高中化学选修三（人教版 课件）-第二章　分子结构与性质 2_3_1 18页

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 一、键的极性和分子的极性 1 . 共价键的极性 共价键有两种 : 极性共价键 和 非极性共价键 。由不同种原子形成共价键时 , 电子对会发生 偏移 , 形成极性键。极性键中的两个键合原子 , 一个呈正电性 ( δ + ), 另一个呈负电性 ( δ - ) 。由同种原子形成共价键时 , 电子对不发生偏移 , 这种共价键是 非极性键 。 2 . 分子的极性 分子有 极性 分子和 非极性 分子之分。在极性分子中 , 正电中心和负电中心 不重合 , 使分子的某一部分呈正电性 ( δ + ), 另一部分呈负电性 ( δ - ); 非极性分子的正电中心和负电中心 重合 。分子的极性是分子中 化学键的极性 的向量和 , 向量和为零则为 非极性分子 , 否则为 极性分子 。 目标导航 预习导引 一 二 三 3 . 键的极性与分子的极性的关系 (1) 只含有 非极性键 的分子一定是 非极性 分子。 (2) 含极性键的分子 , 如果分子结构是 对称 的 , 则为 非极性 分子 , 否则是 极性 分子。 举例说明 : 非极性分子中不一定含有非极性键 , 含有非极性键的分子不一定为非极性分子。 答案 : CH 4 是非极性分子 , 只有极性键。 H 2 O 2 是含有非极性键的极性分子。 目标导航 预习导引 一 二 三 二、范德华力 1 . 降温加压时气体会液化 , 降温时液体会凝固 , 这是由于分子间存在 范德华力 。该力很弱 , 约比化学键的能量小 1~2 数量级。 2 . 范德华力的影响因素 : 范德华力的大小主要取决于相对分子质量和分子的极性。相对分子质量 越大 、分子的极性 越大 , 范德华力也越大。 Cl 2 、 Br 2 、 I 2 均为第 ⅦA 族元素的单质 , 它们的组成和化学性质相似 , 你能解释常温下它们的状态分别为气体、液体、固体的原因吗 ? 答案 : Cl 2 、 Br 2 、 I 2 的组成和结构相似 , 由于相对分子质量逐渐增大 , 所以范德华力逐渐增大 , 故熔、沸点升高 , 状态由气体变为液体、固体。 目标导航 预习导引 一 二 三 三、氢键 1 . 定义 : 氢键是一种 分子间作用 力 , 它是由已经与 电负性 很大的原子形成共价键的氢原子 ( 如水分子中的氢 ) 与另外一个 电负性 很大的原子 ( 如水分子中的氧 ) 之间的作用力。 2 . 对水的影响 : 氢键的存在 , 大大加强了水分子之间的作用力 , 使水的 熔 、 沸 点较高。 3 . 存在 : 氢键普遍存在于已经与 N 、 O 、 F 等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的 N 、 O 、 F 等电负性很大的原子之间。 4 . 类型 : 氢键不仅存在于分子间 , 还能存在于分子内 , 如邻羟基苯甲醛可形成 分子内 氢键 , 而对羟基苯甲醛可形成 分子间 氢键。 5 . 表示方式 :A—H…B—,A 、 B 为 N 、 O 、 F,“ — ” 表示共价键 ,“ … ” 表示形成的氢键。 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 一、范德华力对物质性质的影响 范德华力影响物质的物理性质 , 主要包括熔点、沸点、溶解性等。 1 . 对于组成和结构相似的分子 , 相对分子质量越大 , 范德华力越大 , 克服范德华力所需消耗的能量越大 , 物质的熔、沸点就越高。卤素单质 (F 2 、 Cl 2 、 Br 2 、 I 2 ) 、 Ⅳ A 族元素的氢化物 (CH 4 、 SiH 4 、 GeH 4 、 SnH 4 ) 和卤化氢 (HCl 、 HBr 、 HI) 的熔、沸点逐渐升高 , 这是因为范德华力逐渐增大的缘故。 2 . 组成相似且相对分子质量相近的物质 , 分子极性越大 ( 电荷分布越不均匀 ), 其熔、沸点就越高 , 如熔、沸点 :CO>N 2 。 一 二 3 . 在同分异构体中 , 一般来说 , 支链数越多 , 熔、沸点就越低 , 如沸点 : 正戊烷 > 异戊烷 > 新戊烷。 4 . 对物质溶解性的影响 : 影响固体溶解度的因素主要是温度 ; 影响气体溶解度的因素主要是温度和压强。物质溶解性的 “ 相似相溶 ” 原理 , 其实质是由范德华力的大小决定的。一般来说 , 同是非极性分子 , 相对分子质量越大 , 溶解度越大。 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 【例 1 】 某化学科研小组对范德华力提出了以下几种观点 , 你认为正确的是 　　　　　 。 ( 导学号 52700030)   A. 范德华力存在于所有物质中 B. 范德华力是影响所有物质物理性质的因素 C.Cl 2 相对于其他气体来说 , 是易液化的气体 , 由此可以得出结论 , 范德华力属于一种强作用 D. 范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用 E. 范德华力是普遍存在的一种分子间作用力 , 属于电性作用 F. 范德华力比较弱 , 但范德华力越强 , 物质的熔点和沸点越高 一 二 解析 : 范德华力其实质也是一种分子之间的电性作用 , 由于分子本身不显电性 , 因此范德华力比较弱 , 作用力较小。随着分子间距的增加 , 范德华力迅速减弱 , 所以范德华力作用范围很小 ; 范德华力只是影响由分子构成的物质的某些物理性质 ( 如熔、沸点以及溶解度等 ) 的因素之一 ; 在常见气体中 ,Cl 2 的相对分子质量较大 , 范德华力较强 , 所以易液化 , 但相对于化学键来说 , 范德华力仍属于弱作用。故 D 、 E 、 F 三种说法正确。 答案 : DEF 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 下列有关范德华力的叙述正确的是 ( 　　 ) A. 范德华力的实质也是一种电性作用 , 所以范德华力是一种特殊的化学键 B. 范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C. 任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D. 范德华力非常微弱 , 故破坏范德华力不需要消耗能量 解析 : 范德华力是分子与分子之间的一种相互作用 , 其实质与化学键类似 , 也是一种电性作用 , 但两者的区别是作用力的强弱不同 , 范德华力很弱 , 约比化学键的能量小 1~2 数量级 , 故范德华力不是化学键 ; 虽然范德华力非常微弱 , 但破坏它时也要消耗能量 ; 范德华力普遍存在于分子之间 , 但也必须满足一定的距离要求 , 若分子间的距离足够大 , 分子之间很难产生相互作用。 答案 : B 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二、氢键对物质性质的影响 氢键影响物质的物理性质 , 主要包括熔点、沸点、密度、溶解性等。 1 . 氢键的存在使分子间因氢键而发生 “ 缔合 ”, 形成 “ 缔合分子 ” 。如相当多的 H 2 O 分子、 HF 分子 “ 缔合 ” 而形成 (H 2 O) n 分子、 (HF) n 分子 (“ 缔合分子 ”) 。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2 . 氢键的存在大大增强了分子间作用力 , 引起物质的熔、沸点反常。如 H 2 O 、 HF 、 NH 3 的沸点分别比 ⅥA 、 ⅦA 、 ⅤA 族其他元素的氢化物的沸点高出许多 ;C 2 H 5 OH 与 C 3 H 8 的相对分子质量接近 , 但 C 2 H 5 OH 的沸点远比 C 3 H 8 的高 ;HCOOH 、 CH 3 COOH 的沸点比与它们相对分子质量相近的醚、卤代烃等有机物的熔、沸点高等。分子内氢键的形成减弱了分子间的相互作用 , 而分子间氢键的形成则增大了分子间的相互作用。如邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛 ; 对羟基苯甲酸的熔点比邻羟基苯甲酸高。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 3 . 氢键的存在引起密度的变化。水结冰时体积膨胀、密度减小也是水的反常性质 , 这一性质也可用氢键解释 : 在水蒸气中水以单个的水分子形式存在 ; 在液态水中 , 通常是几个水分子通过氢键结合 , 形成 (H 2 O) n 分子 ; 在固态水 ( 冰 ) 中 , 水分子大范围地以氢键互相联结 , 成为疏松的晶体 , 因在冰的结构中有许多空隙 , 造成体积膨胀 , 密度减小 , 所以冰会浮在水面上 ( 水的这种性质对水生动物的生存有重要的意义 ) 。 4 . 氢键影响物质的溶解性。如果溶质与溶剂之间能形成氢键 , 则溶解度增大 , 且氢键作用力越大 , 溶解性越好。如 NH 3 极易溶于水 , 这与 NH 3 和 H 2 O 分子间能形成氢键有密切关系。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 根据 H 2 O 中氧原子的杂化方式和电子式 , 分析 1 个 H 2 O 分子最多能形成几个氢键 ? 答案 : H 2 O 中的氧原子采用 sp 3 杂化 , 其中两个杂化轨道与氢原子的 1s 轨道形成 σ 键 , 另外两个杂化轨道填充孤电子对 , 因此其电子式为 , 氧原子上有两对孤电子对可与其他 H 2 O 分子中的氢原子形成两个氢键 ,H 2 O 中的两个氢原子分别与另外两个 H 2 O 分子中的 O 原子形成两个氢键 , 这样 1 个 H 2 O 分子最多可形成 4 个氢键。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 【例 2 】 关于氢键的下列说法中正确的是 ( 　　 ) A. 每个水分子内含有两个氢键 B. 在水蒸气、水和冰中都含有氢键 C. 分子间形成氢键能使物质的熔点和沸点升高 D.HF 的稳定性很强 , 是因为其分子间能形成氢键 解析 : 氢键属于分子间作用力 , 它主要影响物质的物理性质 , 与化学性质 ( 如稳定性等 ) 无关。水分子内只有共价键而无氢键 ,A 项说法显然不对 ;B 项中水蒸气分子间距太大 , 不能形成氢键 ;D 项中 HF 的稳定性很强 , 这与氢键无关 , 正确选项是 C 。 答案 : C 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 下列分子或离子中 , 不能形成分子间氢键的有 　　　　 ( 填序号 ) 。 ( 导学号 52700031)   解析 : NH 3 分子中的三个氢原子都连在同一个氮原子上 , 氮原子上有孤电子对 , 可以与其他 NH 3 分子中的氢原子形成分子间氢键 , 但不能与分子内的氢原子再形成氢键 ; 与 NH 3 类似的还有 H 2 O; 在 ([F—H … F] - ) 中 , 已经存在分子内氢键 , 所以没有可以形成分子间氢键的氢原子存在 ; 中氮原子上没有孤电子对 , 不能形成氢键 ; 答案 : ③④⑤