2-3-1键的极性、分子极性、范德华力和氢键

●教材点拨 1．极性键和非极性键的判断 (1)同种元素的原子间形成的共价键一般为非极性键，成 键原子电负性相同， 如 A—A 型。 不同种元素的原子间形成的 共价键为极性键，成键原子电负性不同，如 A—B 型。 (2)形成化学键时，一般两元素原子的电负性之差 Δx＝0 时为非极性共价键；Δx<1.7 时为极性共价键；Δx>1.7 时为离 子键。
提示：由以下两方面判断分子的极性：
4．键的极性与分子极性的关系实例分析
特别提醒：
●典例透析 (2013· 经典习题选萃)下列叙述中正确的是( )
A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子 B．以极性键结合起来的分子一定是极性分子 C．非极性分子只能是双原子的单质分子 D．非极性分子中，一定含有非极性共价键
答案：C
新考题·随堂自测
1．(2013· 黄石调研)(双选)下列叙述中不正确的是(
)
②对溶解度的影响 在极性溶剂里，如果溶质分子与溶剂分子间可以形成氢键， 则溶质的溶解性增大。例如，乙醇和水能以任意比例互溶。 ③对水密度的影响 绝大多数物质固态时的密度大于液态时的密度， 但是在 0℃ 附近水的密度却是液态的大于固态的。水的这一反常现象也可 用氢键解释。 ④对物质的酸性等也有一定的影响。
(2)范德华力的影响因素 影响范德华力的主要因素有分子的相对分子质量、分子的 极性等。 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，如
分子 范德华力 /kJ· mol
－1
Ar
CO
HI
HBr
HCl
8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
②分子的极性越强，范德华力越大。 ③温度升高，范德华力减小。
分子间作用力和氢键
●教材点拨 1．范德华力 (1)范德华力的概述 降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这一事实 表明，分子之间存在着相互作用力，它把分子聚集在一起， 因而把这类分子间作用力称为范德华力。其实质是静电作用。
说明： ①范德华力广泛存在于分子之间，只有分子间才有范德华 力。属于分子间的电性作用力。 ②范德华力很弱，约比共价键小 1～2 个数量级。 ③范德华力只影响分子的物理性质，它无方向性和饱和性。
成才之路· 化学
人教版 ·选修三
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第二章
原子结构与性质
第三节
分子的性质
第 1 课时
键的极性、分子极性、范德华 力和氢键
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新情境·激趣入题
你曾观察过电解水的实验，对水的三态变化也很熟悉。水 在通电条件下的分解与水的三态转变有什么不同？
【解析】 A 是正确的，如 O2、H2、N2 等；B 错误，以极性 键结合的分子不一定是极性分子，若分子构型对称，正负电荷中 心重合，就是非极性分子，如 CH4、CO2、CCl4、CS2 等；C 错 误，非极性分子也可能是某些结构对称的含极性键的化合物，如 CH4、CO2 等；D 错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如 CH4、CO2 等。
【答案】
A
●变式训练 1．下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是( A．H2O C．NH3 B．Cl2 D．CCl4 )
答案：D
点拨：含极性键的分子有无极性，关键是看分子中极性键的 极性的向量和是否等于零。若等于零，为非极性分子；若不等于 零，则为极性分子。另外，也可从结构是否对称予以考虑。多原 子分子是否有极性，取决于分子的构型是否对称。中学阶段涉及 的对称构型主要有直线形(CO2、CS2)、正三角形(BCl3、BF3)、正 四面体形(CH4、CCl4、P4)；不对称构型主要有三角锥形(NH3)、 角形(H2O、H2S、SO2)。
3．范德华力、氢键及共价键比较
●典例透析 下列说法中不正确的是( )
A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称 B．分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质 的溶解度、密度等也都有影响 C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间 D．氢键是一种特殊的化学键，广泛存在于自然界
【解析】
解题关键是理解两个方面： (1)分子间作用力与
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●学习目标 1．极性键和非极性键 (1)极性键 由________原子形成的共价键，电子对________偏移，两个 键合原子，一个呈________，另一个呈________。 (2)非极性键 由________原子形成的共价键，电子对________偏移。
2．极性分子和非极性分子 (1)极性分子 分子中正电中心和负电中心________，使分子的一部分呈正 电性，另一部分呈负电性，即键的极性的向量和 ________零。如 ________、________、________、________等。 (2)非极性分子 分子中正电中心和负电中心________，即键的极性的向量和 ________零。如__________、__________、________、________。
(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。 (4)判断 ABn 型分子是极性分子还是非极性分子可参考以下 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若中心原子有孤对电子 (未参与成键的电子对 )，则为极性 分子；若无孤对电子，则为非极性分子。
H2O 分子中 O—H 键为极性键，两个 O—H 键之间的夹角 约为 104.5° ，整个分子电荷分布不对称，是极性分子。Cl2 是双 原子单质分子，Cl—Cl 键是非极性键，属含非极性键的非极性 分子。NH3 分子中 N—H 键是极性键，分子构型是三角锥形，N 原子位于顶端，电荷分布不对称，是极性分子。 CCl4 分子中 C—Cl 键是极性键， 分子构型呈四面体形， C 原子位于正四面体 中心，四个 Cl 原子分别位于正四面体的四个顶点，电荷分布对 称，是非极性分子。
如邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间存在氢键，对羟 基苯甲醛存在分子间氢键(如图)。
(4)氢键对物质性质的影响 ①对熔、沸点的影响 a．分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高，因为要使液 体汽化，必须破坏大部分分子间的氢键，这需要较多的能量； 要使晶体熔化，也要破坏一部分分子间的氢键。所以，存在分 子间氢键的化合物的熔、沸点要比没有氢键的同类化合物高。 b．分子内氢键的形成使物质的熔、沸点降低，如邻羟基苯 甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低。
7．氢键对物质性质的影响 (1)分子间氢键，使物质的熔、沸点________。 (2)分子内氢键，使物质的熔、沸点________。 8．氢键的表示方法 氢键通常用 A—H„B 表示，其中 A、B 为__________、O、 ________原子，“—”表示________，“„”表示________。
3． 已知成键元素的种类， 你能判断共价键的极性和强弱吗？ 提示：(1)非极性键：A—A 型，即相同元素原子间成键形成 的是非极性键。如 NN、Cl—Cl、H—H、H2O2 中的 O—O 等。 (2)极性键：A—B 型，即不同元素原子间成键形成的是极性 键。如 H—Cl、C—H、C—O 等。
(3)极性键极性强弱的比较：极性键中成键元素的电负性差别 越大，键的极性越强。如卤族元素形成的氢化物中键的极性强弱 关系为：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I。
(3)范德华力对物质性质的影响 ①对物质熔、沸点的影响 一般来说，分子晶体中范德华力越大，物质的熔、沸点越 高。具体如下： a．组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，分 子间的范德华力逐渐增大，它们的熔、沸点逐渐升高。如下图 中的曲线所示：
b．分子组成相同但结构不同的物质 (即互为同分异构体)， 分子对称性越好，范德华力越小，物质的熔、沸点越低，如熔、 沸点：新戊烷＜异戊烷＜正戊烷。 c．一般，相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范 德华力越小，物质的熔、沸点越低，如熔、沸点：N2＜CO。 ②对物质溶解性的影响 液体的互溶以及固态、气态的非电解质在液体里的溶解度 都与范德华力有密切的关系。
提示：CH4 分子的结构式为：
，分子中有 4 个 C—H，
均为极性键。 但由于其空间结构为正四面体形， 故为非极性分子。
2．Cl2、Br2、I2 三者的组成和化学性质均相似，但状态却为 气、液、固的原因是什么？ 提示：Cl2、Br2、I2 的组成和结构相似，但由于相对分子质 量逐渐增大，所以范德华力逐渐增大，故熔、沸点升高，状态由 气体→液体→固体。
3．范德华力 分子之间存在着________，称为范德华力。 4．影响范德华力大小的因素 (1) 结 构 相 似 的 分 子 ， 相 对 分 子 质 量 越 大 ， 范 德 华 力 越 ________。 (2)分子的极性越大，范德华力越________。 (3)范德华力很弱，约比化学键小 1～2 数量级。
4．NH3、H2O、HF 三种氢化物在同族元素氢化物中熔沸点 反常的高，为什么？ 提示：NH3、H2O、HF 三种氢化物的分子间存在氢键。 5．氢键是化学键吗？ 提示：氢键虽然也可在分子内形成，但和化学键相比，仍然 是一种较弱的作用力，所以不是化学键。
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键的极性与分子的极性
5．范德华力对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的物理性质，如熔、沸点。范德华力 越大，物质的熔、沸点越________。 6．氢键 氢键是一种除范德华力外的另一种________，它是由已经与 电负性很 ________的原子如 (N、O、F)形成共价键的 ________， 与另一个分子中电负性很 ________的原子如(N、O、F)之间的作 用力。
化学键的关系，(2)氢键与化学键、范德华力的关系。 分子间作用力是分子间相互作用力的总称， A 项正确；分 子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解度、 密度等也有影响， B 项正确； 分子间作用力包括范德华力和氢键， 它们可以同时存在于分子之间，C 项正确；氢键不是化学键，D 项错误。