分子结构与物质的性质-高二化学精品讲义(沪科版2020选择性)(学生版)

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2.2 分子结构与物质的性质

知识点01 分子的极性

⏹ 键的极性

【点拨】①根据元素电负性的大小判断键合原子的电性。形成共价键的两个原子,电负性大的原子显负价,电负性小的原子显正价。②电负性差值越大的两原子形成的共价键极性越强。 ➢

分子的极性

分类

极性共价键 非极性共价键 成键原子 不同元素的原子 同种元素的原子 电子对 发生偏移

不发生偏移

成键原子 的电性

一个原子呈正电性(δ+)

一个原子呈负电性(δ-)

呈电中性

学习聚焦

知识精讲

分子有极性分子和非极性分子。分子的极性与分子的空间结构及分子中键的极性有关。

➢键的极性与分子极性之间的关系

①只含非极性键的分子一定是非极性分子(O3除外)。

②含有极性键的分子,如果分子中各个键的极性的向量和等于零,则为非极性分子,否则为极性分子。

非极性分子的正负电荷中心不重合(水分子)极性分子的正负电荷中心重合(二氧化碳分子)

③极性分子中一定有极性键,非极性分子中不一定含有非极性键。例如CH4是非极性分子,只含有极性键。含有非极性键的分子不一定为非极性分子,如H2O2是含有非极性键的极性分子。

例如:

➢分子极性的判断方法

(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。

氢气分子白磷分子

(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。

氯化氢分子

(3)含有极性键的多原子分子,空间结构对称的是非极性分子;空间结构不对称的是极性分子。分子有无极性主要看分子中正、负电荷的分布是否对称,而电荷分布情况又跟分子的形状有密切的关系,因此可根据分子的形状先分析分子的对称性。若分子高度对称,则为非极性分子,反之为极性分子。具体的做法可将分子中同种元素的原子看成集中于一点,有几种元素就可以找几个点,然后再比较这几个点是否重合,若能重合,就说明该分子是高度对称的,这样的分子没有极性,是非极性分子,反之为极性分子。

四氯化碳分子呈现中心对称氨分子空间无对称

(4)判断AB n型分子极性的经验规律:

①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子;若不等,则为极性分子。

②若中心原子有孤电子对,则为极性分子;若无孤电子对,则为非极性分子。

如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子;H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。

【点拨】

①一般情况下,单质分子为非极性分子,但O3是V形分子,其空间结构不对称,故O3为极性分子。

②H2O2的结构式为H—O—O—H,其空间结构如图所示,是不对称的,为极性分子。

③只含极性键的分子不一定是极性分子(如CH4);极性分子不一定含有极性键(如

CH3OH);含有非极性键的分子不一定是非极性分子(如H2O2)。

➢相似相溶定律

相似相溶定律

☐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,

例如:如蔗糖和氨易溶于水,难溶于四氯化碳;萘和碘易溶于四氯化碳,难溶于水。

(1)外界因素:主要有温度、压强等。

(2)氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好

(3)分子结构的相似性:溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越大。如乙醇与水互溶,而戊醇

【即学即练1】下列是极性分子的有。(选填编号)

①BeCl2②CH2Cl2③C2H2④H2O2⑤NH3⑥HClO⑦CCl4⑧P4

知识点02 手性

➢手性异构体

具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手与右手一样互为镜像,却在三维空间里不能叠合,互称手性异构体(或对映异构体)。

➢手性分子

有手性异构体的分子叫做手性分子。

如乳酸()分子。

手性分子之间互为镜像,不可重合

手性分子的判断:

判断方法:有机物分子是否存在手性碳原子

手性碳原子:有机物分子中练有四个各不相同的原子或者基团的碳原子。

【即学即练2】有机物H()是一种重要的有机合成中间体。下列关于H的说法错误的是A.分子中所有碳原子不可能共平面

B.与不互为同系物

C.有机物H的同分异构体中可能同时含羧基和醛基

D.该分子中有四个手性碳原子

知识点03 分子结构对化学性质的影响

➢键的极性对化学性质的影响

(1)键的极性对有机酸的酸性大小的影响

羧酸的酸性可用p K a的大小来衡量,p K a越小,酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关,如下表所示。

以乙酸为例分析其酸性来源:

羧基中的羟基极性越大→羧基越易电离出氢离子→羧酸酸性越强。

结论:①烃基(R—)是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的烃基的极性越小,羧酸的酸性越弱。所以,酸性HCOOH >CH3COOH>CH3CH2COOH。

②与羧基(—COOH)相连的C—X(X为卤素原子)的极性越大,羧酸的酸性越大;C—X的数量越多,羧酸的酸性越大,如酸性:CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH;CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH。

三氯乙酸(CCl3COOH)

三氟乙酸(CF3COOH)

(1)比较酸性强弱:乙酸甲酸(填大于、小于或等于)

(2)一元羧酸的酸性大小与其分子组成和结构有关,请根据表中信息,任写一条规律

(3)CF3COOH与CCl3COOH酸性有强弱,请解释原因:

(4)根据上述规律,预测①CH3CCl2COOH、②CH3CH2COOH、③CH3CH2CH2COOH的酸性强弱顺序为

(用序号表示物质)。

知识点04 分子间作用力

➢范德华力

(1)概念:物质的分子之间存在着相互作用力,把这类分子间作用力称为范德华力。

(2)特征:

①)范德华力广泛存在于分子之间,由分子构成的液态和固态物质,范德华力存在于相邻的分子之间;由分子构成的气态物质,只有分子相互接近时才存在范德华力。

②范德华力很弱,比化学键的键能小1~2个数量级。

③范德华力无方向性和饱和性。只要分子周围空间允许,分子总是尽可能多地吸引其他分子。

(3)影响因素:

①一般来说,组成和性质相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大;

②相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力也越大。如CO为极性分子,N2为非极性分子,范德华力:CO>N2。

③分子组成相同但结构不同的物质,分子的对称性越强,范德华力越小,如对二甲苯< 间二甲苯< 邻二甲苯。

(4)范德华力对物质性质的影响

范德华力主要影响物质的熔点、沸点、溶

解度等物理性质。范德华力越大,物质的熔沸

点越高。如:F2<Cl2<Br2<I2。

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