新课标高中化学选修3第三节键的极性和分子的极性范德华力和氢键

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。

2.能说明分子间作用力(含氢键)对物质熔、

沸点等性质的影响。

3.能列举含有氢键的物质及其性质特点。

微观探析：键的极性和分子的极性。

模型认知：运用分子间作用力(含氢

键)理论模型解释物质的性质。

[知识梳理]

一、键的极性和分子的极性

1.键的极性

2.分子的极性

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。

【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

(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？

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。

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。

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。

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。()

(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

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

4.下列物质分子间不能形成氢键的是()

A.H2O

B.HF

C.CH3CH2OH

D.CH4

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。

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？