2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2 2.3.1 共价键的极性 课件(41张PPT)

(共41张PPT)
共价键的极性
第1课时
第三节　分子结构与物质的性质
新课导入
目标一 键的极性和分子的极性
【活动1】
写出Cl2、HCl、H2O、CH4的电子式和结构式。观察这些分子中共用电子对是否偏移？
Cl
Cl
H
Cl
H
O
H
H
C
H
H
H
H
O
H
O
N
N
共用电子对不偏移
共用电子对偏移
是否相同？
1.共价键的极性
【思考1】 Cl2、HCl分子中共用电子对的分布有何差异？
共用电子对
不偏移
电荷分布
均匀
非极性键
Cl
Cl
H
Cl
共用电子对偏移
电荷分布
不均匀
极性键
H—Cl
δ+
δ-
1.0
3.0
3.0
3.0
电负性数值差距越大，键的极性越大！！！
极性键 非极性键
成键原子 由不同原子形成 由相同原子形成
原子吸引电子能力 两元素电负性不同， 两原子吸引电子能力不同 两元素电负性相同，两原子吸引电子能力相同
共用电子对是否偏移 共用电子对偏移 共用电子对不偏移
成键原子电性 电负性小的原子呈正电性，电负性大的原子呈负电性 两原子都呈电中性
举例 H—Cl、 Cl—Cl、H—H
1.共价键的极性
提醒：两种成键元素电负性差值越大，键的极性越强
指出下列物质中的共价键类型。
O2
CH4
CO2
H2O2
Na2O2
NaOH
非极性键
极性键
极性键
极性键 、非极性键
非极性键
极性键
【活动2】
微波炉的加热原理？
微波炉的加热原理？
微波炉的加热原理
未通电
微波炉的加热原理
+
通电
-
众多的水分子随电磁场定向转动
因频繁相互间摩擦损耗，使电磁能转化为热能
电场
磁场
方向
偶极矩
微波炉的加热原理
水分子的表面静电势图
H—Cl
δ+
δ-
极性分子
O=C=O
δ-
δ+
δ-
Cl—Cl
0
0
非极性分子
非极性分子
极性分子：
正、负电荷中心不重合的分子。
正、负电荷中心重合的分子。
非极性分子：
2.分子的极性
(1)极性分子与非极性分子
探究
打开开关，用在头发（毛衣）上摩擦过的气球靠近液体，观察现象。
现象
水流发生偏转
水分子中存在正极与负极
解释
①双原子分子
H2 O2 Cl2 HF
含非极性键的双原子分子中共用电子对无偏向，是非极性分子
含极性键的双原子分子中共用电子发生偏移，是极性分子
取决于成键原子之间的共价键是否有极性
【思考2】如何判断分子的极性？
(2)分子极性的判断
②多原子分子
C60
P4
完全由非极性键组成的多原子分子是非极性分子
分子极性取决于
极性键极性的向量和
向量和为0，
则为非极性分子；
向量和不为0，
则为极性分子。
O
O
C
δ＋
δ－
δ－
F1
F2
F合＝0
F合＝0，整个分子中电荷分布均匀，是非极性分子
CO2
BF3
120
F1
F2
F3
F’
平面三角形，对称，（ F合=0），非极性分子
C
H
H
H
H
正四面体形，C—H键的极性互相抵消( F合＝0) ，是 非极性分子
109 28′
CH4
H
H
H
N
NH3
三角锥形，不对称，键的极性不能抵消，是极性分子
H
O
H
F1
F2
F合≠ 0
V形，两个O—H键的极性不能抵消（ F合≠0），
整个分子电荷分布不均匀，是极性分子
H2O
从向量角度判断分子极性
在ABn分子中，A—B键看作A、B原子间的相互作用力，根据中心原子A所受合力是否为零来判断：
F合＝0，为非极性分子
F合 ≠ 0，为极性分子
F合＝0
F合 ≠ 0
方法归纳
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)中心原子A无孤电子对的ABn型分子为非极性分子( )
(7)空间结构对称的ABn型分子为非极性分子( )
√
√
×
×
×
√
√
导思
2.判断下列分子的极性：
①P4(白磷)　②CH2==CH2　③CH≡CH　④C2H5OH　⑤
极性分子：___(填序号，下同)；非极性分子：__________。
④
①②③⑤
导思
3.臭氧是极性分子还是非极性分子？从结构上如何理解？
O
O
O
δ＋
δ－
δ－
臭氧是极性键构成的极性分子
中心氧原子呈正电性
端位氧原子呈电负性
导思
常见分子极性的判断方法
(1)根据中心原子化合价判断
若ABn型分子中心原子A的价层电子数(主族元素原子的最外层电子数)等于A元素化合价的绝对值，则ABn分子为非极性分子，若不等，则该分子为极性分子。
(2)根据中心原子有无孤电子对判断
若ABn型分子中心原子A无孤电子对，则为非极性分子，若A有孤电子对，则为极性分子。
归纳总结
(3)根据键的极性和分子的空间结构判断
空间结构对称的直线形、平面正三角形、正四面体、正八面体分子为非极性分子；空间结构不对称的分子为极性分子。
归纳总结
判断下列分子中键的极性和分子的极性：
①H2　②O2　③HCl　④P4　⑤C60　⑥CO2　⑦CH2==CH2　⑧HCN　⑨H2O　⑩NH3　 BF3　 CH4　 SO3　 CH3Cl　 H2O2
(1)只含非极性键的是________________(填序号，下同)；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______________。
导练
①②④⑤
③⑥⑧⑨⑩
⑦
①②④⑤⑥⑦
③⑧⑨⑩
羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，羧酸的酸性可用pKa表示。
目标二 键的极性对化学性质的影响
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
【思考3】为什么酸性：
三氟乙酸＞三氯乙酸？
pKa= -lgKa，
pKa越小，Ka越大，
酸性越强。
F—C—C—O—H
F
F
O
Cl—C—C—O—H
Cl
Cl
O
＞
δ－
δ－
δ－
δ－
δ－
δ－
F的电负性
Cl的电负性
>
F-C的极性
Cl-C的极性
>
F3-C的极性
Cl3-C的极性
>
三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大
酸性：
三氟乙酸
三氯乙酸
>
Cl—C—C—O—H
Cl
Cl
O
Cl—C—C—O—H
H
Cl
O
＞
δ－
δ－
δ－
δ－
δ－
H—C—C—O—H
H
Cl
O
＞
δ－
酸性：三氯乙酸＞二氯乙酸＞一氯乙酸
H—C—O—H
O
CH3—C—O—H
O
CH3—CH2—C—O—H
O
＞
＞
说明：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减小，羧基的酸性越弱
酸性：甲酸＞乙酸＞丙酸
1.CH3CH2OH、H2O分别与钠反应，哪个反应更剧烈？解释原因。
提示　水与钠反应更剧烈，是由于C的电负性略大于H的电负性，烷基是推电子基团，使醇分子中的氢氧键的极性小于水分子中的氢氧键的极性。
2.三氟乙酸(CF3COOH)的酸性远强于乙酸(CH3COOH)的原因是什么？
提示　由于F的电负性较大，—CF3是吸电子基团，使羧基中羟基的极性更大，更易电离出H＋。
导思
下列物质中，酸性最强的是
A.HCOOH B.HOCOOH
C.CH3COOH D.C6H13COOH
导练
推电子效应：—C6H13＞—CH3＞—H，HOCOOH是碳酸，故酸性：HCOOH＞
CH3COOH＞HOCOOH＞C6H13COOH。
√
1.键的极性对物质的化学性质的重要影响
由于不同的成键原子间电负性的差异，共用电子对会发生偏移，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。
归纳总结
2.羧基的酸性大小与分子组成和结构的关系
(1)含卤素原子的一元羧酸的酸性
①含相同个数的不同卤素原子的羧酸，卤素原子的电负性数值越大，酸性越强。
②含不同数目的同种卤素原子的羧酸，卤素原子的数目越多，羧酸的酸性越强。
(2)只含烷基的一元羧酸的酸性
随着烷基加长，酸性的差异越来越小。
(3)只含烷基的多元羧酸的酸性
烷基所含碳原子数越少，羧基个数越多，酸性越强。
归纳总结
课 堂 小 结
共价键的极性
键的极性
分子的极性
键的极性对化学性质的影响
极性键：不同元素原子间形成极性键
非极性键：同种元素原子间形成极性键
极性分子：正负电荷重心不重合
非极性分子：正负电荷重心重合
有机羧酸酸性
羧基连接吸电子基团酸性增强
羧基连接推电子基团酸性减弱
1.下列各组分子中，按共价键极性由强到弱排序正确的是
A.HF　H2O　NH3　CH4
B.CH4　NH3　H2O　HF
C.H2O　HF　CH4　NH3
D.HF　H2O　CH4　NH3
√
1
2
3
自我测试
共价键极性的强弱取决于形成共价键的两原子的电负性，其电负性相差越大，形成的共价键极性越强。
2.下列物质：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是
A.①②③④⑥ B.①④⑤⑥
C.③④⑥ D.④⑥
自我测试
1
2
3
√
自我测试
1
2
3
①MgCl2只有离子键，不存在共价键，故错误；
②H2S中含有极性键，空间结构为V形，正、负电中心不重合，为极性分子，故错误；
③白磷为单质，分子中只含有非极性键，属于非极性分子，故错误；
④BF3中含有极性键，为平面正三角形分子，正、负电中心重合，为非极性分子，故正确；
⑤NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正、负电中心不重合，为极性分子，故错误；
⑥四氯化碳中含有极性键，空间结构为正四面体形，正、负电中心重合，为非极性分子，故正确。
3.CH3COOH是一种弱酸，而氯乙酸(ClCH2COOH)的酸性强于CH3COOH，这是因为—Cl是一种强吸电子基团，能使—OH上的H原子具有更大的活泼性，有的基团属于推电子基团，能减弱—OH上H原子的活泼性；这些作用统称为“诱导效应”。试依据上述规律填空：
(1)HCOOH显酸性，而H2O显中性，这是由于HCOOH分子中存在____(填“吸”或“推”)电子基团，这种基团是________。
自我测试
1
2
3
吸
—CHO
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH，这是由于CH3COOH分子中存在______(填“吸”或“推”)电子基团，这种基团是_______。
推
—CH3
CH3COOH中含有—CH3，—CH3属于推电子基团
(3)—C6H5也属于吸电子基团，故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性____(填“强”或“弱”)。
自我测试
1
2
3
强
(4)下列酸中：CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH，酸性最强的是__________。
CF3COOH
—C6H5属于吸电子基团，—CH3属于推电子基团