1、第三节第三节 分子结构与物质的性质分子结构与物质的性质 第1课时 共价键的极性 1.能从微观角度理解共价键的极性对分子极性的影响。能从微观角度理解共价键的极性对分子极性的影响。 2.通过键的极性对物质性质的影响的探析，形成通过键的极性对物质性质的影响的探析，形成“结构结构 决定性质决定性质”的认知模型。的认知模型。 学习目标 1键的极性和分子的极性键的极性和分子的极性 (1)键的极性键的极性 分类分类 极性共价键极性共价键 非极性共价键非极性共价键 成键原子成键原子 元素的原子元素的原子 元素的原子元素的原子 电子对电子对 发生偏移发生偏移 不发生偏移不发生偏移 成键原子成键原子 的电性的电性
2、 一个原子呈正电性一个原子呈正电性() 一个原子呈负电性一个原子呈负电性() 呈电中性呈电中性 不同不同 同种同种 基础梳理 (2)极性分子和非极性分子极性分子和非极性分子 不重合不重合 极性极性 不等于零不等于零 重合重合 等于零等于零 (3)键的极性与分子极性之间的关系键的极性与分子极性之间的关系 只含非极性键的分子一定是只含非极性键的分子一定是 分子。分子。 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，则为零，则为 分子，否则为分子，否则为 分子。分子。 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极性分子中一定有
3、极性键，非极性分子中不一定含有非极性 键。例如键。例如 CH4是非极性分子，只含有极性键。含有非极性键的分子是非极性分子，只含有极性键。含有非极性键的分子 不一定为非极性分子，如不一定为非极性分子，如 H2O2是含有非极性键的极性分子。是含有非极性键的极性分子。 非极性非极性 非极性非极性 极性极性 微点拨：微点拨：键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差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。异，与其他因素无关。 2键的极性对化学性质的影响键的极性对化学性质的影响 键的极性对物质的化学性质有重要的影响。例如，羧酸是一大键的极性对物质的化学性质有重要的影响。例
4、如，羧酸是一大 类含羧基类含羧基(COOH)的有机酸，羧基的有机酸，羧基可电离出可电离出 H 而呈酸性。羧酸的 而呈酸性。羧酸的 酸性可用酸性可用 pKa的大小来衡量，的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小越小，酸性越强。羧酸的酸性大小 与其分子的组成和结构有关，如下表所示。与其分子的组成和结构有关，如下表所示。 不同羧酸的不同羧酸的 pKa 羧酸羧酸 pKa 丙酸丙酸(C2H5COOH) 4.88 乙酸乙酸(CH3COOH) 4.76 甲酸甲酸(HCOOH) 3.75 氯乙酸氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86 二氯乙酸二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29 三氯乙酸三氯乙酸
5、(CCl3COOH) 0.65 三氟乙酸三氟乙酸(CF3COOH) 0.23 思考思考 为什么甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐减弱？为什么甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐减弱？ 提示提示 烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基 中的烃基的极性越小，羧酸的酸性越弱。所以，甲酸的酸性大于乙酸中的烃基的极性越小，羧酸的酸性越弱。所以，甲酸的酸性大于乙酸 的， 乙酸的酸性大于丙酸的的， 乙酸的酸性大于丙酸的随着烃基加长， 酸性的差异越来越小。随着烃基加长， 酸性的差异越来越小。 1 判断正误判断正误(对的在括号内打对的在括号内打“”“”， 错的在括号内打，
6、 错的在括号内打“”“”。 ) (1)极性分子中不可能含有非极性键极性分子中不可能含有非极性键 ( ) (2)一般极性分子中含有极性键一般极性分子中含有极性键 ( ) (3)H2O、CO2、CH4都是非极性分子都是非极性分子 ( ) (4)HF 的沸点较高，是因为的沸点较高，是因为 HF 的键能很大的键能很大 ( ) 效果验收效果验收 2下列各组物质中，都是由极性键形成下列各组物质中，都是由极性键形成的的极性分子的一组是极性分子的一组是 ( ) ACH4和和 Br2 BNH3和和 H2O CH2S 和和 CCl4 DCO2和和 HCl B CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子，
7、都是由极性键形成的非极性分子，NH3、 H2O、H2S 都是由极性键形成的极性分子，都是由极性键形成的极性分子，Br2是由非极性键形成的是由非极性键形成的 非极性分子。非极性分子。 3(1)BCl3分子的空间结构为平面三角形，则分子的空间结构为平面三角形，则 BCl3分子为分子为 _(填填“极性极性”或或“非极性非极性”，下同，下同)分子，其分子中的共价键分子，其分子中的共价键 类型为类型为_键。键。 (2)BF3的熔点比的熔点比 BCl3_(填填“高高”“”“低低”或或“无法确无法确 定定”)。 解析解析 (1)BCl3分子的空间结构为平面三角形， 故分子的空间结构为平面三角形， 故 BCl
8、3为含有为含有 极性键的非极性分子。极性键的非极性分子。(2)BF3与与 BCl3的组成和结构相似，但的组成和结构相似，但 BF3的的 相对分子质量较小，范德华力较弱，熔点较低。相对分子质量较小，范德华力较弱，熔点较低。 答案答案 (1)非极性非极性 极性极性 (2)低低 难点难点 分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系 已知已知 H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示：的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示： 难点突破 (1)分析分析 H2O2分子中共价键的种类有哪些？分子中共价键的种类有哪些？ 提示：提示：H2O2分子中分子中 HO 为
9、极性共价键，为极性共价键，OO 为非极性共价为非极性共价 键。键。 (2)H2O2分子中正电、 负电中心是否重合？分子中正电、 负电中心是否重合？H2O2属于极性分子还属于极性分子还 是非极性分子？是非极性分子？ 提示：提示：不重合。不重合。H2O2属于极性分子。属于极性分子。 1分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系 2.分子极性的判断方法分子极性的判断方法 (1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分 子。如子。如 O2、H2、P4、C60。 (2)含有极性键的双原子分子都是极性分子
10、。如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含有极性键的多原子分子，空间结分子，空间结构对称的是非极性分子；构对称的是非极性分子； 空间结构不对称的是极性分子。空间结构不对称的是极性分子。 (4)判断判断 ABn型分子极性的经验规律：型分子极性的经验规律： 若中心原子若中心原子 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。数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。 若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则
11、 为非极性分子。为非极性分子。 如如 CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3 为极性分子。为极性分子。 1下列有关分子的叙述中正确的是下列有关分子的叙述中正确的是( ) 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单质分子非极性分子只能是双原子单质分子 D非极性分子中一定含有非极性共价键非极性分子中一定含有非极性共价键 对点训练对点训练 A 对于抽象的选择题可用举反例法以具体的物质判断正误。对
12、于抽象的选择题可用举反例法以具体的物质判断正误。 A 项正确，如项正确，如 O2、H2、N2等；等；B 项错误，以极性键结合起来的分子不项错误，以极性键结合起来的分子不 一定是极性分子， 若分子的空间结构对称， 正电中心和负电中心重合，一定是极性分子， 若分子的空间结构对称， 正电中心和负电中心重合， 就是非极性分子，如就是非极性分子，如 CH4、CO2、CCl4、CS2等；等；C 项错误，非极性项错误，非极性 分子不一定是双原子单质分子，如分子不一定是双原子单质分子，如 CH4等等；D 项错误，非极性分子项错误，非极性分子 中不一定含有非极性键，如中不一定含有非极性键，如 CH4、CO2等。
13、等。 2PH3又称磷化氢，在常温下是一种无色、有大蒜气味的气体，又称磷化氢，在常温下是一种无色、有大蒜气味的气体， 电石气的杂质中常含有它。它的结构与电石气的杂质中常含有它。它的结构与 NH3分子结构相似。以下关分子结构相似。以下关 于于 PH3的叙述中正确的是的叙述中正确的是( ) APH3是非极性分子是非极性分子 BPH3分子中有未成键的电子对分子中有未成键的电子对 CPH3是一种强氧化剂是一种强氧化剂 DPH3分子中的分子中的 PH 是非极性键是非极性键 B PH3与与 NH3分子的结构相似，因此在分子的结构相似，因此在 P 原子的最外层有一原子的最外层有一 对孤电子对未成键。对孤电子对
14、未成键。PH 是由不同种原子形成的共价键，属于极性是由不同种原子形成的共价键，属于极性 键。根据键。根据 PH3的分子结构可知该分子的正电中心和负电中心不重合，的分子结构可知该分子的正电中心和负电中心不重合， 故分子有极性。故分子有极性。PH3中中 P 呈呈3 价，具有很强的还原性。价，具有很强的还原性。 规律方法规律方法 分子的极性判断的方法分子的极性判断的方法 1人们熟悉的影片蜘蛛侠为我们塑造了一个能飞檐走壁、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
15、之所以不能从天花板上掉下的主要原因是面上爬行，蜘蛛之所以不能从天花板上掉下的主要原因是( ) 随堂检测 A蜘蛛脚的尖端锋利，能抓住天花板蜘蛛脚的尖端锋利，能抓住天花板 B蜘蛛的脚上有蜘蛛的脚上有“胶水胶水”，从而能使蜘蛛粘在天花板上，从而能使蜘蛛粘在天花板上 C 蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范德华力这一 蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范德华力这一“黏力黏力” 使蜘蛛不致坠落使蜘蛛不致坠落 D蜘蛛有特异功能，能抓住任何物体蜘蛛有特异功能，能抓住任何物体 C 蜘蛛不能掉下的根本原因是蜘蛛脚上的大量细毛与天花板蜘蛛不能掉下的根本原因是蜘蛛脚上的大量细毛与天花板 之间存在范德华力。之间存在范德华
16、力。 2实验测得实验测得 BeCl2为共价化合物，两个为共价化合物，两个 BeCl 的夹角为的夹角为 180 ， 由此可判断由此可判断 BeCl2属于属于( ) A由极性键形成的极性分子由极性键形成的极性分子 B由极性键形成的非极性分子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由非极性键形成的非极性分子 B BeCl2中中 BeCl 是不同元素形成的共价键，为极性键，两是不同元素形成的共价键，为极性键，两 个个 BeCl 的夹角为的夹角为 180 ，说明分子是对称的，正电中心与负电中心，说明分子是对称的，正电中心与负电中心 重合，
17、重合，BeCl2属于非极性分子，故属于非极性分子，故 BeCl2是由极性键形成的非极性分是由极性键形成的非极性分 子。子。 3下列叙述正确的是下列叙述正确的是( ) AF2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高，与分子间的作用力单质的熔点依次升高，与分子间的作用力 大小有关大小有关 BNH3是非极性分子是非极性分子 C稀有气体的化学性质比较稳定，是因为其键能很大稀有气体的化学性质比较稳定，是因为其键能很大 D干冰汽化时破坏了共价键干冰汽化时破坏了共价键 A A 项， 从项， 从 F2I2， 相对分子质量增大， 分子间的作用力增大， 相对分子质量增大， 分子间的作用力增大， 熔、沸点升高；熔、
18、沸点升高；B 项，项，NH3是是极性分子极性分子；C 项，稀有气体分子为单原项，稀有气体分子为单原 子分子，分子内无化学键，其化学性质稳定是因为原子的最外层为子分子，分子内无化学键，其化学性质稳定是因为原子的最外层为 8 电子稳定结构电子稳定结构(He 为为 2 个个)；D 项，干冰汽化破坏的是范德华力，并项，干冰汽化破坏的是范德华力，并 未破坏共价键。未破坏共价键。 4在在 HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中：分子中： (1)以非极性键结合的非极性分子是以非极性键结合的非极性分子是_； (2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是以极性键结合的具有直线形结构的非极性
19、分子是_； (3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是_； (4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是_； (5)以极性键结合的具有以极性键结合的具有 sp3杂化轨道结构的分子是杂化轨道结构的分子是_； (6)以极性键结合的具有以极性键结合的具有 sp2杂化轨道结构的分子是杂化轨道结构的分子是_。 解析解析 HF 是含有极性键的双原子分子，为极性分子；是含有极性键的双原子分子，为极性分子；H2O 中中 氧原子采取氧原子采取 sp3杂化，与杂化，与 H 原子形成极性键，为极性分子；原子形成极性
20、键，为极性分子；NH3中有中有 极性键，极性键，N 原子采取原子采取 sp3杂化，为三角锥形结构；杂化，为三角锥形结构；CS2与与 CO2相似，相似， 为由极性键形成的直线形非极性分子；为由极性键形成的直线形非极性分子； CH4中中 C 原子采取原子采取 sp3杂化与杂化与 H 原子形成极性键，为正四面体构型的非极性分子；原子形成极性键，为正四面体构型的非极性分子；N2是由非极性是由非极性 键结合的非极性分子；键结合的非极性分子； BF3中中 B 原子采取原子采取 sp2杂化， 与杂化， 与 F 形成极性键，形成极性键， 为非极性分子。为非极性分子。 答案答案 (1)N2 (2)CS2 (3)CH4 (4)NH3 (5)H2O、NH3、CH4 (6)BF3