资源描述
第三节分子的性质,一、键的极性和分子的极性1.键的极性：,不同,同种,发生偏移,不发生偏移,2.分子的极性：,不重合,极性,不为零,重合,等于零,3.键的极性与分子极性的关系：(1)只含有非极性键的分子一定是_分子，如P4。(2)含极性键的分子，如果分子结构是空间对称的，则为_分子，否则为_分子。,非极性,非极,性,极性,二、分子间作用力及其对物质性质的影响1.范德华力及其对物质性质的影响：(1)概念：范德华力是_之间普遍存在的_，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固体和液体)存在。(2)特征。范德华力约比化学键的键能小12数量级。无方向性和饱和性。,分子,相互作用力,(3)影响因素。分子的极性越大，范德华力_。结构和组成相似的物质，相对分子质量越大，范德华力_。(4)对物质性质的影响。范德华力主要影响物质的_性质，如熔点、沸点；化学键主要影响物质的_性质。范德华力越大，物质的熔、沸点_。,越大,越大,物理,化学,越高,2.氢键及其对物质性质的影响：(1)概念：由已经与_很大的原子(如N、F、O)形成共价键的_与另一个_很大的原子之间的作用力。(2)表示方法：氢键通常用AHB表示，其中A、B为_、_、_中的一种，“”表示_，“”表示形成的_。,电负性,氢原子,电负性,N,O,F,共价键,氢,键,(3)特征。比化学键的键能小12个数量级，不属于化学键，但比范德华力_。具有一定的_性和_性。(4)类型。_氢键，如水中：OHO；_氢键，如。,强,方向,饱和,分子间,分子内,(5)氢键对物质性质的影响。当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将_。当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将_。氢键也影响物质的电离、_等过程。(6)氢键与水分子的性质。水结冰时，体积膨胀，密度_。接近沸点时形成“缔合分子”，水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量_。,升高,下降,溶解,减小,大,三、物质的溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性1.溶解性：(1)“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于_溶剂，极性溶质一般能溶于_溶剂。(2)影响物质溶解性的因素。外界因素：主要有_和_等。从分子结构的角度有_规律。如果溶质与溶剂之间能形成_，则溶解度增大，且_作用力越大，溶解度越大。,非极性,极性,温度,压强,相似相溶,氢键,氢键,溶质与水发生反应时可以增大其溶解度，如SO2与H2O反应生成H2SO3，NH3与H2O反应生成NH3H2O等。相似相溶原理还适用于_的相似性，如CH3OH中的OH与H2O中的OH相近，甲醇能与水_，而CH3CH2CH2CH2CH2OH中烃基较大，其中的OH跟水分子中的OH相似的因素小得多，因而戊醇在水中溶解度较小。,分子结构,互溶,2.手性：(1)手性异构体：具有完全相同的_的一对分子，如同左手与右手一样互为_，却在三维空间里不能_，互称手性异构体。,组成和原子排列,镜像,重叠,(2)手性分子：有_的分子叫做手性分子。如乳酸()分子。,手性异构体,3.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_。(2)含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成酸元素R相同，则n值越大，酸性_。,越强,越强,1.辨析下列说法的正误：(1)极性分子一定溶于极性溶剂。()分析：并不是所有的极性分子都溶于极性溶剂，例如有些弱极性分子不易溶于极性溶剂，如一氯甲烷不溶于水。,(2)同一主族气态氢化物的熔、沸点随着相对分子质量的增大逐渐升高。()分析：由于N、O、F的气态氢化物分子间存在氢键，导致同主族气态氢化物的熔、沸点出现异常，先减小再增大，即这三种元素的氢化物的沸点分别比同主族下一周期元素的氢化物高。,(3)化学键决定分子的稳定性，分子间作用力和氢键影响分子的一些物理性质。()分析：在共价分子中共价键决定分子的稳定性，化学键越强，分子越稳定；分子间作用力和氢键影响分子的一些物理性质，如熔沸点、溶解度等。(4)有机物分子中连接有4个不同的原子的碳原子才是手性碳原子。()分析：手性碳原子为有机物分子中在一个碳原子上连接有4个不同的基团，基团不仅包括原子还有原子团。,2.下列叙述中正确的是()A.离子化合物中不可能存在非极性键B.非极性分子中不可能既含极性键又含非极性键C.非极性分子中一定含有非极性键D.不同非金属元素原子间形成的化学键都是极性键,【解析】选D。过氧化钠是离子化合物，其中含有中的非极性键，A错误；乙炔分子为非极性分子，含有极性键也含有非极性键，B错误；二氧化碳为非极性分子，只含有极性键而没有非极性键，C错误；因为不同非金属元素原子吸引电子能力不同，它们之间形成的共用电子对一定发生偏移形成极性键，D正确。,3.(2014吕梁高二检测)下列关于范德华力的叙述中，正确的是()A.范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B.范德华力与化学键的强弱不同C.任何分子间都会产生范德华力D.范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量【解析】选B。范德华力普遍存在于分子之间，但也必须满足一定的距离要求，若分子间距足够大分子之间也难以产生相互作用。,4.根据物质的“相似相溶”的一般规律，说明溴、碘单质在四氯化碳中比在水中的溶解度大，下列说法正确的是()A.溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素B.溴、碘是单质，四氯化碳是化合物C.Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而水是极性分子D.以上说法都不对【解析】选C。Br2、I2是非极性分子，它们易溶于非极性溶剂CCl4，而在极性溶剂水中的溶解度较小。,5.下列分子中，不含手性碳原子的是(),【解析】选B。如果一个碳原子连接四个不同的原子或原子团，这样的碳原子叫手性碳原子，B选项中的物质不含这样的碳原子。,6.HCl分子中氢氯键(HCl)的键能大约是HCl分子间范德华力的多少倍()A.20B.2C.0.5D.0.05【解析】选A。氢氯键(HCl)的键能为431.8kJmol-1，HCl分子间范德华力为21.14kJmol-1，所以HCl分子中氢氯键(HCl)的键能大约是HCl分子间范德华力的20.43倍，故选A。,一、分子极性的判断1.共价键的极性与分子的极性的关系可以总结如下：,2.分子极性的判断方法：分子的极性由共价键的极性和分子的空间构型两方面共同决定。(1)只含有非极性共价键的分子：都是非极性分子。如H2、O2、P4、C60等。(2)以极性键结合形成的异核双原子分子：都是极性分子。即AB型分子，如HCl、CO等。(3)以极性键结合而形成的多原子分子。空间构型为中心对称的分子是非极性分子；空间构型为非中心对称的分子是极性分子。,3.判断ABn型分子构型的规律：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，则为非极性分子，若不等则为极性分子，如下表所示：,【点拨】分子极性判断方法分子极性的判断依据是电荷中心是否重合(即向量和是否等于零)，可以依据以下两点来快速判断：(1)由键的极性确定，双原子分子直接由共价键的极性确定；(2)由分子的结构决定，由极性共价键形成的多原子分子的极性由空间结构决定，对称的为非极性分子，不对称的为极性分子。,【微思考】(1)极性分子中一定有极性键，非极性分子中一定只有非极性键，这句话正确吗？提示：不正确，极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定只有非极性键，例如CH4是非极性分子，只有极性键。(2)含有非极性键的分子一定为非极性分子吗？提示：不一定。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。,【典题训练】(2014汉中高二检测)下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是()A.CO2、H2SB.C2H4、CH4C.Cl2、C2H2D.NH3、HCl【解题指南】解答本题时要注意以下3点：(1)共价键的极性的判断；(2)分子极性的判断；(3)分子的极性与化学键的极性的联系与区别。,【解析】选B。H2S为极性分子，A错误；Cl2为含非极性键的非极性分子，C错误；NH3、HCl为极性分子，D错误。,【方法规律】判断分子极性的方法和规律判断分子极性主要是把握住键的极性与分子构型的关系。任何一个分子必定存在一个正电荷中心和负电荷中心，如果分子中正电荷中心和负电荷中心重合，该分子就是非极性分子。如果分子中正电荷中心和负电荷中心不重合，该分子就是极性分子。分子中正负电荷中心相距越远，分子的极性就越大。一般有以下规律：,(1)以极性键结合成的双原子分子都是极性分子。如：HCl、HF、HBr。(2)仅以非极性键结合成的分子都是非极性分子。如：O2、P4、C60等。(3)以极性键结合的多原子分子，有的是极性分子，也有的是非极性分子，要看分子的立体构型。(4)在多原子分子中，中心原子的价电子都用于形成共价键，而周围的原子是相同的原子，一般是非极性分子。如CH4、BCl3等。,【变式训练】下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()A.二氧化硫B.四氯化碳C.双氧水D.乙炔【解析】选D。分子中既含有极性键，又含有非极性键，则分子中必须含有同种元素原子间和不同元素原子间形成的键，A、B选项中没有非极性键，C选项由于空间结构不对称为极性分子。,【加固训练】下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)都相同的是()A.CO2和SO2B.CH4和SO2C.BF3和NH3D.HCl和HI【解析】选D。A中CO2是由极性键构成的非极性分子，为直线形结构，SO2为V形结构，是由极性键构成的极性分子；B中CH4是由极性键构成的非极性分子，是正四面体结构，SO2是极性分子；C中BF3是由极性键构成的非极性分子，是平面三角形结构，NH3是由极性键构成的极性分子，是三角锥形结构；D中HCl和HI都是由极性键构成的直线形结构，都为极性分子。,二、范德华力、氢键和共价键的比较,【警示】范德华力、氢键和化学键的比较应该注意以下几点(1)氢键属于分子间作用力，不属于化学键。(2)氢键存在则必然存在范德华力，但是存在范德华力的不一定有氢键存在。(3)分子间作用力(范德华力和氢键)影响物质的物理性质，而化学键决定分子的稳定性。(4)分子间作用力存在于分子之间，而氢键只存在于电负性较大的N、O、F三种元素与氢元素之间；而化学键是存在于相邻原子或离子间的强烈相互作用。,【微思考】(1)化学键和氢键、范德华力对物质的性质的影响是否相同？提示：不同。化学键影响物质的物理性质和化学性质。而氢键、范德华力只影响物质的物理性质，如熔、沸点，溶解性等。,(2)H2S、H2Se、H2Te的熔沸点逐渐升高，而H2O的熔、沸点却反常得高，当水结成冰时，体积会膨胀，你能解释其中的原因吗？提示：H2S、H2Se、H2Te的组成和结构相似，相对分子质量H2SH2SeH2Te，故熔、沸点H2SCH4。答案：(1)(2)H2O分子间形成氢键(3)C6H6H2O大于(4)SiCl4CCl4CH4,【互动探究】(1)题中(4)的三种物质稳定性由强到弱的顺序怎样？提示：由于电负性ClCSi，所以稳定性CCl4CH4SiH4。(2)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，这四种酸的酸性由强到弱的顺序是什么？提示：这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mClOn(m1；n0)，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4HClO3HClO2HClO。,【变式训练】(2014西安高二检测)关于氢键，下列说法正确的是()A.每一个水分子内含有两个氢键B.冰、水和水蒸气都存在氢键C.水结成冰密度减小，与氢键有关D.H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致,【解析】选C。氢键存在于水分子之间而不存在于水分子之内，A错误；气态的水分子之间距离较大，不存在氢键，B错误；因为氢键具有方向性和饱和性，在冰中每个水分子被周围4个水分子包围，形成空间正四面体，导致体积膨胀，所以密度减小，C正确；水分子的稳定性由OH键键能决定，与水分子间作用力没有关系，D错误。,【加固训练】下列现象与化学键有关的是()A.F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高B.H2O的沸点远高于H2S的沸点C.H2O在高温下也难分解D.干冰汽化,【解析】选C。在A项中，卤素单质分子间存在着分子间作用力，且相对分子质量越大，分子间作用力越强，单质的熔点也就越高。D项，在干冰中，CO2分子间通过范德华力结合在一起，在汽化时需要克服范德华力，而CO2分子内的化学键并没有断裂。B项中由于H2O分子间存在氢键，使分子间作用力增强，所以H2O的沸点要比H2S的高。只有C项中由于HO键键能很大，在较高温度时也难打开，所以H2O分子很稳定，与共价键有关。故正确答案为C。,三、无机含氧酸分子的酸性强弱的比较方法1.对于同一元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。2.含氧酸可表示为(HO)mROn，若R相同，n值越大，酸性越强。3.同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性比较，根据非金属性强弱比较，如HClO4H2SO4。,4.根据羟基氧原子数目判断：,5.根据电离度来判断：在无机含氧酸的水溶液中，电离度越大，则酸性越强；电离度越小，酸性越弱。如(H3PO4)(HClO)，则酸性：H3PO4HClO。6.根据化学反应来判断。根据化学反应中强酸与弱酸盐反应生成强酸盐与弱酸来判断。如H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2，酸性：H2SO4H2SO3；H2O+CO2+Ca(ClO)2=CaCO3+2HClO，酸性：H2CO3HClO。,【警示】(1)酸性的大小与OH的数目即m数值大小无关，如H3PO4为中强酸，并非强酸。(2)酸性的判断要多种方法综合运用。,【微思考】(1)无机含氧酸在水中都能电离出氢离子和酸根离子，那么它们是由氢离子和酸根离子组成的吗？提示：不是。无机含氧酸是共价化合物，分子中不存在离子，电离出的氢离子实际上是和酸根中的一个氧原子以共价键相结合。例如，HNO3和H2SO4的结构式应是、。,(2)含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若R相同，m值越大酸性越强吗？提示：不一定。酸性的大小与OH的数目，即m数值的大小无关，如H3PO4为中强酸，并非强酸。同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性，根据非金属性强弱进行比较。也可根据元素周期表判断，或是根据化合价来判断。,【典题训练】(2014宿迁高二检测)下列物质的酸性强弱比较正确的是()A.HBrO4H2SO3【解题指南】解答本题时要注意以下3点：(1)同主族的最高价含氧酸酸性强弱比较。(2)同周期的最高价含氧酸酸性强弱比较。(3)根据羟基数目判断酸性强弱。,【解析】选D。同一主族从上到下非金属性依次减弱，最高价含氧酸的酸性依次减弱，A项错；同一周期从左到右非金属性依次增强，最高价含氧酸的酸性依次增强，所以B项错；同一元素不同价态的含氧酸中非羟基氧原子越多，酸性越强，所以C项错，D项正确。,【方法规律】无机含氧酸分子酸性判断的3种方法(1)同一成酸元素若能形成几种不同氧化态的含氧酸，其酸性随化合价递增而递增。如HClO4HClO3HClO2HClO。(2)在同一主族中，处于相同氧化态的成酸元素，其含氧酸的酸性随原子序数递增，自上而下减弱。如HClOHBrOHIO，HClO3HBrO3HIO3。(3)在同一周期中，处于最高氧化态的成酸元素，其含氧酸的酸性随原子序数递增，自左至右增强。如HClO4H2SO4H3PO4。,【变式训练】无机含氧酸的强弱规律显示成酸元素的化合价越高，酸性越强，下列说法正确的是()A.根据这一规律高氯酸是很强的酸B.H3PO4的酸性比盐酸强C.硫酸和亚硫酸的酸性不好比较D.硝酸和磷酸的酸性一样,【解析】选A。无机含氧酸的强弱规律显示成酸元素的化合价越高，酸性越强，高氯酸中氯元素化合价为+7价，所以高氯酸是很强的酸，A正确；磷酸为含氧酸，盐酸为无氧酸，所以无法根据规律比较，B错误；硫酸和亚硫酸中硫元素的化合价分别为+6价和+4价，可以比较二者酸性强弱，C错误；硝酸和磷酸化合价相同，无法比较，D错误。,【加固训练】下列各组酸中，酸性依次增强的是()A.H2CO3、H2SiO3、H3PO4B.HNO3、H3PO4、H2SO4C.HI、HCl、H2SD.HClO、HClO3、HClO4,【解析】选D。将酸写成通式：(HO)mROn，R相同，n值越大，酸性越强；再根据元素非金属性强弱进行判断。A项非金属性CSi，酸性H2CO3H2SiO3，错误；B项非金属性NP，酸性HNO3H3PO4，错误；C项HCl是强酸，H2S是弱酸，错误；D项由通式(HO)mClOn，可得n值依次为0、2、3，从而得酸性强弱关系正确。,
展开阅读全文