2.3.1 共价键的极性 课件(共31张PPT) 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

(共31张PPT)
共价键的极性
1．知道共价键可分为极性共价键和非极性共价键；能利用电负性判断共价键的极性。2．知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。3.能根据分子结构的特点和键的极性判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用作出解释。
【学生活动1】写出Cl2、HCl、H2O、CCl4的电子式和结构式。
讨论这些分子中共用电子对是否相同？
电子式
结构式
Cl2 HCl H2O CCl4
共用电子对不偏移
共用电子对偏移
1.共价键的极性
电负性较小原子呈正电性
电负性较大原子呈负电性
极性共价键 非极性共价键
实例
成键原子
电子对
成键原子的电性
不同
相同
偏移
不偏移
电中性
【实验·探究】在酸式滴定管中分别加入四氯化碳和蒸馏水，打开开关，用在头发上摩擦过的气球靠近液体，观察现象。
现象
水流发生偏转，四氯化碳液流无变化
解释
水分子中存在正极与负极，四氯化碳分子中无正极与负极之分
水分子表面静电势图
2、分子的极性
δ+
δ-
δ-
δ-
δ-
δ-
δ+
δ+
像水分子这样，分子中正电中心和负电中心不重合的分子叫做极性分子。
像四氯化碳分子这样，分子中正电中心和负电中心重合的分子叫做非极性分子。
分子中键的极性与整个分子的极性有何关系？
分子 H2O CCl4
共价键的极性
分子的极性
极性键
极性键
极性分子
非极性分子
V形，空间构型不对称
正四面体形，空间构型对称
共价键的极性
空间构型
分子的正电中心与负电中心是否重合
分子的极性
决定
O=C=O
δ-
δ+
δ-
非极性分子
极性键
决定
H-Cl
δ+
δ-
极性分子
H-H
0
0
非极性分子
极性键
非极性键
同种原子构成的双原子分子是非极性分子。
不同原子构成的双原子分子是极性分子。
P4 C60
相同原子构成的多原子分子大多是非极性分子。
极性分子
非极性分子
非极性分子
NH3 三角锥形
BF3 正三角形
CH4 正四面体形
表示负电中心
表示正电中心
CH3Cl 四面体形
CH2=CH2平面形
极性分子
非极性分子
极性的表示方法—极性向量
电负性： 2.1 3.0
H—Cl
极性向量：描述极性键的电荷分布情况。
方向：
大小：
由正电中心指向负电中心
电负性差值越大，键的极性越大，极性向量越大
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。
例：
正电中心与负电中心重合
非极性分子
大小相等，方向相反
向量和为0
CO2
大小不相等，方向相同
向量和不为0
正电中心与负电中心不重合
极性分子
HCN
BF3：
120
F1
F2
F3
F’
平面三角形，对称，键的极性互相抵消（ F合=0），是非极性分子
O3
臭氧是极性分子（极性微弱）
δ+
δ-
δ-
极性键
归纳总结
1.键的极性判断
(1)从组成元素判断
①同种元素：A—A型为非极性共价键；
②不同种元素：A—B型为极性共价键。
(2)从电子对偏移判断
①有电子对偏移为极性共价键；
②无电子对偏移为非极性共价键。
(3)从电负性判断
①电负性相同为非极性共价键；
②电负性不同为极性共价键。
(1)化合价法。
ABn型分子中,中心原子化合价的绝对值等于该元素的价电子数时,该分子为非极性分子,此时分子的空间结构对称;若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数,则分子的空间结构不对称,该分子为极性分子。具体实例如下:
分子 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2
中心原子 化合价绝 对值 3 4 5 6 2 3 4
中心原子 价电子数 3 4 5 6 6 5 6
分子极性 非极性 非极性 非极性 非极性 极性 极性 极性
2.分子极性的判断方法
(2)根据所含共价键的类型及分子的空间结构判断。
分子类型 键的 极性 分子空间 结构 分子极性 代表物
双原子 分子 A2 非极性键 直线形(对称) 非极性 H2、O2、
Cl2、N2等
AB 极性键 直线形(不对称) 极性 HF、HCl、CO、NO等
三原子 分子 A2B(或 AB2) 极性键 直线形(对称) 非极性 CO2、CS2
等(键角180°)
极性键 V形(不对称) 极性 H2O(键角105°)等
分子类型 键的 极性 分子空间 结构 分子极性 代表物
四原子 分子 AB3 极性键 平面三角 形(对称) 非极性 BF3、BCl3等
极性键 三角锥形 (不对称) 极性 NH3(键角107°)等
五原子 分子 AB4 极性键 正四面体 形(对称) 非极性 CH4、CCl4(键角
109°28')等
ABnC4-n (n<4且为整数) 极性键 四面体形 (不对称) 极性 CHCl3、CH2Cl2等
如:CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部参与成键,它们都是非极性分子;
H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部参与成键,它们都是极性分子。
(3)根据中心原子最外层电子是否全部成键判断。
中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部参与成键,不存在孤电子对,此分子一般为非极性分子;分子中的中心原子最外层电子若未全部参与成键,存在孤电子对,此分子一般为极性分子。
3、键的极性对化学性质的影响
分子的结构
共价键的极性
物质的化学性质
例如，羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。
pKa（pKa= lgKa）
pKa越小，酸性越强
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
表2-6不同羧酸的pKa
酸性递增
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
随着烃基加长，酸性的差异越来越小。
酸性:甲酸>乙酸>丙酸
R—C—O—H
O
δ+
δ-
极性变小
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
表2-6不同羧酸的pKa
酸性递增
使羧基中的羟基极性越大
羧酸的酸性越强
酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH
— C—C—O—H
O
δ+
δ-
Cl
—
—
吸电子基团
极性变大
Cl原子数目越多，吸引电子能力越大
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
表2-6不同羧酸的pKa
酸性递增
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
Cl
— C—C—O—H
O
δ+
δ-
F
—
—
F
F
极性变大
极性变更大
吸电子基团
吸电子基团
电负性：F>Cl
1.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸酸性的原因。
提示　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，更易电离出氢离子。
2.三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性的原因。
提示　由于Cl3C—比Cl2CH—多一个氯原子，使Cl3C—的极性大于Cl2CH—的极性，导致三氯乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。
3.甲酸的酸性大于乙酸酸性的原因。
提示　烃基(R—)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。
例：
提示:HClO3可写成(HO)ClO2,n=2;H2SeO3可写成(HO)2SeO,n=1;H2BeO2可写成(HO)2Be,n=0;HMnO4可写成(HO)MnO3,n=3,因此酸性最强的为HMnO4。
提示:硫酸可写为(HO)2SO2,磷酸可写为(HO)3PO,n值分别是2、1,m值分别是2、3,由n值越大、m值越小,该酸的酸性就越强,可知硫酸的酸性强于磷酸。
(1)硫酸、磷酸的结构式分别为 , ,它们的酸性强弱是怎样的
(2)HClO3、H2SeO3、H2BeO2、HMnO4四种含氧酸中酸性最强的是哪种酸
无机含氧酸的化学式可以用(HO)mXOn来表示(X代表成酸元素,n代表非羟基氧原子数,m代表—OH数),则n值越大,m值越小,该酸的酸性就越强。其原因是非羟基氧原子的吸电子效应使O—H键极性增强,更容易电离出H+。
延申
(1)根据元素周期律判断。
①同一主族元素的非金属氢化物的酸性从上到下逐渐增强,如HF②同一周期元素的非金属氢化物的酸性从左向右逐渐增强,如H2S③同一主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性从上到下逐渐减弱,如HClO4>HBrO4>HIO4;HNO3>H3PO4;H2CO3>H2SiO3。
④同一周期元素最高价氧化物对应水化物的酸性从左向右逐渐增强,
如H3PO4判断物质酸性强弱的方法
(2)根据元素化合价判断。
同一元素的含氧酸,中心原子的化合价越高,酸性越强。
如：H2SO4>H2SO3;HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
(3)根据非羟基氧原子数判断。
(4)根据电离常数来判断。
如K(H3PO4)>K(HClO),酸性H3PO4>HClO;或依据pKa(pKa=-lg Ka)大小判断:pKa越小,酸性越强。
(5)根据化学反应判断。
如H2SO4+Na2SO3 === Na2SO4+H2O+SO2↑,酸性:H2SO4>H2SO3。
H2O+CO2+Ca(ClO)2 === CaCO3↓+2HClO,酸性:H2CO3>HClO。
①与羧基相连的烷基含碳原子数越多,羧酸酸性越弱。
如酸性HCOOH>CH3COOH>C2H5COOH。
因为烷基是推电子基团,烷基含碳原子越多,推电子效应越大,使O—H键极性越弱,越难电离出H+。
②与羧基相连的碳原子上连接有电负性大的原子时,羧酸的酸性增强。
如酸性CF3COOH>CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH。
因为电负性大的原子的吸电子作用,使O—H键的极性增强,更易电离出H+。
(6)羧酸酸性强弱的判断。
课堂训练
C
解析
D
解析
A
解析
4.①PH3分子的空间结构为三角锥形，②BeCl2分子的空间结构为直线形，③CH4分子的空间结构为正四面体形，④CO2为直线形分子，⑤BF3分子的空间结构为平面三角形，⑥NF3分子结构为三角锥形。下面对分子极性的判断正确的是
A.①⑥为极性分子，②③④⑤为非极性分子
B.只有④为非极性分子，其余为极性分子
C.只有②⑤是极性分子，其余为非极性分子
D.只有①③是非极性分子，其余是极性分子
A
解析　非极性键只能由相同种类的原子之间形成，极性分子只能由不同种类的原子之间形成。但在形成分子的时候，主要取决于分子的结构，当分子中的电子云能均匀分布的时候，分子则无极性，否则分子有极性。
④CO2分子为直线形，极性抵消，为非极性分子；③CH4为正四面体，故极性也可抵消，为非极性分子；
②BeCl2分子为直线形分子，故极性可抵消，为非极性分子；⑤BF3分子为平面三角形，极性抵消，故为非极性分子；
⑥NF3中由于N原子的孤电子对对F原子的排斥作用，使电子不能均匀分布，故为极性分子；
①PH3中P原子的孤电子对对H原子的排斥作用，使电子不能均匀分布，故为极性分子。
B
解析
6.(2019·河北唐山一中高二月考)有一种AB2C2型分子，在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中，正确的是
A.假设为平面四边形，则该分子一定为非极性分子
B.假设为四面体形，则该分子一定为非极性分子
C.假设为平面四边形，则该分子可能为非极性分子
D.假设为四面体形，则该分子可能为非极性分子
C