高中化学人教版（2019）选择性必修二第二章第三节分子结构与物质的性质 课件（共45张ppt）

高二年级 化学
选择性必修2 物质结构与性质 第二章 分子结构与性质
分子结构与物质的性质
学习目标
1. 能判断共价键的极性及分子的极性，并能据此对分子的一
些共性或典型性质及其应用作出解释。
2. 能说明分子间作用力（含氢键）对物质熔、沸点等性质的
影响，能列举含有氢键的物质及其性质特点。
3. 能认识手性分子并了解其在药物研究中的应用。
一、共价键的极性
1. 键的极性
基础回顾
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}分 类 标 准
类 型
原子轨道重叠方式
σ 键、 π 键
共用电子对是否偏移
极性键、非极性键
共用电子对数目
单键、双键、三键
(1) 不同的分类法
非极性键:
H
H
基础回顾
(2) 极性键和非极性键
成键双方吸引电子能力相同，电荷分布均匀。
极性键:
Cl
X
H
成键双方吸引电子能力不同，电荷分布不均匀。
(3) 共价键极性的判断方法
H一Cl H一F
电负性
δ+
δ-
δ+
δ-
电负性：Cl < F
＜
2. 键的极性对化学性质的影响
羧基中的羟基极性越大→羧基易电离出氢离子→羧酸酸性越强。
一 C 一 O 一 H
O
CH3
一 C 一 O
O
CH3
+ H +
乙酸（CH3COOH）
δ+
－
2. 键的极性对化学性质的影响
酸性增强
思考讨论
pKa = - lgKa（ 同 pH 计算方法 ）
相同温度下
一 C 一 O 一 H
O

一 C 一 O
O
+ H +
分析：
物质的组成和结构如何影响羧酸的酸性？
δ+
－
结论 1：
与羧基相连的烃基越长，
羧基中羟基极性越小，
酸性越弱。
对比 1
结构：与羧基相连的烃基（R一） 越来越短
酸性：从上至下依次增强
原因：烃基是推电子基团
δ+
R →C→O→H
O
2. 键的极性对化学性质的影响
对比 2
结构：Cl 取代了与羧基相连的碳上的 H
酸性：氯乙酸强于乙酸
结论 2：
与羧基相连碳上的 H 被 Cl 取代时，
羟基极性增大，
酸性增强。
原因：氯元素电负性较大
Cl CH2 C O H
O
δ+
2. 键的极性对化学性质的影响
对比 3
结构：取代基“ 一Cl ”数目依次增多
酸性：从上至下依次增强
结论 3：
与羧基相连的碳原子上取代的氯原子越多，
羟基极性越大，酸性越强。
δ-
Cl
Cl C C O H
O
原因: 氯原子越多，羟基极性越大
δ+
Cl
δ-
δ-
2. 键的极性对化学性质的影响
2. 键的极性对化学性质的影响
结论 4：
与羧基相连的碳原子上
取代基电负性越大，
羟基极性越大，酸性越强。
对比 4
结构：与羧基相连的取代基不同
酸性：三氟乙酸酸性较强
原因：F 的电负性大于 Cl
δ-
F C C O H
O
δ+
F
F
δ-
δ-
3. 分子的极性
极性分子：正电中心和负电中心不重合，分子一部分呈正
电性（δ+）,另一部分呈负电性（δ-）。
非极性分子：正电中心与负电中心重合的分子。
(1) 概念
思考讨论
δ+
δ-
极性分子 H一Cl
非极性分子 H2 O2 Cl2
均为仅含非极性键的单质，
因此为非极性分子。
（1）以下双原子分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？
H2 O2 Cl2 HCl
（2）P4 和 C60 是极性分子还是非极性分子？
C60
P4
思考讨论
非极性分子
极性分子
（3）以下化合物分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？
CO2 HCN H2O NH3 BF3 CH4 CH3Cl
CO2
δ+
δ-
δ-
O C O
H2O
O
H H
δ-
δ+
δ+
直线结构
+
V 形结构
非极性分子
极性分子
(2) 分子极性的判断方法
CO2
δ+
δ-
δ-
O C O
H2O
O
H H
δ-
δ+
δ+
直线结构
+
V 形结构
非极性分子
极性分子
(2) 分子极性的判断方法
向量画法：正电性原子→负电性原子
O
H H
δ-
δ+
δ+
O C O
δ-
δ-
δ+
F
F
F
B
δ-
δ-
δ-
δ+
BF3
(2) 分子极性的 判断方法
δ-
N
H
H
H
δ+
δ+
δ+
NH3
+
非极性分子
极性分子
（3） 规律小结
① 仅含非极性键的分子为非极性分子。
② 含极性键的分子可根据正、负电中心是否重合
或借助极性键的向量和是否为零进行判断。
注意：O3 结构特殊，其含有极性键，属于极性分子。
相同：均破坏微粒间相互作用
不同：破坏的作用并不相同
【资料】水的沸腾与热分解
3000 ℃：
水会发生分解
产生氧气和氢气
100 ℃：
水会剧烈沸腾
化学变化
分子内共价键破坏
分子间某种作用打破
物理变化
两个变化
有何异同?
1. 范德华力及其对物质性质的影响
二、分子间作用力
(1) 含义
把分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力，
又叫范德华力。
(2) 特点
范德华力很弱，
约比化学键键能小 1 - 2 个数量级。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}微粒间
作用力
能量
kJ·mol -1
化学键
100 - 600
范德华力
2 - 20
(3) 影响因素
?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}分子
Ar
CO
HI
HBr
HCl
相对分子质量
40
28
129
81
36.5
范德华力
（kJ/mol）
8.50
8.75
26.00
23.11
21.14
组成结构相似的分子，
相对分子质量越大，
范德华力越大。
分子的极性
会影响范德华力
?
思考讨论
如何解释卤素单质从 F2 - I2 的熔点和沸点越来越高？
(4) 对物质性质的影响
组成和结构相似的分子
相对分子质量增大
→ 范德华力增大
→ 熔点和沸点升高
思考讨论
请预测 H2O、 H2S 、H2Se、 H2Te 熔点和沸点的高低。
H2O
H2S
H2Se
H2Te
熔点和沸点升高
?
(1) 含义及表示方法
2. 氢键对物质性质的影响
δ+
X H
常见氢键类型：
一个分子中
电负性很大的原子 H 原子
共价键
δ-
···
氢键
Y
另一个分子中
电负性很大的原子
δ-
共价键
例：水分子间的氢键
O - H … O
吸引
2. 氢键对物质性质的影响
如： NH3分子间、HF 分子间存在氢键，
它们和水分子间也存在氢键。
(2) 特点
① 氢键属于分子间作用力。
② 比化学键弱，比范德华力强。
2. 氢键对物质性质的影响
(3) 对物质性质的影响
水分子间
氢键形成
分子间作用力增大
沸点高于
同族氢化物
水分子间间隙增大
冰的密度比水小
DNA 的双螺旋结构就是由两条 DNA 大分子的碱基通过氢键形成配对
氢键对维持生物大分子的空间构型和生理活性具有重要意义
科学视野
(4) 分类
① 分子间氢键：H2O NH3 HF
② 分子内氢键
沸点：邻羟基苯甲醛 ＜ 对羟基苯甲醛
图 1
分子内氢键
图 2
分子间氢键
资料
3. 溶解性
“相似相溶”实验
思考：
碘在哪种溶剂中的
溶解性好？
实验现象
实验结论：I2 在 CCl4 中溶解性比在水中好。
I2 溶于水中
溶液呈黄色
加入 CCl4
振荡
I2 溶于 CCl4 中
溶液呈紫红色
3. 溶解性
相似？
非极性分子：I2 和 CCl4
极性分子：水
物质的极性
“相似相溶”实验
(1) “相似相溶”规律
非极性溶质一般易溶于非极性溶剂，
极性溶质一般易溶于极性溶剂。
3. 溶解性
实验结论：KI3 易溶于水，碘单质参与发生反应 。
I2 溶于水中
溶液呈黄色
加入 CCl4
I2 溶于 CCl4 中
溶液呈紫红色
加入 KI 溶液
溶液
紫红色变浅
已知：
I2 + I－ I3－
?
振荡
振荡
(2) 适用条件
3. 溶解性
① 溶质和溶剂极性相似
② 分子结构相似
乙醇： CH3CH2一 OH
水： H 一 OH
戊醇：CH3CH2CH2CH2CH2一 OH
乙醇与水互溶
戊醇溶解度减小
比较 NH3 和 CH4 在水中的溶解度，
怎样利用“相似相溶”规律理解它们的溶解度不同？
思考讨论
NH3 与水分子之间还可以形成氢键，使 NH3 更易溶于水。
溶质与溶剂间的氢键作用也会影响物质的溶解性
极性分子：NH3 、H2O
非极性分子：CH4
相似相溶
NH3 易溶于水
CH4 难溶于水
三、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，如同左右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠。
2. 手性分子
有手性异构体的分子。
3. 手性碳原子判断
有机物碳原子结合的 4 个原子或原子团各不同，
该碳是手性碳原子，标记为﹡。
HOOC—CH—OH
CH3
﹡
4. 手性分子的应用
(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
本课小结
范德华力
氢键
分子间作用力
分子的手性
极性分子
非极性分子
不重合
重合
分子正负电荷
中心是否重合
共价键的极性
分子的空间结构
决定
本课小结
范德华力
氢键
分子间作用力
分子的手性
极性分子
非极性分子
不重合
重合
分子正负电荷
中心是否重合
共价键的极性
分子的空间结构
决定
物质的性质
如：羧酸的酸性
熔点和沸点
溶解性
检测反馈
1. 同样是直线形非极性分子，常温下二氧化碳是气体而二硫化碳是液体。
2. 同样是三角锥形氢化物，氨气在水中极易溶解，并且很容易液化。而
同主族的磷化氢（ PH3 ）却没有这些性质。
请解释下列现象
二硫化碳相对分子质量较大 → 范德华力较大 → 沸点较高→常温液态。
PH3 无氢键作用
无这些性质
氨分子间存在氢键
氨气容易液化
氨分子为极性分子
氨分子与水分子间形成氢键
氨气在水中极易溶解
课后作业
归纳整理：阅读教材并整理笔记
基础夯实：书后习题第 1-10 题
课堂延伸：查阅资料了解氢键在科学技术与社会中的应用。
结语
创新来自联想，
联想源于博学广识和集体智慧。
同 学 们 再 见 ！
检测反馈
已知 O3 的空间结构为 V 形，分子中正电中心和负电中心不重合，则下列关于 O3 和 O2 在水中的溶解度叙述正确的是（ ）
A. O3 在水中的溶解度和 O2 一样 B. O3 在水中的溶解度比 O2 小
C. O3 在水中的溶解度比 O2 大 D. 无法比较
C
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}极性分子
O3 H2O
非极性分子
O2
依据：相似相溶原理判断