高二化学选修3《分子的性质》人教版

细胞和细胞膜是双分子膜，由大量两性分子组装而成
3、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式 排列? 由于细胞膜的两侧是水溶液，而两性分子膜的头
基是极性基团、尾基是非极性基团
二、范德华力及其对物质性质的影响 把分子聚集在一起的作用力又称范德华力
作用微粒
作用力强 弱
意义
影响物质的化 相邻原子 作用力强烈 化学键 学性质和物理 之间 性质 影响物质的物 范德华力 分子之间 作用力微弱 理性质（熔、 沸点及溶解度 等）
四、溶解性
方法能力
1．比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样 用相似相溶规律理解它们的溶解度不同？ 2．为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙 酸乙酯)溶解油漆而不用水？ 3．怎样理解汽油在水中的溶解度很小？ 4．怎样理解低碳醇与水互溶，而高碳醇 在水中的溶解度却很小？
五、手性
五、手性
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，互称手性异构体。 有手性异构体的分子叫做手性分子。
H
H H
C
H
正四面体型 ，对称结构，C-H键的极性 互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子
H
H 109º 28' H
1、常见分子的构型及分子的极性
常见分子 键的极性 键角 分子构型 分子类型
双原 H2、Cl2 子分 HCl 子 三原 CO2 子分 H2O 子 四原 NH3 子分 BF3 子 五原 CH4 子
二、范德华力及其对物质性质的影响
干
冰
二、范德华力及其对物质性质的影响
1、范德华力大小
分子 范 德 华 力 (kJ/mol) 共价键键能 (kJ/mol)
HCl 21.14
431.8
HBr 23.11
366
HI 26.00
298.7
范德华力很弱，约比化学键能小1-2数量级
二、范德华力及其对物质性质的影响
“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。
乙醇的化学式为CH3CH2OH，其中的一OH与水分子的一 OH 相 近 ， 因 而 乙 醇 能 与 水 互 溶 ； 而 戊 醇 CH3CH2CH2CH2CH2OH 中的烃基较大，其中的一 OH 跟 水分子的一 OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶 解度明显减小。 思考与交流： 1、比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律 NH3为极性分子，CH4为非极性分子。 理解它们的溶解度不同？ 2 ．为什么在日常生活中用有机溶剂 ( 如乙酸乙酯等 ) 溶 解油漆而不用水? 溶质和溶剂分子极性相似，则相溶。 3、在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约5mL蒸馏 水，观察碘在水中的溶解性 (若有不溶的碘，可将碘水溶 液倾倒在另一个试管里继续下面的实验)。在碘水溶液中
2、范德华力与相对分子质量的关系
2
相对分子 质量 范德华力 (kJ/mol)
HCl 36．5
21.14
HBr 81
23.11
HI 128
26.00
结构相似，相对分子质量越大，范德 华力越大
二、范德华力及其对物质性质的影响
3、范德华力与分子的极性的关系 分子 CO Ar 相对分 子质量 28 40 分子的 极性 极性 非极性 范德华力 (kJ/mol) 8.75 8.50
一、键的极性和分子的极性
判断方法 同种非金属元素原子间形成的共价键 是非极性键 不同种非金属元素原子间形成的共价 键是极性键
一、键的极性和分子的极性
2、极性分子与非极性分子
非极性分子： 电荷分布均匀对称的分子 极性分子： 电荷分布不均匀不对称的分子
① ②
③
④
非极性分子：①②③⑦⑧ 极性分子：④⑤⑥⑨ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
比较熔沸点： HF ＞ HCl H2O ＞ H2S 邻羟基苯甲醛 ＜ 对羟基苯甲醛
液 态 水 中 的 氢 键
科学视野 三、氢键及其对物质性质的影响
生物大分子中的氢键
四、溶解性 现象： 蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳； 而萘和碘却易溶于四氯化碳，难溶于水。 “相似相溶”的规律：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。 水和甲醇相互溶 解，氢键存在增 大了溶解性
-50
×
CBr4
0
-100 -150 -200 -250
100 200 300 400 500 × CCl4 ×CF4 × CF
4
相对分子质量
四卤化碳的熔沸点与 相对原子质量的关系
壁虎为什么能在天花板土爬行自如?这曾 是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察 到，壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的 纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力 ? 实验证明，如 果在一个分币的面积土布满 100 万条壁虎足的细毛，可 以吊起20kg重的物体。近年来，有人用计算机模拟，证 明壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与 墙体之间的范德华力。
*
*
*
*
Cl
Cl
五、手性
拓展体验
1.下列说法不正确的是( A ) A.互为手性异构的分子组成相同，官能 团不同 B.手性异构体的性质不完全相同 C.手性异构体是同分异构体的一种 D.利用手性催化剂合成可得到或主要得 到一种手性分子
五、手性
拓展体验
2．下列化合物中含有手性碳原子的是( B ) B.CH3—CH—COOH OH C.CH3CH2OH D.CH3—OH
一、键的极性和分子的极性
思考 含有极性键的分子一定是极性
分子吗？ 分析方法：从力的角度分析
在ABn分子中，A-B键看作AB原 子间的相互作用力，根据中心原子A 所受合力是否为零来判断，F合=0，为 非极性分子（极性抵消）， F合≠0， 为极性分子（极性不抵消）
NH3： N
107º 18' 三角锥形, 不对称，键的极 性不能抵消，是极性分子 F3 BF3： 平面三角形，对称，键 120º 的极性互相抵消（ F合 =0） ，是非极性分子 F F1 2 ’ F
科学视野
三、氢键及其对物质性质的影响
氢键的本质： 氢键：是由已经与电负性很强的原子形成共价键 的氢原子 ( 如水分子中的氢 ) 与另一个分子中电负 性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。 氢键的表示： 表示为：X-H Y（X、Y为N、O、F）。
沸点/℃
100 75 50 25 0 -25 -50 -75 -100 -125 -150 CH4 NH3 HF
分子间内氢键：使物质的熔、沸点降低。
三、氢键及其对物质性质的影响
氢键对物质熔沸点影响： 分子间氢键使物质熔沸点升高
分子内氢键使物质熔沸点降低
氢键对物质溶解度的影响： 极性溶剂里，溶质分子与溶剂分子间的氢键 使溶质溶解度增大，而当溶质分子形成分子 间氢键使使溶质溶解度减小。
三、氢键及其对物质性质的影响 课堂讨论
l2F2
五、手性
拓展体验
3.下列各组物质中，属于同分异构体的是(AC ) A、 与
B、
与
C、CH3CH2CH(CH3)CH3 与 CH3(CH2)3 CH3
五、手性
具有手性碳原子的有机物具有光学活性． （1）下列分子中，没有光学活性的是______ B ， A．乳酸 CH3—CHOH—COOH B．甘油 CH 2OH —CHOH— CH 2OH C．脱氧核糖 CH 2OH —CHOH—CHOH—CHO D．核糖 CH 2OH —CHOH—CHOH—CHOH—CHO
五、手性
手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的 应用。如图所示的分子，是由一家德国制药厂在 1957 年 10月1日上市的高效镇静剂，中文药名为“反应停”，它 能使失眠者美美地睡个好觉，能迅速止痛并能够减轻孕 妇的妊娠反应。然而，不久就发现世界各地相继出现了 一些畸形儿，后被科学家证实，是孕妇服用了这种药物 导致的随后的药物化学研究证实，在这种药物中，只有 图左边的分子才有这种毒副作用，而右边的分子却没有 这种毒副作用。人类从这一药物史上的悲剧中吸取教训， 不久各国纷纷规定，今后凡生产手性药物，必须把手性 异构体分离开，只出售能治病的那种手性异构体的药物。
二、范德华力及其对物质性质的影响
分子间 作用力 将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的—————
思考：
共价键 将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的————
二、范德华力及其对物质性质的影响
二、范德华力及其对物质性质的影响
温度/℃
250 200 150 CBr4 ×
沸点
×
熔点
CI4
100 CCl 4 × 50
四、溶解性
加入约1mL四氯化碳(CCl4)，振荡试管，观察碘被四氯化 碳萃取，形成紫红色的碘的四氯化碳溶液。再向试管里加 入1mL浓碘化钾(KI)水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅， 这是由于在水溶液里可发生如下反应：I2+I—＝I3—。实验 表明碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好?为什么?
溶质分子与溶剂分子的结构越相似，相互溶 解越容易。 溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子 间力越相似，越易互溶。
五、手性
（2）有机物X的结构简式为
若使X通过化学变化，失去光学活性，可能发 ABE ． 生的反应类型有________ A．酯化 B．水解 C．氧化 D．还原 E．消去 F．缩聚
了解巴斯德实验室合成的有机物 酒石酸盐并制得手性机物酒石酸盐过程。
科学史话
六、无机含氧酸分子的酸性 1、对于同一种元素的含氧酸来说，该元素 的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。 HClO ＜ HClO2 ＜ HClO3 ＜ HClO4
相对分子质量相同或相近时，分子的极性越 大，范德华力越大
二、范德华力及其对物质性质的影响
4、范德华力对物质熔沸点的影响 单质 F2 Cl2 Br2 相对分子 质量 38 71 160 熔点/℃ -219.6 -101.0 -7.2 沸点/℃ -188.1 -34.6.5
184.4
六、无机含氧酸分子的酸性 2 、含氧酸的通式可写成 (HO)mROn ，如果 成酸元素 R 相同，则 n 值越大， R 的正电性 越高，导致R—O—H中O的电子向R偏移， 因而在水分子的作用下，也就越容易电离 出H＋，即酸性越强。
六、无机含氧酸分子的酸性 把含氧酸的化学式写成(HO)m ROn， 就能根据非羟基氧n值判断常见含氧酸的 强弱。 • n＝0，极弱酸，如硼酸（H3BO3）。 • n＝1，弱酸，如亚硫酸（H2SO3）。 • n＝2，强酸，如硫酸（H2SO4）、硝酸 （HNO3）。 • n＝3，极强酸，如高氯酸（HClO4）。
H2O
H2Te H2S HCl PH3 SiH4 × H2Se SbH3 HI
AsH3
HBr
×
GeH4
SnH4
×
×
2
3
4
5
周期
一些氢化物的沸点
三、氢键及其对物质性质的影响
分子间氢键：使物质的熔、沸点升高。 氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的 原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电 负性很大的原子之间。
无 有 有 有 有 有
有
无 无 180º
直线型 直线型 直线型
非极性 极性 非极性 极性 极性
非极性
104º 30' V型 107º 18' 三角锥型 120º
109º 28 ' 正四面体型
平面三角形 非极性
一、键的极性和分子的极性
小结：
键的极性
决定 分子的空 键角 决定
间结构
分子的 极性
一、键的极性和分子的极性 2、判断ABn型分子极性的经验规律： 若中心原子A的化合价的绝对值等于 该元素原子的最外层电子数，则为非 极性分子，若不等则为极性分子。 [练习] 判断下列分子是极性分子还是 非极性分子： PCl3、CCl4、CS2、SO2
“反应停”事 件
五、手性
判断分子是否手性的依据： ※ 凡具有对称 面、对称中心的分子，都是非手性分子。 ※ 有无对称轴，对分子是否有手性无决定作用。 ※ 当分子中只有一个C* ，分子一定有手性。 ※ 当分子中有多个手性中心时，要借助对称因素。 无对称面，又无对称中心的分子，必是手性分子。
C2 H H H Cl H H 手性分子 H H H Cl 非手性分子
新课标人教版选修三《 物质结构与性质》
第二章
分子结构与性质
第三节 分子的性质
一、键的极性和分子的极性
1、极性键与非极性键
非极性键:
共用电子对无偏向 （电荷分布均匀） 共用电子对有偏向 （电荷分布不均匀）
如:H2(H-H) Cl2(Cl-Cl) N2(N N) 极性键
如:HCl(H-Cl) H2O(H-O-H)
非极性分子
科学视野
表面活性剂和细胞膜
表面活性剂的单分子膜
细胞和细胞膜的双分子膜
科学视野
1、什么是表面活性剂？亲水基团？疏水基团？ 肥皂和洗涤剂的去污原理是什么？
一类有机分子一端有极性(亲水基团)，另一端非极性(疏水基团)
2、什么是单分子膜？双分子膜？举例说明。
表面活性剂分散在水表面形成一层疏水基团朝空气的单分子层。