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分子的空间结构与分子性质
选择性必修2物质结构与性质第2章第2节
对称
在宏观世界
普遍存在
学习目标
了解分子的对称性和手性，能够判断不对称碳原子，知道手性化学在现代化学等领域中的重大意义，提升科学态度与社会责任等化学学科核心素养；
通过分子的极性实验，理论分析与实验相结合，主动建构极性分子和非极性分子的概念，从“知识-方法-模型”角度建构判断分子极性的一般思维模型。发展宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识核心素养；
通过探讨分子的极性，引入相似相溶的原理，深入理解“结构决定性质”的化学学科思想。
01
02
03
体验分子对称性的存在
分子的对称性
基础知识建构
观察甲烷的球棍模型，找出它的对称轴或对称面
分子的对称性
基础知识建构
1、对称分子：
依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够完全复原的分子。
分子所具有的这种性质称为对称性。
分子的对称性
基础知识建构
【探究活动1】
以不同色的球代表不同的原子，各小组分别组装下列分子的球棍模型：
① NH3 ②CH2=CH2 ③ H2O
【思考交流】
1.这些分子是对称分子吗？
2.它们是否含有对称轴或对称面？
分子的对称性
基础知识建构
分子对称性与分子的许多性质如极性、旋光性及化学性质都有关。
分子的手性
基础知识建构
【观察】两个分子能否完全重合？
相似而不重叠
左右手不能重叠，
互为镜像
分子的手性
基础知识建构
2）手性分子：具有手性的分子。手性分子和它的镜像分子构成一对对映异构体。互为对映异构体的两种分子具有相反的旋光性。
1）手性：一种分子本身和它在镜中的像，就如同人的左右手，相似但不能重叠，我们称它们的表现为手性。
2、手性分子
分子的手性
基础知识建构
2、手性分子
【探究活动2】以不同色的球代表不同的原子，各小组分别组装下列分子的球棍模型：
④CHBrClF
②CH2=CH2
①CH≡CH
C=C
H
Cl
H
Cl
③
【思考交流】1.这些分子的碳原子以何种方式杂化？
2.分子是否具有手性？
分子的手性
基础知识建构
2、手性分子
否
否
碳原子杂化方式 分子是否具有手性
①CH≡CH
②CH2=CH2
④CHBrClF
C=C
H
Cl
H
Cl
③
sp2
sp
sp2
sp3
否
否
是
分子的手性
基础知识建构
2、手性分子
3）不对称碳原子：连接四个不同的原子或基团的碳原子。
R1—C—R3
R2
R4
*
不对称碳原子采取sp3杂化
采取sp或sp2杂化的一定不是不对称碳原子！
分子的手性
基础知识建构
【学以致用】
下列化合物中含有不对称碳原子的是( )
CH2—OH
CH2—OH
D.CH—OH
OH
B.CH3—CH—COOH
C.CH2==CH2
A.CCl2F2
化学与生命
糖类、蛋白质、核酸等许多生物大分子都是由手性分子缩合而成。不同异构体的生理活性相差很大，甚至完全相反。因此，药物的不对称合成早已成为人们极为注目的研究领域。
丙氨酸
*
维生素C
*
“镇痛”
“镇咳”
21世纪的第一个诺贝尔化学奖：
手性催化反应领域
（美）诺尔斯
（日）野依良治
（美）夏普莱斯
基础知识建构
分子的极性
极性分子：像水分子这样，分子内存在正、负两极的分子。
3．概念：
氯化氢分子——极性分子
H
Cl
H
Cl
δ+
δ-
即：正、负电荷重心不重合的分子。
基础知识建构
分子的极性
非极性分子：像四氯化碳这样，分子内没有正、负两极的分子。
3．概念：
氯分子——非极性分子
Cl
Cl
Cl
Cl
即：正、负电荷重心重合的分子。
方法建构
分子极性的判断
1、双原子分子的极性
双原子分子的极性与化学键的极性一致
非极性键→非极性分子
极性键→极性分子
方法建构
分子极性的判断
【探究活动3】 多原子分子极性的判断
多原子分子：H2O、NH3、CO2、BF3、CH4
【思考交流】1.如何判断多原子分子的极性？
(以H2O和CO2为例)
2.上述分子哪些有极性哪些无极性？
方法建构
分子极性的判断
2、多原子分子的极性
NH3
含有极性键的多原子分子，正、负电荷重心不重合的是极性分子
H2O
δ+
δ-
δ+
δ+
δ-
δ+
δ+
方法建构
分子极性的判断
2、多原子分子的极性
含有极性键的多原子分子，正、负电荷重心重合的是非极性分子
δ+
δ-
δ-
δ-
CO2
δ+
δ-
δ-
δ+
δ-
δ+
δ+
δ+
方法建构
分子极性的判断
2、多原子分子的极性
大多数情况，含有非极性键的多原子分子是非极性分子
知识拓展：
O3除外
多原子分子的极性与化学键的极性以及分子的空间结构均有关
03
思维模型建构
分子极性判断的一般思路
判断下列分子是否具有极性：
①N2
②HBr
③SO2
④CCl4
问题情境1：
问题引领1：若为双原子分子，如何判断分子极性？
问题引领2：若为多原子分子，如何判断分子极性？
①④无极性，②③有极性
思维模型建构
分子的极性
双原子分子
只含非极性键
含极性键
非极性分子，如Cl2
极性分子，如HCl
多原子分子
（ABm）
只含非极性键
含极性键
非极性分子，如P4、C60
极性分子，如H2O
大多数
正、负电荷重心重合
非极性分子，如CH4
正、负电荷重心不重合
迁移应用
分子极性对物质性质的影响
①分子的极性对物质的熔、沸点有一定影响
相对分子质量相等的分子，分子极性大，分子间的电性作用强，分子间作用力大，熔、沸点较高。
②相似相溶原则
一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂。
迁移应用
分子极性对物质性质的影响
趣味小实验
色素属于极性分子，根据相似相溶原理，可与水互溶。
资料在线：
糖周围水的密度增大，溶液向周围密度小的地方扩散，相邻两颗糖色素溶于水后密度相似，它们会向盘子中央密度更小的区域扩散，于是形成彩虹漩涡。
本节收获
分子的空间结构与分子性质
正、负电荷重心是否重合
分子
对称性
手性
极性分子
如何判断分子的极性
非极性分子
极性
手性碳原子
R1—C—R3
R2
R4
*
基础知识
建构
思维模型
建构
方法建构
【学以致用】
下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是( )
A．CH4和Br2 B．NH3和H2O
C．H2S和CCl4 D．CO2和HCl
B
