新授课
第二章 分子结构与性质
课时10 分子间的作用力 分子的手性
【学习目标】
1.了解范德华力和氢键的实质、特点及其对物质性质的影响。 2.认识分子的手性对其性质的影响。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解范德华力和氢键的实质、特点及其对物质性质的影响。 任务1：阅读p56内容，思考并完成下列问题。 1.范德华力是化学键吗？范德华力的特征是？ 2.任何物质的分子之间都一定存在作用力吗？范德华力与化学键的作用微粒有什么不同？从作用强度来看，范德华力和化学键有什么不同？ 3.Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似，但状态却分别为气、液、固，其原因是什么？HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，是因为分子间作用力依次减弱？ 任务2：阅读p57-p58内容，思考并完成下列问题。 1.如何表示氢键？氢键与范德华力的区别有哪些？ 2.水分子间存在氢键，思考其具有特殊性质的原因。 ①若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次有哪些？ ②如图所示氧族元素的氢化物中水的熔、沸点为什么反常高？ ③大量实验证明，接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些，为什么？ ④冰的密度为什么比水的密度小？ 3.已知有机物A()可以形成分子内氢键，其结构可以表示为(虚线表示氢键)，而有机物B()只能形成分子间氢键。工业上用水蒸气蒸馏法将A和B进行分离，首先被蒸出的成分是哪一种？为什么？ 4.邻硝基苯酚（）比对硝基苯酚（）在水中的溶解度低，试解释其原因。 任务3：阅读p59内容，思考并完成下列问题。 1.有机溶剂都是非极性溶剂吗？ 2.为什么NH3极易溶于水，而CCl4难溶于水？ 3.在做卤素单质的萃取实验时，经常选用四氯化碳或苯做萃取剂，这是因为什么？ 4.实验表明一元醇与一元羧酸随分子中的烃基增大，在水中的溶解度逐渐降低，如何解释这种现象？
目标二：认识分子的手性对其性质的影响。 任务：阅读p60内容，思考并完成下列问题。 1.手性碳原子连接的基团有何特点？ 2.互为手性异构体的物质化学性质几乎完全相同，分析其原因。 3.乳酸()有强的防腐保鲜功效，可用在果酒、饮料、肉类、食品、蔬菜腌制及罐头加工、水果贮藏，具有调节pH、抑菌、延长保质期、调味保持食品色泽等作用。下图是两种乳酸分子的手性关系。 ①两种乳酸分子在结构上的相同点和差异点是什么？两者是同一种物质吗？ ②乳酸的结构为，其分子结构中有几个手性碳原子？用*将手性碳原子标出来。 4.有机物具有手性，若它与H2发生加成反应后，其产物还有手性吗？
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第二章 分子结构与性质
课时10 分子间的作用力 分子的手性
【学习目标】
1.了解范德华力和氢键的实质、特点及其对物质性质的影响。 2.认识分子的手性对其性质的影响。
【学习活动】
学习任务
目标一：了解范德华力和氢键的实质、特点及其对物质性质的影响。 任务1：阅读p56内容，思考并完成下列问题。 1.范德华力是化学键吗？范德华力的特征是？ 参考答案： 范德华力不是化学键，范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级。 范德华力是广泛存在于分子之间的一种分子间作用力，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。范德华力是没有饱和性和方向性。 2.任何物质的分子之间都一定存在作用力吗 范德华力与化学键的作用微粒有什么不同 从作用强度来看，范德华力和化学键有什么不同 参考答案：一定存在。 化学键的成键微粒包括原子、离子、电子，范德华力存在于分子之间。 范德华力属于弱相互作用，化学键属于强相互作用。 3.Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似，但状态却分别为气、液、固，其原因是什么 HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，是因为分子间作用力依次减弱？ 参考答案： Cl2、Br2、I2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，状态由气态变为液态、固态。 分子的稳定性与化学键有关，分子间作用力只影响物质的物理性质。 任务2：阅读p57-p58内容，思考并完成下列问题。 1.如何表示氢键？氢键与范德华力的区别有哪些？ 参考答案：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力，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)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。 氢键的通式可用X—H…Y—表示。式中X和Y为F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。 氢键有两个与一般范德华力不同的特点，氢键有饱和性和方向性。其饱和性表现在X—H只能再与一个Y原子相结合，一个氢原子不能同时形成两个氢键。氢键的方向性主要表现为在可能范围内要尽量使X—H…Y在同一直线上，这样相互作用最强烈。 2.水分子间存在氢键，思考其具有特殊性质的原因。 ①若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次有哪些？ 参考答案：范德华力和氢键、范德华力和氢键、极性键。在雪花、水、水蒸气中存在O—H…O分子间氢键，故在实现“雪花→水→水蒸气”的变化阶段主要破坏了水分子间的氢键与范德华力，而实现“水蒸气→氧气和氢气”的变化则破坏了O—H极性共价键。 ②如图所示氧族元素的氢化物中水的熔、沸点为什么反常高 参考答案：水分子间存在氢键，增大了水分子间作用力，所以熔、沸点反常高。 ③大量实验证明，接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些，为什么 参考答案：接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合形成所谓的缔合分子(H2O)n。 ④冰的密度为什么比水的密度小 参考答案：常温下液态水中除了含有简单H2O外，还含有通过氢键联系在一起的缔合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子沿该氧原子的一个sp3杂化轨道的方向形成氢键，因此当所有H2O全部缔合——结冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氢键，成为晶体，因此在冰的结构中形成许多空隙，体积膨胀，密度减小。故冰的体积大于等质量的水的体积，冰的密度小于水的密度。 3.已知有机物A()可以形成分子内氢键，其结构可以表示为(虚线表示氢键)，而有机物B()只能形成分子间氢键。工业上用水蒸气蒸馏法将A和B进行分离，首先被蒸出的成分是哪一种？为什么？ 参考答案：首先被蒸出的物质为A。因为A易形成分子内氢键，B易形成分子间氢键，所以B的沸点比A的高。 4.邻硝基苯酚（）比对硝基苯酚（）在水中的溶解度低，试解释其原因。 参考答案：邻硝基苯酚易形成分子内氢键，与水分子间的氢键较弱，而对硝基苯酚不能形成分子内氢键，与水分子间形成氢键更充分，所以水溶性更强。 任务3：阅读p59内容，思考并完成下列问题。 1.有机溶剂都是非极性溶剂吗 参考答案：有机溶剂大多数是非极性溶剂，如CCl4、C6H6等，但也有少数极性溶剂，如酒精。 2.为什么NH3极易溶于水，而CCl4难溶于水 参考答案：NH3和H2O均为极性分子且NH3与H2O可形成分子间氢键，而CCl4为非极性分子。 3.在做卤素单质的萃取实验时，经常选用四氯化碳或苯做萃取剂，这是因为什么 参考答案：卤素单质为非极性分子，而苯或四氯化碳均为非极性分子，水为极性分子，根据极性相似的分子之间更易相互溶解，故选用四氯化碳或苯做萃取剂萃取水中的卤素单质。 4.实验表明一元醇与一元羧酸随分子中的烃基增大，在水中的溶解度逐渐降低，如何解释这种现象 参考答案：从结构上看，低分子的醇或酸与水的结构相似程度更大，根据相似相溶可知溶解性更好。
目标二：认识分子的手性对其性质的影响。 任务：阅读p60内容，思考并完成下列问题。 1.手性碳原子连接的基团有何特点 参考答案：饱和碳原子连接四个不同的原子或原子团。 2.互为手性异构体的物质化学性质几乎完全相同，分析其原因。 参考答案：物质结构决定性质。互为手性分子的物质组成、结构几乎完全相同，所以其化学性质几乎完全相同。 3.乳酸()有强的防腐保鲜功效，可用在果酒、饮料、肉类、食品、蔬菜腌制及罐头加工、水果贮藏，具有调节pH、抑菌、延长保质期、调味保持食品色泽等作用。下图是两种乳酸分子的手性关系。 ①两种乳酸分子在结构上的相同点和差异点是什么？两者是同一种物质吗？ 参考答案：两种乳酸分子的组成基团完全相同，但二者呈镜像对称关系；二者是两种不同的物质，互为同分异构体。 ②乳酸的结构为，其分子结构中有几个手性碳原子？用*将手性碳原子标出来。 参考答案：只有一个手性碳原子；。 4.有机物具有手性，若它与H2发生加成反应后，其产物还有手性吗？ 参考答案：该有机物与H2加成的产物是，该物质不存在手性碳原子，无手性。 【知识小结】 1.手性分子的理解 (1)手性同分异构体(又称对映异构体、光学异构体)的两个分子互为镜像关系，即分子形式的“左撇子和右撇子”。 (2)手性碳原子一定是饱和碳原子，且碳原子是sp3杂化。 (3)手性异构体虽然分子组成、官能团完全相同，但性质和用途不一定相同。 (4)可以通过条件的控制(如催化剂)选择有利于目标手性异构体的合成。 2.判断手性碳原子的方法 判断一种有机物是否具有手性碳原子，就看该有机物含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。如：，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团，中心碳原子即为手性碳原子。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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