【新素养】苏教版化学选修三课件：专题4 分子空间结构与物质性质 第一单元 第3课时
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专题4 第一单元 分子构型与物质的性质
核心素养发展目标
1.了解极性分子、非极性分子、手性分子的概念，能从微观角度理解分子具有极 性(或非极性)、手性的原因。 2.会判断分子的极性，了解分子的极性对分子性质的影响。
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新知导学
启迪思维 探究规律
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5.下列分子为手性分子的是
A.CBr2F2 C.CH3CH2CH3
B.CH3CH2OH
√D.CH3CH(OH)COOH
解析 D项，CH3CH(OH)COOH的中间碳原子连有甲基、羟基、氢原子、羧基四个 不同的原子或基团，则该碳原子是手性碳原子，故CH3CH(OH)COOH为手性分子。
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2.手性分子的判断 判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子是否连有_4_个__不__同_
的原子或基团，即有机物分子中是否存在 手性碳原子 。如
，
R1、R2、R3、R4互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有手性。
归纳总结
(1)手性异构体(又称对映异构体、光学异构体)的两个分子互为镜像关系，即 分子形式的“左撇子和右撇子”。 (2)构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同， 且手性有机物中必定含手性碳原子。
(5)手性分子之间，组成相同，官能团不同( × ) (6)手性分子之间，因分子式相同，其性质也相同( × )
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2.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是
A.CH4和Br2
√B.NH3和H2O
C.H2S和CCl4
D.CO2和HCl
解析 A项中CH4、Br2为非极性分子； C项中CCl4为非极性分子； D项中CO2为非极性分子。
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本课结束
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(4)H2O2易溶于水，主要原因是_H_2_O_2_易__与__H__2O__分__子__间__形__成__氢__键__且__H_2_O_和__H__2O__2均__为__极___ _性__分__子___。
解析 H2O2和H2O分子均为极性分子，且H2O2与H2O分子之间易形成氢键，因此 H2O2易溶于水。
(5)H2O2分子中氧元素的化合价为_－__1__，原因是__因__为__O_—__O_键__为__非__极__性__键__，__O__—__H_键__ _为__极__性__键__，__共__用__电__子__对__偏__向__于__氧__，__故__氧__元__素__显__－__1_价__。
解析 只有共用电子对发生偏移才能决定元素在化合物中的化合价。
例3 手性分子往往具有一定光学活性。乳酸分子是手性分子，如图
。
乳酸中的手性碳原子是 A.①
√B.②
C.③
D.②③
解析 ②号碳原子连接—CH3、—H、—COOH、—OH四种不同的基团。
例4 某链烃B的分子式为C7H10，在B的各种结构(不考虑
结构)中，
含有手性碳原子，且与足量H2发生加成反应后仍具有光学活性的有机物有五种，
a.分子中有极性键
b.分子中有非极性键
c.氧原子的轨道发生sp2杂化
d.分子是非极性分子
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解析 在H2O2中H—O键为极性键，O—O键为非极性键；根据H2O2的空间构型可知，
H2O2为极性分子；O原子价电子对数为
6＋2 2
＝4，O原子为sp3杂化。
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(2)H2O2分子间易形成氢键，该氢键的表示式是__H_—__O_…__H____。 解析 H2O2中含有H—O键，故分子间能形成氢键，表示为H—O…H。
已知其中两种的结构简式为
①
② 写出另外三种的结构简式并标出分子中的手性碳原子。
答案
解析 链烃C7H10与足量H2发生加成反应生成烷烃C7H16，要使它具有光学活性， 观察①②，必须要求有1个碳原子分别连接—H、—CH3、—C2H5、—CH2CH2CH3 或—CH(CH3)2等4个不同基团。
以①为依据，将双键移位可得③：
A.CH4和H2O
√C.NH3和H2S
B.CO2和HCl D.HCN和BF3
解析 极性键是存在于不同元素原子之间的共价键； 极性分子是分子的正电中心和负电中心不重合的分子。 NH3是呈三角锥型的极性分子； CO2是呈直线形的非极性分子； H2O、H2S都是呈V形的极性分子； HCl、HCN都是呈直线形的极性分子； CH4是呈正四面体型的非极性分子，BF3是呈平面三角形的非极性分子。
新知导学
XIN ZHI DAO XUE
01
一、分子的极性
1.分子的极性 (1)极性分子和非极性分子
(2)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。 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。
2.分子的极性对物质溶解性的影响 (1)相似相溶规则：极性分子(如HCl)易溶于水等 极性溶剂 ，非极性分子(如I2)易溶 于苯、四氯化碳等 非极性溶剂 。 (2)一般来说，同是非极性分子，相对分子质量 越大 ，溶解度 越大 。
6.双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如右图所示：H2O2分 子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面夹角为93°52′， 而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答下列问题：
(1)下列关于H2O2的说法中正确的是__a_b___(填字母)。
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3.实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键的夹角为180°，由此可判断BeCl2
属于
A.由极性键形成的极性分子
√B.由极性键形成的非极性分子
C.由非极性键形成的极性分子
D.由非极性键形成的非极性分子
解析 BeCl2中Be—Cl键是不同元素形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl键的 夹角为180°，说明分子是对称的，正电荷中心与负电荷中心重合，BeCl2属于非极 性分子，故BeCl2是由极性键形成的非极性分子。
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4.下列现象中，不能用“相似相溶”规则解释的是
A.乙醇与水以任意比例互溶
√B.用纯碱洗涤油脂
C.氨易溶于水
D.用苯将溴水中的溴萃取出来
解析 乙醇与水分子均为极性分子，且二者可形成分子间氢键，A正确； Na2CO3水解使溶液显碱性，油脂在碱性条件下水解，B错误； NH3与H2O均是极性分子，且二者还能形成分子间氢键，增大了NH3的溶解性， C正确； 苯与Br2均为非极性分子，D正确。
解析 CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，根据“相似相溶”规则可知 碘单质在水中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，与相对分子质量、是否是直 线形分子、是否含有氢元素等没有直接的关系，B正确。
二、手性分子
1.观察比较下图所示两种分子的结构
(1)相同点是分子组成 相同 ，都是 CHFClBr ；从平面上看相似。 (2)不同点是在空间上 完全不同 ，它们构成 实物和镜像关系 。 (3)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 重叠 ，这对分子互称为手性异构体。有手性异构体的分子叫 做 手性分子 。
思维
启迪
判断分子极性的一般思路
例2 碘单质在水中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为 l4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素
√l4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子
l4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子 l4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2相对分子质量相差较大
(3)H2O2难溶于CS2，主要原因是_因__为__H__2O__2为__极__性__分__子__，__C__S_2_为__非__极__性__分__子__，__根__据___ “__相__似__相__溶__规__则__”__可__知__H__2O__2_难__溶__于__C_S_2___。 解析 H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶规则”知H2O2难溶于 CS2。
归纳总结
(1)键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。 (2)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，只有极性键。 (3)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1 下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是
；
以②为依据，将叁键移位可得④：
；
若烷烃中有1个异丙基，则结构为⑤：
。
学 习 小 结
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02
1.正误判断
(1)非极性分子中一定含有非极性键( × )
(2)只含极性键的分子不一定是极性分子( √ )
(3)SO2是含有极性键的非极性分子( × )
(4)丁烷易溶于煤油，难溶于水( √ )
核心素养发展目标
1.了解极性分子、非极性分子、手性分子的概念，能从微观角度理解分子具有极 性(或非极性)、手性的原因。 2.会判断分子的极性，了解分子的极性对分子性质的影响。
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启迪思维 探究规律
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5.下列分子为手性分子的是
A.CBr2F2 C.CH3CH2CH3
B.CH3CH2OH
√D.CH3CH(OH)COOH
解析 D项，CH3CH(OH)COOH的中间碳原子连有甲基、羟基、氢原子、羧基四个 不同的原子或基团，则该碳原子是手性碳原子，故CH3CH(OH)COOH为手性分子。
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2.手性分子的判断 判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子是否连有_4_个__不__同_
的原子或基团，即有机物分子中是否存在 手性碳原子 。如
，
R1、R2、R3、R4互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有手性。
归纳总结
(1)手性异构体(又称对映异构体、光学异构体)的两个分子互为镜像关系，即 分子形式的“左撇子和右撇子”。 (2)构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同， 且手性有机物中必定含手性碳原子。
(5)手性分子之间，组成相同，官能团不同( × ) (6)手性分子之间，因分子式相同，其性质也相同( × )
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2.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是
A.CH4和Br2
√B.NH3和H2O
C.H2S和CCl4
D.CO2和HCl
解析 A项中CH4、Br2为非极性分子； C项中CCl4为非极性分子； D项中CO2为非极性分子。
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(4)H2O2易溶于水，主要原因是_H_2_O_2_易__与__H__2O__分__子__间__形__成__氢__键__且__H_2_O_和__H__2O__2均__为__极___ _性__分__子___。
解析 H2O2和H2O分子均为极性分子，且H2O2与H2O分子之间易形成氢键，因此 H2O2易溶于水。
(5)H2O2分子中氧元素的化合价为_－__1__，原因是__因__为__O_—__O_键__为__非__极__性__键__，__O__—__H_键__ _为__极__性__键__，__共__用__电__子__对__偏__向__于__氧__，__故__氧__元__素__显__－__1_价__。
解析 只有共用电子对发生偏移才能决定元素在化合物中的化合价。
例3 手性分子往往具有一定光学活性。乳酸分子是手性分子，如图
。
乳酸中的手性碳原子是 A.①
√B.②
C.③
D.②③
解析 ②号碳原子连接—CH3、—H、—COOH、—OH四种不同的基团。
例4 某链烃B的分子式为C7H10，在B的各种结构(不考虑
结构)中，
含有手性碳原子，且与足量H2发生加成反应后仍具有光学活性的有机物有五种，
a.分子中有极性键
b.分子中有非极性键
c.氧原子的轨道发生sp2杂化
d.分子是非极性分子
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解析 在H2O2中H—O键为极性键，O—O键为非极性键；根据H2O2的空间构型可知，
H2O2为极性分子；O原子价电子对数为
6＋2 2
＝4，O原子为sp3杂化。
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(2)H2O2分子间易形成氢键，该氢键的表示式是__H_—__O_…__H____。 解析 H2O2中含有H—O键，故分子间能形成氢键，表示为H—O…H。
已知其中两种的结构简式为
①
② 写出另外三种的结构简式并标出分子中的手性碳原子。
答案
解析 链烃C7H10与足量H2发生加成反应生成烷烃C7H16，要使它具有光学活性， 观察①②，必须要求有1个碳原子分别连接—H、—CH3、—C2H5、—CH2CH2CH3 或—CH(CH3)2等4个不同基团。
以①为依据，将双键移位可得③：
A.CH4和H2O
√C.NH3和H2S
B.CO2和HCl D.HCN和BF3
解析 极性键是存在于不同元素原子之间的共价键； 极性分子是分子的正电中心和负电中心不重合的分子。 NH3是呈三角锥型的极性分子； CO2是呈直线形的非极性分子； H2O、H2S都是呈V形的极性分子； HCl、HCN都是呈直线形的极性分子； CH4是呈正四面体型的非极性分子，BF3是呈平面三角形的非极性分子。
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一、分子的极性
1.分子的极性 (1)极性分子和非极性分子
(2)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。 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。
2.分子的极性对物质溶解性的影响 (1)相似相溶规则：极性分子(如HCl)易溶于水等 极性溶剂 ，非极性分子(如I2)易溶 于苯、四氯化碳等 非极性溶剂 。 (2)一般来说，同是非极性分子，相对分子质量 越大 ，溶解度 越大 。
6.双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂，已知H2O2分子的结构如右图所示：H2O2分 子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面夹角为93°52′， 而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答下列问题：
(1)下列关于H2O2的说法中正确的是__a_b___(填字母)。
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3.实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键的夹角为180°，由此可判断BeCl2
属于
A.由极性键形成的极性分子
√B.由极性键形成的非极性分子
C.由非极性键形成的极性分子
D.由非极性键形成的非极性分子
解析 BeCl2中Be—Cl键是不同元素形成的共价键，为极性键，两个Be—Cl键的 夹角为180°，说明分子是对称的，正电荷中心与负电荷中心重合，BeCl2属于非极 性分子，故BeCl2是由极性键形成的非极性分子。
123456
4.下列现象中，不能用“相似相溶”规则解释的是
A.乙醇与水以任意比例互溶
√B.用纯碱洗涤油脂
C.氨易溶于水
D.用苯将溴水中的溴萃取出来
解析 乙醇与水分子均为极性分子，且二者可形成分子间氢键，A正确； Na2CO3水解使溶液显碱性，油脂在碱性条件下水解，B错误； NH3与H2O均是极性分子，且二者还能形成分子间氢键，增大了NH3的溶解性， C正确； 苯与Br2均为非极性分子，D正确。
解析 CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子，根据“相似相溶”规则可知 碘单质在水中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，与相对分子质量、是否是直 线形分子、是否含有氢元素等没有直接的关系，B正确。
二、手性分子
1.观察比较下图所示两种分子的结构
(1)相同点是分子组成 相同 ，都是 CHFClBr ；从平面上看相似。 (2)不同点是在空间上 完全不同 ，它们构成 实物和镜像关系 。 (3)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 重叠 ，这对分子互称为手性异构体。有手性异构体的分子叫 做 手性分子 。
思维
启迪
判断分子极性的一般思路
例2 碘单质在水中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为 l4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素
√l4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子
l4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子 l4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2相对分子质量相差较大
(3)H2O2难溶于CS2，主要原因是_因__为__H__2O__2为__极__性__分__子__，__C__S_2_为__非__极__性__分__子__，__根__据___ “__相__似__相__溶__规__则__”__可__知__H__2O__2_难__溶__于__C_S_2___。 解析 H2O2为极性分子，CS2为非极性分子，根据“相似相溶规则”知H2O2难溶于 CS2。
归纳总结
(1)键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。 (2)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，只有极性键。 (3)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1 下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是
；
以②为依据，将叁键移位可得④：
；
若烷烃中有1个异丙基，则结构为⑤：
。
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1.正误判断
(1)非极性分子中一定含有非极性键( × )
(2)只含极性键的分子不一定是极性分子( √ )
(3)SO2是含有极性键的非极性分子( × )
(4)丁烷易溶于煤油，难溶于水( √ )