第二课时 分子间的作用力 分子的手性

(共21张PPT)
第三节 第二课时 分子间的作用力 分子的手性
[目标]1.了解范德华力的实质及对物质物理性质的影响。
2.了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质物理性质的影响。
3.了解分子的手性及其应用。
[重点]分之间的作用力对物质性质的影响、分子的手性。
[难点]建立范德华力、氢键对物质物理性质的影响模型。
一、目标导学
[时间]15min
[内容]阅读教材p.55-61、笔记,完成下列任务：
1.分子间的作用力有哪些？它们和化学键有什么区别？
2.范德华力对物质物理性质的影响规律
3.氢键对物质物理性质的影响规律
4.什么是分子的手性？如何判断手性碳原子？
二、自主学习
三、合作学习
一、范德华力
把分子聚集在一起的作用力，叫分子间作用力。范德华力是其中的一种。
①范德华力很弱,约比化学键键能小1-2个数量级。
②分子之间都存在范德华力。
③只有分子充分接近时才有范德华力。
④范德华力没有饱和性和方向性。
微粒间 作用力 能量
kJ·mol -1
化学键 100 - 600
范德华力 2 - 20
某些分子间的范德华力
分子 Ar CO HI HBr HCl
分子量 40 28 128.5 81.5 36.5
范德华力 (kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
[思考1]为什么：HI＞HBr＞HCl＞CO
[1]相对分子质量越大，范德华力越大。
[2]分子极性越大，范德华力越大。
[思考2]为什么范德华力：CO＞Ar
1.影响范德华力大小的因素
相对分子质量：HI＞HBr＞HCl＞CO，相对分子质量越大，范德华力越大。
CO是极性分子，Ar是非极性分子，分子极性越大，范德华力越大。
2.范德华力对物质性质的影响
主要影响物质的熔点、沸点。
①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质
熔、沸点越高。
②在同分异构体中，一般来说，支链数越多，范德华力越小，物质熔、
沸点就越低。
③相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大，物
质熔、沸点越高。
[思考1]解释F2-I2的熔点和沸点越来越高的原因。
[思考2]解释戊烷(正>异>新)的三种同分异构体的沸点变化的原因。
[思考3]解释沸点CO>N2的原因。
相对分子质量:F2支链数：正<异<新，范德华力越来越小，熔、沸点越来越低。
二者相对分子质量相等，极性：CO>N2，故沸点：CO>N2。
科学·技术·社会
壁虎在墙壁或天花板上爬却掉不下来的奥秘
二、氢键
- - - - - - - -
在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，这种静电作用就是氢键。
1.形成条件
①氢原子要以共价键连着N/O/F；
②要有电负性很大的原子(N/O/F)；
2.表示方法
用X—H···Y —表示，“—”表示共价键，“···”表示氢键(X、Y为N/O/F)
H
F
H
F
H
F
H
F
3.氢键特征
①氢键不是化学键，作用大小关系：化学键>氢键>范德华力。
②分子：有氢键一定有范德华力,有范德华力不一定有氢键。
③与氢原子形成氢键时，电负性越大，氢键越大。
④氢键会使物质熔、沸点大大增加。
⑤氢键具有一定的方向性和饱和性。
饱和性：每个氢原子只能形成一个氢键。
方向性：A—H…B—尽可能在同一直线上，作用力最强。
4.氢键分类
① 分子间氢键：
② 分子内氢键
氢键
氢键
[思考3]液态水中分子间的作用力只有氢键吗？
[思考4]为什么烧开水只需要100℃，而要使水分解需要3000℃？
水沸腾破坏的分子间的作用力，故所需能量较低。
水分解则是是使化学键H-O键断裂，故所需能量很高。
还存在范德华力
5.氢键对物质性质的影响
(1)对物质熔、沸点的影响
[思考5]为什么NH3、H2O、HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物高 你得出什么结论？
[思考6]比较下面两个物质沸点的大小并说明原因。
若分子中存在氢键，会使物质的熔沸点大大增加。
沸点：分子间氢键>分子内氢键
(2)对水分子性质的影响
（2）水结冰时,体积增大,密度减小。
氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水小。
（1）H2O比同主族的H2S的熔、沸点大。
(3)对物质溶解性的影响
①相似相溶原理—分子极性相似
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
极性溶剂：水、醇类等 非极性溶剂：大多有机溶剂、苯、CCl4等
②相似相溶原理—分子结构相似
溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越大。
如：乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度相对较小。烃基是非极性基团，疏水亲油，烃基越大，溶解度越小。
[注意]若存在氢键,氢键作用力越大,溶解性越好。
[思考7]比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同？
[思考8]为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水？
NH3为极性分子，且会与水之间形成氢键，故NH3更易溶于水。
CH4为非极性分子，不会形成氢键，故不易溶于水。
油漆是非极性分子，有机溶剂(如乙酸乙酯)也是非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据相似相溶”规律，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。
[思考9]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 mLCCl4，振荡试管，观察碘被四氯化碳萃取，形成紫红色的碘的CCl4溶液。再向试管里加入1 mL浓KI水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅，这是发生反应：I2＋I-=I3-。实验表明碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好？为什么？
I2 的水
溶液呈
黄褐色
溶液分层
下层溶液
呈紫红色
溶液分层
下层溶液
紫红变浅
[结论]
I2 在 CCl4 中溶解性比在水中好，
I2 在与I-反应生产I3- ，溶解度增大。
气体 溶解度/g 气体 溶解度/g
乙炔 0.117 乙烯 0.0149
氨气 52.9 氢气 0.00016
二氧化碳 0.169 甲烷 0.0023
一氧化碳 0.0028 氮气 0.0019
氯气 0.729 氧气 0.0043
乙烷 0.0062 二氧化硫 11.28
气体的溶解度
（P=1.01×105 Pa，T=293 K，在100 g水中的溶解度）
[思考10]为什么Cl2、CO2是非极性分子， 在水中的溶解度却比H2等大
Cl2、CO2与水反应，增大其溶解度。
[思考11]表中，NH3溶解度最高，试解释其原因。
NH3是极性分子，相似相溶。
NH3和H2O发生反应。
NH3分子和H2O分子间能形成氢键。
科学·技术·社会
生物大分子中的氢键
蛋白质
DNA
三、分子的手性
互为镜像的两个分子
左右手互为镜像
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，互为镜像，在三维空间里不能重叠，互称手性异构体(对映异构体)。有手性异构体的分子叫做手性分子。
[思考12]互为手性分子的物质是同一种物质吗 二者具有什么关系
[思考13]互为手性分子的物质化学性质是否相同,分析其原因。
不是同一种物质,二者互为同分异构体。
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。
手性分子的判断—前提：有手性碳原子
连接四个不同原子或基团的碳原子—手性碳原子。
*
[达标检测1]共价键、离子键和范德华力都是微观粒子之间的不同作用力，现有下列物质：①Na2O2、②SiO2、③石墨、④金刚石、⑤CaCl2、⑥干冰，其中含有两种不同类型的作用力的是（ ）
A.①③⑤⑥ B.①③⑥ C.②④⑥ D.①②③⑥
[达标检测2]下列物质的变化，破坏的主要是范德华力的是（ ）
A.碘单质的升华 B.NaCl溶于水
C.将水加热变为气态 D.NH4Cl受热分解
[达标检测3]请预测 H2O、 H2S 、H2Se、 H2Te 熔点和沸点的高低。
四、复述检测
[达标检测4]判断下列分子是否属于手性分子？若是，请标出手性碳原子。