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1、分子的结构与性质第1页，本讲稿共37页一、键的极性和分子的极性一、键的极性和分子的极性极性键与非极性键极性键与非极性键以以H H2 2、HClHCl为例，探究电负性对共价键有何影响？为例，探究电负性对共价键有何影响？极性分子与非极性分子极性分子与非极性分子（1 1）由非极性键构成的分子，正电荷的中心和）由非极性键构成的分子，正电荷的中心和负电荷的中心怎样分布？负电荷的中心怎样分布？（2 2）以）以HClHCl和和CHCH4 4为例，分析：由极性键形成的为例，分析：由极性键形成的分子，怎样找正电荷的中心和负电荷的中心？分子，怎样找正电荷的中心和负电荷的中心？（3 3）常见的极性分子和非极性分子有
2、哪些？如）常见的极性分子和非极性分子有哪些？如何简单判断？何简单判断？第2页，本讲稿共37页练习练习指出下列物质中的共价键类型指出下列物质中的共价键类型1、O22、CH43、CO24、H2O25、Na2O26、NaOH非极性键非极性键极性键极性键极性键极性键(H-O-O-H)极性键极性键非极性键非极性键非极性键非极性键极性键极性键第3页，本讲稿共37页1含有非极性键的离子化合物是 A.NaOH B.Na2O2 C.NaCl D.NH4Cl2下列元素间形成的共价键中，极性最强的是 A.FF B.HF C.HCl D.HO分子的极性分子的极性极性分子极性分子正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子正电
3、荷重心和负电荷重心不相重合的分子非极性分子非极性分子正电荷重心和负电荷重心相重合的分子正电荷重心和负电荷重心相重合的分子第4页，本讲稿共37页C=O键是极性键，但键是极性键，但从分子总体而言从分子总体而言CO2是是直线型分子，两个直线型分子，两个C=O键是对称排列的，两键键是对称排列的，两键的极性互相抵消（的极性互相抵消（F合合=0），），整个分子没有整个分子没有极性，电荷分布均匀，极性，电荷分布均匀，是非极性分子是非极性分子180F1F2F合合=0OOC第5页，本讲稿共37页HOH10430F1F2F合合0O-H键是极性键，共用电子键是极性键，共用电子对偏对偏O原子，由于分子是折原子，由于分
4、子是折线型构型，两个线型构型，两个O-H键的极键的极性不能抵消（性不能抵消（F合合0），），整个分子电荷分布不均匀，整个分子电荷分布不均匀，是极性分子是极性分子第6页，本讲稿共37页HHHNBF3：NH3：12010718三角锥型三角锥型,不对称，键的极性不对称，键的极性不能抵消，是极性分子不能抵消，是极性分子F1F2F3F平面三角形，对称，平面三角形，对称，键的极性互相抵消（键的极性互相抵消（F合合=0），是非极性分，是非极性分子子第7页，本讲稿共37页CHHHH10928正四面体型正四面体型，对称结构，对称结构，C-H键的极性互键的极性互相抵消（相抵消（F合合=0），是非极性分子，是非极性
5、分子第8页，本讲稿共37页常见分子常见分子键的极性键的极性键角键角分子构型分子构型分子类型分子类型常见分子的构型及分子的极性常见分子的构型及分子的极性双原双原子分子分子子H2、Cl2无无无无直线型直线型非极性非极性HCl有有无无直线型直线型极性极性H2O有有104.50折线型折线型极性极性CO2有有180直线型直线型非极性非极性三原三原子分子分子子四原四原子分子分子子NH3有有107.30三角锥型三角锥型极性极性BF3有有120平面三角形平面三角形非极性非极性CH4有有109.50正四面体型正四面体型非极性非极性五原五原子子第9页，本讲稿共37页小结：小结：分子的极性与键的极性的关系：分子的极
6、性与键的极性的关系：分子分子共价键共价键的极性的极性分分子子中中正正负负电荷中心电荷中心分子的极性分子的极性举例举例H2、N2、O2、P4、C60非极性分子非极性分子重合重合非极性键非极性键同核原子分同核原子分子子异核双原子异核双原子分子分子异核多原异核多原子分子子分子极性键极性键分子中各键向分子中各键向量和为零量和为零分子中各键向量分子中各键向量和不为零和不为零重合重合不重合不重合不重合不重合非极性分子非极性分子极性分子极性分子极性分子极性分子CO、HClCO2、CH4HCN、H2O、NH3、CH3Cl第10页，本讲稿共37页总结：键的极性与分子极性的关系 A A、都是由非极性键构成的分子一
7、定是非极性分子。、都是由非极性键构成的分子一定是非极性分子。B B、极性键结合形成的双原子分子一定为极性、极性键结合形成的双原子分子一定为极性分子。分子。C C、极性键结合形成的多原子分子，可能为、极性键结合形成的多原子分子，可能为 非非极性分子极性分子,也可能为极性分子。也可能为极性分子。D D、多原子分子的极性，应有键的极性和分子的、多原子分子的极性，应有键的极性和分子的空间构型共同来决定。空间构型共同来决定。第11页，本讲稿共37页分子的分子的极性极性分子的空分子的空间结构间结构键角键角决定决定键的极性键的极性决定决定小结：小结：第12页，本讲稿共37页巩固练习：巩固练习：1、下列叙述正
8、确的是（、下列叙述正确的是（）：）：1.凡是含有极性键的分子一定是极性分子。凡是含有极性键的分子一定是极性分子。2.极性分子中一定含有极性键。极性分子中一定含有极性键。3.非极性分子中一定含有非极性键。非极性分子中一定含有非极性键。4.非极性分子一定不含有极性键。非极性分子一定不含有极性键。5.极性分子一定不含有非极性键。极性分子一定不含有非极性键。6.凡是含有极性键的一定是极性分子。凡是含有极性键的一定是极性分子。7.非金属元素之间一定形成共价键。非金属元素之间一定形成共价键。8.离子化合物中一定不含有共价键。离子化合物中一定不含有共价键。第13页，本讲稿共37页2、按下列要求书写有关物质的
9、电子式、按下列要求书写有关物质的电子式1.含有离子键又含有极性键的化合物含有离子键又含有极性键的化合物。2.含有离子键又含有非极性键的化合物含有离子键又含有非极性键的化合物。3.含有离子键又含有四个极性键的化合物含有离子键又含有四个极性键的化合物。4.含有非极性键又含有极性键的化合物含有非极性键又含有极性键的化合物。5.含有极性共价双键的非极性分子含有极性共价双键的非极性分子。6.含有共价三键的非极性分子含有共价三键的非极性分子。7.只含有离子键的化合物只含有离子键的化合物。第14页，本讲稿共37页1.范德华力的本质范德华力的本质分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、分子间作
10、用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。分子间作用力只存在于由分子构成的物质之间，离子化合物、原分子间作用力只存在于由分子构成的物质之间，离子化合物、原子晶体、金属之间不存在范德华力。子晶体、金属之间不存在范德华力。分子间作用力范围很小，即分子充分接近时才有相互间的作用力。分子间作用力范围很小，即分子充分接近时才有相互间的作用力。分子的大小、分子的极性对范德华力有显著影响。分子的大小、分子的极性对范德华力有显著影响。结构相结构相似的分子，相对分子质量越大范德华力越大似的分子，相对分子质量
11、越大范德华力越大；分子的极性越大，分子的极性越大，范德华力也越大范德华力也越大。二、范德华力和氢键二、范德华力和氢键第15页，本讲稿共37页2.2.氢键的本质氢键的本质 氢原子与电负性大的原子氢原子与电负性大的原子X X以共价键结合时，以共价键结合时，H H原子原子还能够跟另外一个电负性大的原子还能够跟另外一个电负性大的原子Y Y之间产生静电引力之间产生静电引力的作用，成为氢键，表示为：的作用，成为氢键，表示为：X-HX-HY Y（X X、Y Y为为N N、O O、F F）。）。氢键的特征氢键的特征 氢键既有方向性（氢键既有方向性（X-HX-HY Y尽可能在同一条直线上），又尽可能在同一条直线
12、上），又有饱和性（有饱和性（X-HX-H只能和一个只能和一个Y Y原子结合）。原子结合）。氢键的大小，介于化学键与范德华力之间，不属于化氢键的大小，介于化学键与范德华力之间，不属于化学键。但也有键长、键能。学键。但也有键长、键能。第16页，本讲稿共37页第17页，本讲稿共37页氢键的存在氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两大类。一个分子中的X-H与另一个分子的Y结合而成的氢键成为分子间氢键。如：水分子之间、甲酸分子之间，以及氨分子与水分子之间等。一般成直线型。在某些分子里，如：邻羟基苯甲醛分子中，O-H与相邻的醛基中的O形成的氢键在分子内部，故称分子内氢键。不能在一条直线上。第18页，本讲稿共3
13、7页氢键的形成对化合物性质的影响（1）对沸点和熔点的影响 分子间氢键使物质熔、沸点升高。而分子内氢键使物质的沸点和熔点降低。（2）对溶解度的影响 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恰好相反。思考：为什么NH3极易溶于水？冰的硬度比一般固体共价化合物大，为什么？第19页，本讲稿共37页小结：小结：定义定义范德华力范德华力氢键氢键共价键共价键作用微粒作用微粒分子间普遍存分子间普遍存在的作用力在的作用力已经与电负性很强的原子已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原一分子中电负性很强的原子之间的作用力子之
14、间的作用力原子之间通过共原子之间通过共用电子对形成的用电子对形成的化学键化学键相邻原子之间相邻原子之间分子间或分子内氢原子与电负分子间或分子内氢原子与电负性很强的性很强的F、O、N之间之间分子之间分子之间强弱强弱弱弱较强较强很强很强对物质性质的对物质性质的影响影响范德华力越大，范德华力越大，物质熔沸点越物质熔沸点越高高对某些物质对某些物质(如水、氨气如水、氨气)的溶解性、熔沸点都产的溶解性、熔沸点都产生影响生影响物质的稳定性物质的稳定性第20页，本讲稿共37页1.欲提取碘水中的碘，不能选用的萃取剂是欲提取碘水中的碘，不能选用的萃取剂是()()A A酒精酒精 B B四氯化碳四氯化碳 C C蒸馏汽
15、油蒸馏汽油 D D苯苯 2.2.欲欲用用萃萃取取剂剂A A把把溶溶质质B B从从溶溶剂剂C C的的溶溶液液里里萃萃取取出出来来，萃取剂萃取剂A A需符合以下条件：需符合以下条件：_ _ _ _ _ A A与与C C互不相溶互不相溶B B在在A A中的溶解度大于在中的溶解度大于在C C中的溶解度中的溶解度A A与与B B不发生化学反应不发生化学反应A三、溶解性第21页，本讲稿共37页1 1影响物质溶解性的因素影响物质溶解性的因素影响固体溶解度的主要因素是影响固体溶解度的主要因素是温度温度。影响气体溶解度的主要因素是影响气体溶解度的主要因素是温度温度和和压强压强2 2相相似似相相溶溶规规律律：非非
16、极极性性溶溶质质一一般般能能溶溶于于非非极极性性溶溶剂剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。极性溶质一般能溶于极性溶剂。如如果果存存在在氢氢键键，则则溶溶剂剂和和溶溶质质之之间间的的氢氢键键作作用用力力越越大大，溶溶解解性性越越好好。相相反反，无无氢氢键键相相互互作作用用的的溶溶质质在在有有氢氢键键的的水水中中的的溶溶解度就比较解度就比较小小“相似相溶相似相溶”还适用于分子结构的还适用于分子结构的相似性相似性如果溶质与水发生化学反应可如果溶质与水发生化学反应可改变改变_ _其溶解度。其溶解度。第22页，本讲稿共37页练习练习1比比较较NH3和和CH4在在水水中中的的溶溶解解度度。怎怎样样用用相相似似
17、相相溶溶规规律律理理解它们的溶解度不同？解它们的溶解度不同？2为为什什么么在在日日常常生生活活中中用用有有机机溶溶剂剂(如如乙乙酸酸乙乙酯酯)溶溶解解油油漆漆而而不用水？不用水？3怎样理解汽油在水中的溶解度很小？怎样理解汽油在水中的溶解度很小？4怎怎样样理理解解低低碳碳醇醇与与水水互互溶溶，而而高高碳碳醇醇在在水水中中的的溶溶解解度度却却很很小小？第23页，本讲稿共37页相似相溶原理“凡是分子结构相似的物质，都是易于互相溶解的。凡是分子结构相似的物质，都是易于互相溶解的。”这是从这是从大量事实总结出来的一条规律，叫做相似相溶原理。大量事实总结出来的一条规律，叫做相似相溶原理。由于分由于分子的极
18、性是否相似对溶解性影响很大，所以，相似相溶原子的极性是否相似对溶解性影响很大，所以，相似相溶原理又可以理解为理又可以理解为“极性分子易溶于极性溶剂中，非极性分极性分子易溶于极性溶剂中，非极性分子易溶于非极性溶剂中。子易溶于非极性溶剂中。”例如：例如：CClCCl4 4是非极性分子，作是非极性分子，作为溶剂它就是非极性溶剂；而为溶剂它就是非极性溶剂；而H H2 20 0是极性分子，所以它是是极性分子，所以它是极性溶剂。极性溶剂。BrBr2 2、I I2 2等都是非极性分子，所以易溶于等都是非极性分子，所以易溶于CClCCl4 4、苯等非极性溶剂，而在水这一极性溶剂中溶解度就很苯等非极性溶剂，而在
19、水这一极性溶剂中溶解度就很小。小。相反，盐类相反，盐类(NaCl(NaCl等等)这些离子化合物可看做是极性最这些离子化合物可看做是极性最强的，它们就易溶于水而不溶于强的，它们就易溶于水而不溶于CClCCl4 4、苯等非极性溶剂。、苯等非极性溶剂。HClHCl、H H2 2S0S04 4是强极性分手，易溶于水而难溶于是强极性分手，易溶于水而难溶于CClCCl4 4。利。利用相似相溶原理，有助于我们判断物质在不同溶剂中的用相似相溶原理，有助于我们判断物质在不同溶剂中的溶解性。溶解性。第24页，本讲稿共37页结论：影响溶解度的因素（1）内因：相似相溶原理（2）外因：影响固体溶解度的主要因素是温度；影
20、响气体溶解度的主要因素是温度和压强。（3）其他因素：如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，且氢键越强，溶解性越好,如：NH3。溶质与水发生反应时可增大其溶解度，如：SO2。第25页，本讲稿共37页n一对分子，组成和原子的排列方式完全相同，一对分子，组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间无论如何旋转不能重叠，这对分子互称手间无论如何旋转不能重叠，这对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。中心原子成为手性原子。子。中心原子成为手性原子。四、分子手性四、分子手性第26页，本
21、讲稿共37页例如例如:乳酸分子乳酸分子CHCH3 3CHOHCOOHCHOHCOOH有以下两种异构体：有以下两种异构体：图片图片 第27页，本讲稿共37页1具具有有完完全全相相同同的的和和的的一一对对分分子子，如如同同左左手手与与右右手手一一样样互互为为镜镜像像，却却在在三三维维空空间间里里不不能能重重叠叠，互互称称手手性性异异构构体体(又又称称对对映映异异构构体体、光光学学异异构构体体)。含有手性异构体的分子叫做手性分子。含有手性异构体的分子叫做手性分子。2判断一种有机物是否具有手性异构体，可以判断一种有机物是否具有手性异构体，可以看其含有的碳原子是否连有看其含有的碳原子是否连有个不同的原子
22、或个不同的原子或原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。原子团，符合上述条件的碳原子叫做手性碳原子。组成组成原子排列原子排列四四第28页，本讲稿共37页1下列化合物中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是()A.CCl2F2B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OHD.CHOH练习：练习：CH2OHCH2OHOH第29页，本讲稿共37页A.OHCCHCH2OHB.OHCCHCClC.HOOCCHCCClD.CH3CHCCH3HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32下列化合物中含有下列化合物中含有2个个“手性手性”碳原子的是碳原子的是()第30页，本讲稿共37页2A.OHCC
23、HCH2OHB.OHCCHCClC.HOOCCHCCClD.CH3CHCCH3HClOHBrOHClHBrBrCH3CH3第31页，本讲稿共37页3.下下列列有有机机物物CH3COCHCHO含含有有一一个个手手性性碳碳原原子子(标标有有“*”的的碳碳原原子子)，具具有有光光学学活活性性。当当发发生生下下列列化化学学反反应应时时，生生成成新新的的有有机机物物无无光光学学活活性的是性的是()A与银氨溶液反应与银氨溶液反应B与甲酸在一定条件下发生酯化反应与甲酸在一定条件下发生酯化反应C与金属钠发生反应与金属钠发生反应D与与H2发生加成反应发生加成反应O*CH2OH第32页，本讲稿共37页五、无机含氧
24、酸分子的酸性五、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n值判断常见含氧酸的强弱。nn0，极弱酸，如硼酸（H3BO3）。nn1，弱酸，如亚硫酸（H2SO3）。nn2，强酸，如硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）。nn3，极强酸，如高氯酸（HClO4）。第33页，本讲稿共37页第34页，本讲稿共37页无机含氧酸强度的变化本质含氧酸的强度取决于中心原子的电负性、原子半径、含氧酸的强度取决于中心原子的电负性、原子半径、氧化数。当中心原子的电负性大、原子半径小、氧化氧化数。当中心原子的电负性大、原子半径小、氧化数高时，使数高时，使O-HO-H键减弱，酸性增强。键减弱，酸性增
25、强。H2SiO4H3PO4H2SO4HClO4HClOHClO3HClO4HClOHBrOHIO练习：比较下列含氧酸酸性的强弱第35页，本讲稿共37页同周期的含氧酸，自左至右，随中心原子原同周期的含氧酸，自左至右，随中心原子原子序数增大子序数增大 ，酸性增强。，酸性增强。同一族的含氧酸，自上而下，随中心原子原同一族的含氧酸，自上而下，随中心原子原子序数增大子序数增大 ，酸性减弱。，酸性减弱。同一元素不同价态的含氧酸酸性高价强于低同一元素不同价态的含氧酸酸性高价强于低价价。无机含氧酸强度的变化规律无机含氧酸强度的变化规律第36页，本讲稿共37页无氧酸的酸性强弱变化规律 n若用通式R-H表示无氧酸，则其酸性的强弱主要取决于R的电负性。n如果R原子电负性大，对氢原子的束缚力强，则其酸性弱。n如果R原子的电负性小，对氢原子的束缚力弱，则其酸性就强。练习：比较下列物质的酸性强弱，有何结论？（1）CH4、NH3、H2O、HF（2）HF、HCl、HBr、HI第37页，本讲稿共37页