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 第第 1 1 课时课时 共价键的极性共价键的极性 学业要求 核心素养建构 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.能根据分子结构特点和键的极性来判断分子的极 性。 并据此对分子的一些典型性质及其应用做出解释。 知识梳理 一、键的极性和分子的极性 1.键的极性 共价键 极性键：由不同原子形成，电子对发生偏移 非极性键：由相同原子形成，电子对不偏移 2.分子的极性 分子 极性分子：正电中心和负电中心不重合 非极性分子：正电中心和负电中心重合 3.键的极性和分子极性的关系 (1)只含非极性键的分子一定是非极性分子。 (
2、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。 特别提醒：臭氧分子中的共价键是极性键，臭氧分子的中心原子是呈正电性的， 而两端的两个氧原子是呈负电性的。所以臭氧分子是极性分子。 微自测 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。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 二、键的极性对化学性质的影响 1.羧酸酸性的表示方法 羧酸的酸性可用
3、pKa的大小来衡量，pKalg_Ka，pKa越小，酸性越强。 2.羧酸的酸性大小与其分子组成和结构的关系 (1)含卤素原子的一元羧酸的酸性 三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于氟的电负性大于氯的电负性，FC 的极性大于 ClC 的极性，使 F3C的极性大于 Cl3C的极性，导致三氟乙酸的 羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。 三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的酸性，二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的酸性。 (2)只含烃基的一元羧酸的酸性 烃基是(符号 R)是推电子基团，烃基越长，推电子效应越大，使羧基中的羟基 的极性越小，羧酸的酸性越弱。例如：甲酸的酸性大于乙酸的。 微自测 2.判断正误，正确的打“
4、”；错误的打“” 。 (1)三氯乙酸的酸性大于三溴乙酸的。( ) (2)羧酸中烃基所含碳原子数越多，酸性越强。( ) (3)pKa越大，羧酸酸性越强。( ) (4)烃基相同时，羧基的个数越多，酸性越弱。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 探究一、键的极性和分子的极性 从微观建构键的极性的判断模型 探究素材 1.键的极性的判断方法 (1)从组成元素 同种元素AA型为非极性键 不同种元素AB型为极性键 (2)从电子对偏移 有偏移为极性键 无偏移为非极性键 2.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
5、强。如键的极性 由强到弱顺序为 HFHONHCH，HFHClHBrHI 探究题目 1.有下列物质：O2、CO2、NH3、Na2O、Na2O2、NaOH、CaBr2、 H2O2、NH4Cl、HBr。请回答下列问题： (1)只含极性键的是_(填序号，下同)； (2)只含非极性键的是_； (3)含有极性键和非极性键的是_； (4)含有极性键的离子化合物是_； (5)含有非极性键的离子化合物是_。 解析 O2中含有非极性键； CO2中含有极性键； NH3中含有极性键； Na2O 中含有离子键；Na2O2中含有离子键和非极性键；NaOH 中含有离子键和极 性键；CaBr2中含有离子键；H2O2中含有极性
6、键和非极性键；NH4Cl 中含 有离子键和极性键；HBr 中含有极性键。 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 多角度建构分子极性、键的极性及分子空间结构的模型 探究素材 分子的极性与键的极性和分子空间结构的关系 分子类型 键的极性 分子空间结构 分子极性 代表分子 双原子 分子 A2 非极性键 直线(对称) 非极性 N2等 AB 极性键 直线(对称) 极性 CO、HF 等 三原子 分子 AB2 直线(对称) 非极性 CO2、CS2、BeCl2等 V 形(不对称) 极性 H2O、H2S、SO2等 四原子 分子 AB3 平面三角形 (对称) 非极性 BF3、BCl3、SO3等 三角锥形
7、极性 NH3、PCl3、NF3等 五原子 分子 AB4 正四面体形 (对称) 非极性 CH4、SiF4等 ABnC4n 四面体形(不 对称) 极性 CH2Cl2等 探究题目 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)
8、CH4 (5)H2O (6)HF 多角度建构分子极性的判断方法 探究素材 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空间结构两方面共同决定的。 从以下两方面判断分子的极性： 判断分子极性时，可根据以下原则进行： (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子，如 O2、H2、 P4、C60。 (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；空间结构不对称的 是极性分子。 (4)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所在的主族序数， 则为非极性分
9、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。 探究题目 3.下列物质的分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( ) A.CO2、H2S B.C2H4、CH4 C.Cl2、C2H2 D.NH3、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 探究二、键的极性对化学性质的影响 从电负性理解键的极性
10、对物质性质的影响 探究素材 1.诱导效应：在分子中引进一个原子或原子团后，可使分子中电子云密度分布发 生变化，而这种变化不但发生在直接相连部分，也可以影响到不直接相连部分， 这种因某一原子或基团的极性，键电子沿着原子链向某一方向移动，引起诱导 效应。如氯原子取代碳上的氢后，因为氯原子的电负性较强，因此 CCl 键的电 子不能均匀分布，电子向氯原子偏移，在 CCl 键中，带正电的一端又吸引邻近 碳上的电荷，因此使氯原子邻近的 CCl 键的电子也产生偏移。共用电子对并不 完全转移到另一个原子，只是电子云密度分布发生变化，即键的极性发生变化， 性质发生变化。 2.由于电负性不同，如氟、氯、溴、碘、羟
11、基、硝基等基团具有吸引电子的诱导 效应，烷基在一定条件下体现为推电子的诱导效应，故烷基为推电子基团。 探究题目 4.下列属于推电子基团的是( ) A.NO2 B.Br C.CH3 D.OH 答案 C 从物质组成建构有机羧酸酸性的比较与解析 探究素材 1.羧酸酸性的表示方法 羧酸的电离程度可用 Ka大小比较，Ka越大，羧酸电离程度越大，羧酸的酸性越 强，羧酸的酸性可用 pKa的大小来衡量，pKalg Ka，pKa越小，酸性越强。 2.羧酸的酸性大小与分子组成和结构的关系 (1)含卤素原子的一元羧酸的酸性 含相同个数的不同卤素原子的羧酸，卤素原子的电负性数值越大，酸性越强。 含不同数目的同种卤素原
12、子的羧酸，卤素原子的数目越多，羧酸的酸性越强。 (2)只含烃基的一元羧酸的酸性 随着烃基的加长，酸性的差异越来越小。 (3)只含烃基的多元羧酸的酸性 烃基所含碳数越少，羧基个数越多，酸性越强。 探究题目 5.二氟乙酸的酸性比二氯乙酸的酸性_(填“强”或“弱”)，原因 _ _。 答案 强 氟的电负性大于氯的电负性，FC 的极性大于 ClC 的极性，使 F2HC的极性大于 Cl2HC的极性，导致二氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大， 更易电离出氢离子，酸性更强 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( ) A.CO2和 SO2 B.CH4和 PH3 C.BF3和 NH3
13、D.HCl 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.使用微波炉加热，具有使受热物质均匀，表里一致、速度快、热效率高等优点， 其工作原理是微波炉内的微波场以几亿的高频改变电场的方向，水分子因而能迅 速摆动，产生热效应，这是因为( ) A.水分子具有极性共价键 B.水分子中有共用电子对 C.水由氢、氧两元素组成 D.水分子是极性分子 解析 只有极性分子才能在电场中定向移动，非极性分子几乎不发生定向移动。 水分子是由极性键构成的极性分子。 答案 D 3.实验测得 BeCl2为共价化合物，
14、两个 BeCl 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 BeCl 键是不同元素形成的共价键，为极性键，两个 BeCl 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。 答案 B 4.下列叙述正确的是( ) A.NH3是极性分子，分子中 N 原子处在 3 个 H 原子所组成的三角形的中心 B.CCl4是非极性分子，分子中 C 原子处在 4 个 Cl
15、 原子所组成的正方形的中心 C.H2O 是极性分子，分子中 O 原子不处在 2 个 H 原子连线的中央 D.CO2是非极性分子，分子中 C 原子不处在 2 个 O 原子连线的中央 解析 NH3中的 N 原子以 sp3杂化，形成三角锥形结构，电荷分布不对称，是极 性分子；CCl4分子中 CCl 键为极性键，碳原子采取 sp3杂化，且无孤电子对， 分子构型为正四面体形，碳原子位于正四面体的中心，H2O 分子中 HO 键为极 性键，氧采取 sp3杂化，且有两对孤电子对，分子构型为 V 形，整个分子电荷分 布不对称，为极性分子；CO2分子中碳采取 sp 杂化，分子构型为直线形，分子为 非极性分子，碳原
16、子位于 2 个氧原子连线的中央。 答案 C 5.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：_； (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
