂，所以碘甲烷的亲核取代反应活性比氯甲烷高。 另外，在有机加成反应中，极性双键的反应活性更高。比如乙烯（CH₂=CH₂）中的双键是非极性的，而氯乙烯（CH₂=CHCl）中的双键由于Cl的电负性大，使得双键电子云向Cl偏移，双键具有极性，更容易被亲电试剂进攻，加成反应活性比乙烯高。 3.对物质氧化还原性的影响 键的极性会影响原子的得失电子能力。比如H₂O₂中存在O-O非极性键和O-H极性键，O-O键的键能较小，容易断裂，使得H₂O₂既有氧化性又有还原性。而H₂O中只有O-H极性键，O-H键键能较大，稳定性强，氧化还原性很弱。再比如HCl和HBr，H-Br键的极性比H-Cl键弱，键能更小，Br⁻更容易失去电子，所以HBr的还原性比HCl强。 【对点练习】 1.基团之间相互影响使官能团中化学键的极性发生变化，从而影响官能团和物质的性质。下列有关叙述中错误的是 A．乙醇(CH3CH2OH)与氢溴酸反应生成溴乙烷(CH3CH2Br)，乙醇分子中断裂碳氧键 B．与足量Na反应置换出，乙醇分子中断裂氢氧键 C．羟基中氢氧键的极性： D．酸性：甲酸 2.已知下列三种有机酸： 下列有关说法正确的是(　　) A．Ka甲>Ka乙>Ka丙 B．酸性强弱顺序为丙>乙>甲 C．相同浓度的三种酸，pH由小到大顺序：甲<乙<丙 D．可发生反应： 3.20世纪60年代，美国化学家鲍林提出了一个经验规则：设含氧酸的化学式为HnROm，其中(m－n)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的酸性强弱与非羟基氧原子数(m－n)的关系如下表： m－n 0 1 2 3 含氧酸酸性强弱 弱 中强 强 很强 实例 HClO H3PO4 HNO3 HClO4 试简要回答下列问题： (1)按此规则判断，H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由弱到强的顺序为 。 (2)H3PO3和H3AsO3的形式一样，但酸性强弱相差很大。已知H3PO3为中强酸，H3AsO3为弱酸，试推断H3PO3和H3AsO3的分子结构： 。 (3)按此规则判断碳酸应属于 酸，与通常认为的碳酸的强度是否一致？ ，其可能的原因是 。 【课后作业】 1．三氯化硼(BCl3)的熔点为-107 ℃，沸点为12.5 ℃，能水解，其分子中键与键之间的夹角为120°，下列有关叙述正确的是 A．三氯化硼在液态时能导电而在固态时不能导电 B．三氯化硼中心原子采用sp杂化 C．三氯化硼分子呈正三角形，属于非极性分子 D．三氯化硼分子空间结构类似三氯化磷 2.实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl的夹角为180°由此可判断BeCl2属于（ ） A.由极性键形成的极性分子 B.由极性键形成的非极性分子 C.由非极性键形成的极性分子 D.由非极性键形成的非极性分子 3.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是 A．CH4和CCl4 B．CO2和CS2 C．NH3和CH4 D．H2O和HBr 4．下列有关含高能量的正离子N的化合物N5AsF6的叙述正确的是 A．化合物N5AsF6中F化合价为+3 B．N中氮氮原子间以共用电子对结合 C．N5AsF6化合物是共价分子 D．N5AsF6化合物是极性分子 5.下列羧酸中酸性最弱的是 A． B． C． D． 6.下列分子中共价键的极性强弱顺序正确的是( ) A.CH4> NH3>H2O>HF B. HF> H2O> NH3> CH4 C. H2O>HF> CH4> NH3 D. HF> H2O> CH4> NH3 7.下列说法中正确的是 A．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，不能说明分子极性：H2O>C2H5OH>CS2 B．甲烷可以形成甲烷水合物，是因为甲烷分子与水分子之间形成了氢键 C．同一元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其酸性越强，氧化性也越强 D．由第IA族和第VIA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物 8.下列说法不正确的是 A．的酸性依次增强 B．苹果酸 含有1个手性碳原子 C．均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键 D．以极性键结合的分子不一定是极性分子 9.下列关于物质的酸性大小说法正确的是（ ） A.甲酸pKa=3.75,二氯乙酸pKa=1.29,故甲酸酸性大于二氯乙酸 B.二氟乙酸的酸性小于二氯乙酸 C.丁酸的酸性大于乙酸 D.乙酸的酸性小于氟乙酸 10.两种非金属元素A、B所形成的下列分子中一定属于极性分子的是 ( ) 11.已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族元素。NH3呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107°。 (1)N4分子的空间结构为，它是一种 填“极性”或“非极性”)分子。 (2)PH3分子与NH3分子的结构 (填“相同”“相似”或“不相似”)，P—H键 (填“有”或“无”)极性，PH3分子 (填“有”或“无”)极性。 (3)PCl3是一种无色澄清液体，下列对PCl3的有关描述不正确的是 (填标号)。 a．该分子呈平面三角形 b．该分子中的化学键为极性键 c．该分子为极性分子 d．因N—Cl键的键能大，故NCl3稳定 学科网（北京）股份有限公司 $