2.3.4分子结构与物质的性质 课件(共48张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

(共48张PPT)
第三节 分子结构与物质的性质
第二章 分子结构与性质
学习
目标
PART
01
PART
02
分子的手性
·分子间的作用力
分子间力
分子内力
共价键
宏观物质
分子
原子
气态
液态
分 子 间 作 用 力
固态
( Intermolecular Forces)
3
范德华力是怎样产生的？
自然法则：电性作用
极性分子-极性分子
极性分子-非极性分子
非极性分子-非极性分子
偶极：电子在分子中分布的不均匀性
瞬时偶极(instantaneous dipole)
非极性分子
μ= 0
极性分子 固有偶极 (permanent dipole)
- +
μ
- +
μ
μ=0
电子的运动
+
-
- +
μ
离子/极性分子
诱导偶极 (induced dipole)
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分子的极性与变形性是产生范德华力的原因
范德华力是怎样产生的？
分子的形状
相对分子质量
范德华力对物质性质的影响
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相对分子质量相近，极性越大，范德华力越大
气体 分子量 (g/mol) 溶解度 24℃ (mol/m3)
He 4.0 0.31
N2 28.0 0.54
O2 32.0 1.10
CO2 44.0 32.0
血液中Fe2+与O2的作用
(离子-非极性分子作用)
为什么人容易煤气中毒？
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范德华力对物质性质的影响
结构相似，分子量越大，分子间作用力越大
非极性分子在H2O中的溶解度
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球形分子，接触面积小，分子间作用力小
范德华力对物质性质的影响
● 氢键存在的证明
氢键（hydrogen band）
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氢键是一种特殊的分子间作用力 1936年 Pauling
氢键：
氢键：氢原子与电负性大的X原子以共价键结合以后，它还可以和另一个电负性大的X’原子产生吸引力。这种吸引力叫做氢键。
即：强极性键（X－H)上的氢核与电负性很大、含有孤对电子的原子(X’)之间的静电引力。
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仅存在与一些特殊结构的极性分子中：
X H X’(X , X’ = N, O, F)
用“---”表示氢键的存在
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形成氢键的两个条件:
H与X键连; 附近有另一X’原子存在
Cl原子的电负性虽然很强，但氯的原子半径也很大，所以氢键OH…Cl很弱。
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氢键的特点：
氢键不属于化学键，也不属于范德华力，是特殊形式的分子间的作用力
氢键与共价键相同具有方向性和饱和性：
饱和性：
一般而言，分子中X-H键的每一个H只能与一个另外分子中的强电负性原子X’形成氢键。
bp: H2O > HF
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方向性：
X-H…X’尽可能在同一直线上
X，X’斥力最小，体系最稳定
（除非有其他外力的影响，才可能改变方向）
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03、氢键对物质性质的影响
①存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。
对物质熔、沸点的影响
（熔点16.6 ℃）
（熔点-42℃）
【思考与讨论】
CH3COOH
HNO3
Q:用质谱仪检测气态乙酸时，谱图中出现质荷比为120的峰
邻羟基苯甲醛（熔点-7 ℃）
对羟基苯甲醛（熔点115 ℃）
分子内氢键
分子间氢键
【思考与讨论】
②存在分子内氢键的物质一般具有较低的熔、沸点。
含有分子间氢键的液体一般黏度较大（甘油，浓硫酸）
氢键对物质性质的影响
氢键对物质性质的影响
水的熔点(℃) 水的沸点(℃) 水在0 ℃时密度(g/ml) 水在4 ℃时密度(g/ml)
0.00 100.00 0.9998 1.0000
冰的密度比液体水小？
氢键对物质密度的影响
氢键对物质性质的影响
生物大分子中的氢键
羊毛织品水洗后为什么会变形
羊毛纤维是蛋白质构成的，蛋白质上的氨基和羰基可能会形成氢键。羊毛在浸水和干燥的过程中，会在这些氢键处纳入水和去除水，而且其变化往往是不可逆的，从而改变了原先蛋白质的构造，即原先的氢键部位可能发生移动，由此引起羊毛织品变形。
思考讨论：NH3极易溶于水,可能存在的氢键有哪些？
H N
H
H
H O
H
H N
H
H
H
H
O
H
H
H N
H N
H
H
H
H
O
H O
H
HF酸溶液中的氢键？
01、“相似相溶”规律
在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约5 mL蒸馏水，观察碘在水中的溶解性。
在碘水溶液中加入约1 mL四氯化碳(CCl4)，振荡试管，观察现象。
再向试管里加入1 mL浓碘化钾(KI）水溶液，振荡试管，可发生如下反应:I2+I-=I3-(无色）
【思考与讨论】
01、“相似相溶”规律
2、KI3 易溶于水，碘单质参与发生反应 。
加入 CCl4
加入 KI 溶液
振荡
振荡
实验现象：
实验结论：
1、I2 在 CCl4 中溶解性比在水中好。
I2 溶于水中
溶液呈黄色
溶液分层，下层
溶液呈紫红色
溶液分层，
下层溶液紫红色变浅
溶解性
01、“相似相溶”规律
1）“相似相溶”规律
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。
①Br2、I2等都是非极性分子，所以易溶于CCl4、苯，而难溶于水。
②盐类(NaCl等)这些离子化合物可看做是极性最强的,它们易溶于
水而不溶于CCl4、苯等非极性溶剂。
③HCl、H2SO4是强极性分子,易溶于水而难溶于CCl4。
溶解性
01、“相似相溶”规律
乙醇、戊醇都是极性分子，为什么乙醇可以与水任意比例互溶，而戊醇的溶解度小？
“相似相溶”规律
02
影响溶解性的因素
02、影响溶解性的因素
分析下表，你能得到哪些规律，并加以解释
气体的溶解度（气体的压强为1.01×105 Pa，温度为293K，在100 g水中的溶解度）
【思考与讨论】
水是极性溶剂，根据“相似相溶”，
非极性溶质在水中的溶解度不大。
02、影响溶解性的因素
化学反应：如果溶质与水发生化学反应,可增大其溶解度。
【思考与讨论】
气体的溶解度（气体的压强为1.01×105 Pa，温度为293K，在100 g水中的溶解度）
02、影响溶解性的因素
在该表中，氨气溶解度最高。NH3是极性分子，NH3和H2O发生反应，且NH3分子和H2O分子间能形成氢键
【思考与讨论】
02、影响溶解性的因素
（1）外因：
影响固体溶解度的主要因素是温度；
“相似相溶”规律
影响溶解性的因素
影响气体溶解度的主要因素是温度；压强
02、影响溶解性的因素
（2）其他因素：
①氢键：
如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键越强，溶解性越好。如：NH3。
②分子结构的相似性：
溶质和溶剂的分子结构相似程度越大，其溶解性越好，如乙醇与水互溶，而戊醇与水的溶解度要小很多。
③溶质是否与水反应:
溶质若与水发生反应会增大其溶解度，如：SO2。
影响溶解性的因素
为什么需要用乙醚来提取青蒿素，用水不可以呢？
极性上：青蒿素和乙醚的极性小，所以青蒿素在水中的溶解度小，
在乙醚中的溶解度大。
结构上：青蒿素中含有醚键，乙醚中也有醚键。 相似相溶！
CH3CH2—O—CH2CH3
乙醚
青蒿素
【思考与讨论】
03
分子的手性
03、分子的手性
1.手性异构体:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手和右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠,互称手性异构体(或对映异构体)
分子的手性
03、分子的手性
2.手性分子：有手性异构体的分子叫做手性分子。
手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用。对于手性药物,一个异构体可能是有效的,而另一个异构体可能是无效甚至是有害的。
镜面
分子的手性
“反应停””
03、分子的手性
手性分子形成的条件
CHFClBr
互为镜像关系的分子不能叠合，不是同种分子
绕轴旋转
不能叠合
03、分子的手性
*
*
*
酒石酸
乳酸
03、分子的手性
具有手性的有机物，是因为含有手性碳原子造成的。
如果一个碳原子所联结的四个原子或原子团各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，记作﹡C 。
手性分子的判断方法
03、分子的手性
HOOC—CH—OH
CH3
﹡
※
※
手性分子的判断方法
03、分子的手性
(1) 合成手性药物 (2) 合成手性催化剂
手性合成、手性催化方面做出贡献的科学家
手性分子的应用
03、分子的手性
C
1．推测下列最适合溶解白磷（P4）的溶剂是A．水
B．CH3OHC．CS2
D．CH3COOH
A
2．在相同条件下，SO2在水中的溶解度比CO2在水中的溶解度A．大 B．小
C．一样 D．无法比较
3．将几种物质在水和四氯化碳中的溶解情况填入下表：
葡萄糖 磷酸 碘 苯
(1)水 _____ _____ _____ _____
(2)四氯化碳 _____ _____ _____ _____
易溶 易溶 难溶 难溶
难溶 难溶 易溶 易溶