新课标地区专用高中化学第2章第三节第1课时键的极性和分子的极性范德华力和氢键课件新人教版选修

一、键的极性和分子的极性 1.键的极性
[知 识 梳 理]
2.分子的极性
发生偏移 不偏移
不重合 重合
3.键的极性和分子极性的关系 (1)只含非极性键的分子一般是_非__极__性___分子。 (2)含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的_向___量__和__是否 等于零而定，等于零时是__非__极__性__分子。
(8)乙醇比乙醛的沸点高的原因是乙醇的相对分子质量较大。( ) (9)同主族从上到下，气态氢化物的沸点依次升高。( ) (10)BCl3与NCl3均为三角锥形，为极性分子。( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)×
2.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中： (1)以非极性键结合的非极性分子是________。 (2)以极性键相结合，具有直线形构型的非极性分子是________。 (3)以极性键相结合，具有三角锥形构型的极性分子是________。 (4)以极性键相结合，具有正四面体构型的非极性分子是________。 (5)以极性键相结合，具有V形构型的极性分子是________________。 (6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是________。 答案 (1)N2 (2)CS2 (3)NH3 (4)CH4 (5)H2O (6)HF
2和SO24和PH3 3和NH3和HI 解析 题目所给各物质分子中均为极性键。CO2、CH4、BF3为非极性分子，SO2 、PH3、NH3、HCl、HI为极性分子。 答案 D
2.将下列粒子的符号填入相应的空格内：O2、CO2、H2O、N2、(NH4)2SO4、SiCl4 、 H2S 、 C2H4 、 CH4 、 Cl2 、 C2H2 、 NH3 、 HCl 、 H2O2 、 CH3CH2OH 、 NaOH 、 SiO2、CH3Cl。 (1)只含非极性键的非极性分子：_______________________________； (2)含极性键的非极性分子：____________________________________； (3)既含极性键，又含非极性键的非极性分子：________________； (4)含非极性键的极性分子：__________________________________； (5)含极性键的极性分子：_____________________________________ _______________________________________________________；
原子 有方向性和饱和性
①随分子极性的增大而增大
成键原子半径和共
对于X—H…Y，X、Y的
影响强度 ②组成和结构相似的分子构
用电子对数目。键
电负性越大，Y原子的
的因素 成的物质，相对分子质量越
长越短，键能越大，
半径越小，作用越强
大，范德华力越大
共价键越稳定
①影响物质的熔点、沸点、 ①分子间氢键的存在，
2.范德华力、氢键、共价键的大小都能影响分子的稳定性吗？ 提示 范德华力、氢键不影响分子的稳定性。共价键的大小影响分子的稳定性。
3.在第ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物中，为什么NH3、H2O、HF三者的相对分子 质量分别小于同主族其他元素的氢化物，但熔、沸点却比其他元素的氢化物高？ 提示 因为NH3、H2O、HF三者的分子间能形成氢键，同主族其他元素的氢化物 不能形成氢键，所以它们的熔点和沸点高于同主族其他元素的氢化物。
2、H22H4、CH4 2、C2H23、HCl 解析 由两种不同元素形成的共价键才会有极性，因此C项中Cl2中无极性键。之 后根据结构可以判断A项中H2S，D项中NH3、HCl分子中正、负电荷中心不重合 ，属于极性分子。 答案 B
从以下两方面判断分子的极性：
【变式训练】 1.下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是( )
第三节 分子的性质 第1课时 键的极性和分子的极性 范德华力和氢键
学业要求
素养对接
1.知道分子极性与分子中键的极性、分子的
空间结构密切相关。
微观探析：键的极性和分子的极性。
2.能说明分子间作用力(含氢键)对物质熔、 模型认知：运用分子间作用力(含氢
沸点等性质的影响。
键)理论模型解释物质的性质。
3.能列举含有氢键的物质及其性质特点。
代表分子
双原子 A2 分子 AB
三原子
分子
AB2
非极性键
直线(对称) 直线(对称) 直线(对称)
V形(不对称)
非极性 极性
非极性
极性
N2等 CO、HF等 CO2、CS2、BeCl2等
H2O、H2S、SO2等
四原子
分子
AB3
极性键
平面三角形(对称) 三角锥形
非极性 极性
BF3、BCl3、SO3等 NH3、PCl3、NF3等
4.下列物质分子间不能形成氢键的是( )
2
3CH24 解析 氢键形成的条件是氢原子两边的原子所属元素的电负性很强，原子半径很 小，如O、F、N等。 答案 D
学习任务一 键的极性和分子的极性 【合作交流】 已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示：
1.分析H2O2分子中共价键的种类有哪些？ 提示 H2O2分子中H—O键为极性共价键，O—O键为非极性共价键。
五原子 AB4 分子 ABnC4－n
正四面体形(对称) 非极性 四面体形(不对称) 极性
CH4、SiF4等 CH2Cl2等
3.分子极性的判断方法 分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。 判断分子极性时，可根据以下原则进行： (1)只含有非极(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子，如HCl、HF、HBr。 (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；立体构型不对称 的是极性分子。
2.H2O2分子中正电、负电中心是否重合？H2O2属于极性分子还是非极性分子？ 提示 不重合。H2O2属于极性分子。
3.极性键和非极性键有何区别？ 提示 看成键原子是否相同，若相同则为非极性键，若不同则为极性键。
4.极性分子和非极性分子有何区别？ 提示 看分子的空间构型是否对称，若对称则为非极性分子，反之则为极性分 子。
(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。 (2)分子的极性越大，范德华力越__大__。 4.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__高__。
【自主思考】 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
溶解度等物理性质
使物质的熔、沸点升高，
对物质
②组成和结构相似的物质， 在水中的溶解度增大。 共价键键能越大，
性质的
影响 随相对分子质量的增大，物 如熔、沸点：H2O＞H2S 分子稳定性越强
质的熔、沸点逐渐升高。如 ②分子内存在氢键时，
CF4＜CCl4＜CBr4
降低物质的熔、沸点
【例2】 PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P—H键键能比N— H键键能低。下列判断错误的是( ) 3分子呈三角锥形 3分子是极性分子 3沸点低于NH3沸点，因为P—H键键能低 3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键键能高 解析 PH3同NH3构型相同，因中心原子上有一对孤电子对，均为三角锥形，属 于极性分子，故A、B项正确；PH3的沸点低于NH3，是因为NH3分子间存在氢键， C项错误；PH3的稳定性低于NH3，是因为N—H键键能高，D项正确。 答案 C
【点拨提升】 范德华力、氢键、化学键的比较
范德华力
氢键
共价键
概念
已经与电负性很强的原子形成 原子间通过共用电 物质分子之间普遍
共价键的氢原子与另一个电负 子对所形成的相互 存在的一种作用力
性很强的原子之间的静电作用 作用
作用微粒
分子
特征 无方向性和饱和性
强度
H与N、O、F 有方向性和饱和性 共价键＞氢键＞范德华力
(4)判断ABn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。
【例1】 下列物质的分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )
存在_分__子___内__氢键，
存在__分__子__间__氢键。前者
的沸点___低__于___后者。 4.特征
氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，比化学键弱，但比范德华力__强__。 5.氢键对物质性质的影响
氢键主要影响物质的熔、沸点，分子间氢键使物质熔、沸点__升__高____。
【自主思考】 3.卤族元素的氢化物的熔、沸点大小顺序是HF>HI>HBr>HCl，试分析其原因。
【点拨提升】 1.键的极性
(1)键的极性具有方向性，由正电荷的中心指向负电荷的中心。 (2)形成极性键的两个键合原子的电负性相差越大，键的极性就越强。如键的极 性由强到弱顺序为H—F＞H—O＞N—H＞C—H，H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I
2.分子的极性与键的极性和分子立体构型的关系
分子类型 键的极性 分子立体构型 分子极性
提示 对于组成和结构相似的分子来说，相对分子质量越大，范德华力越大，熔 、沸点越高，故HI>HBr>HCl，但由于HF分子间形成氢键增大了分子之间的作 用力，虽然相对分子质量小，但熔、沸点最高。
[自 我 检 测]
1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。 (1)以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子。( ) (2)以极性键结合的分子一定是极性分子。( ) (3)非极性分子只能是双原子单质分子。( ) (4)非极性分子中，一定含有非极性共价键。( ) (5)氢键一种特殊的化学键，只是键能小一些。( ) (6)范德华力与氢键可同时存在于分子之间。( ) (7)由于非金属性F＞Cl＞Br，所以熔、沸点HF＞HCl＞HBr。( )
【自主思考】 1.乙烯分子中共价键极性如何？乙烯是极性分子还是非极性分子？
提示 乙烯分子中C—H是极性共价键，C===C是非极性共价键，乙烯分子空间 对称，是非极性分子。
二、范德华力及其对物质性质的影响 1.概念
分子之间普遍存在的相互作用力。 2.特征
范德华力很弱，约比化学键的键能__小__1～2数量级。 3.影响因素
(6)既含极性键，又含非极性键的极性分子：____________________________； (7)全部由非金属元素组成的离子化合物：______________________________。 答案 (1)O2、N2、Cl2 (2)CO2、SiCl4、C2H4、CH4、C2H2 (3)C2H4、C2H2 (4)H2O2、CH3CH2OH (5)H2O、H2S、NH3、HCl、H2O2、CH3CH2OH、CH3Cl (6)H2O2、CH3CH2OH (7)(NH4)2SO4
学习任务二 范德华力和氢键对物质性质的影响 【合作交流】
人们熟悉的影片《蜘蛛侠》为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘 蛛侠，现实中的蜘蛛能在天花板等比较滑的板面上爬行，蜘蛛之所以不能从天花 板上掉下的主要原因是蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范德华力这一“黏力 ”使蜘蛛不致坠落。
1.范德华力、氢键、共价键都有方向性吗？ 提示 范德华力无方向性，氢键和共价键有方向性。
2.表示方法 氢 键 通 常 用 _A__—__H_…__B_—___ 表 示 ， 其 中 A 、 B 为 __N__ 、 __O__ 、 __F__ ， “—” 表 示 _共__价__键___，“…”表示形成的___氢__键___。
3.分类 氢键可分为__分__子__内__氢键和__分__子__间__氢键两类。
3.下列关于范德华力的叙述正确的是( ) A.其是一种较弱的化学键 B.其是分子间存在的较强的电性作用 C.直接影响所有物质的溶、沸点 D.稀有气体的分子间存在范德华力 解析 范德华力是分子间存在的较弱的电性作用，它不是化学键且比化学键弱得 多，只能影响由分子构成的物质的溶、沸点；稀有气体的分子间存在范德华力。 答案 D
？ 提示 Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，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，状态由气体变为液体、固体。
三、氢键及其对物质性质的影响
1.概念 已经与_电__负__性___很大的原子(如N、F、O)形成共价键的__氢__原__子__与另一个分子 _电__负___性__很大的原子之间的作用力。