1、第三节分子结构与物质的性质第1课时共价键的极性核心素养发展目标1.能从微观角度理解共价键的极性和分子极性的关系。2.通过键的极性对物质性质的影响的探析，形成“结构决定性质”的认知模型。一、键的极性和分子的极性1共价键的极性极性键非极性键定义由不同原子形成的共价键，电子对发生偏移电子对不发生偏移的共价键原子吸引电子能力不同相同共用电子对共用电子对偏向吸引电子能力强的原子共用电子对不发生偏移成键原子电性显电性电中性成键元素一般是不同种非金属元素同种非金属元素举例ClCl、HH2.分子的极性(1)极性分子与非极性分子(2)共价键的极性与分子极性的关系1回答下列问题H2O2HClP4C60CO2CH2
2、=CH2HCNH2ONH3BF3CH4SO3CH3ClArH2O2(1)只含非极性键的是_；只含极性键的是_，既含极性键又含非极性键的是_。(2)属于非极性分子的是_，属于极性分子的是_。答案(1)(2)2(2019河北唐山一中高二月考)有一种AB2C2型分子，在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中，正确的是()A假设为平面四边形，则该分子一定为非极性分子B假设为四面体形，则该分子一定为非极性分子C假设为平面四边形，则该分子可能为非极性分子D假设为四面体形，则该分子可能为非极性分子答案C解析3简要回答表面活性剂的去污原理。答案表面活性剂在水中会形成亲水基团向外，疏水基团
3、向内的胶束，由于油渍等污垢是疏水的，会被包裹在胶束内腔，在摩擦力的作用下油渍脱离，达到去污目的。 1.键的极性判断(1)从组成元素判断同种元素：AA型为非极性共价键；不同种元素：AB型为极性共价键。(2)从电子对偏移判断有电子对偏移为极性共价键；无电子对偏移为非极性共价键。(3)从电负性判断电负性相同为非极性共价键；电负性不同为极性共价键。2键的极性和分子极性的关系(1)极性分子中一定含有极性键，可能含有非极性键(如H2O2)。(2)非极性分子中有的只含非极性键(如O2)，有的只含极性键(如BF3等)，有的既含极性键又含非极性键(如CH2=CH2等)。特别提醒：稀有气体分子是非极性分子，不含共
4、价键；臭氧是极性分子。二、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影响。例如，羧酸是一大类含羧基(COOH)的有机酸，羧基可电离出H而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa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：不同羧酸的pKa羧酸pKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.231三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸酸性的原因。提示由于氟的电负性大于氯的电负性，FC
5、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。2三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性的原因。提示由于Cl3C比Cl2CH多一个氯原子，使Cl3C的极性大于Cl2CH的极性，导致三氯乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。3甲酸的酸性大于乙酸酸性的原因。提示烃基(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。4试比较下列有机酸的酸性强弱。CF3COOHCCl3COOHCHCl2COOHCH2ClCOOHCH3COOHCH3CH2COOH答案1下列叙述正确的是()A构成单质分子的微粒一定含有
6、共价键B由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物C非极性键只存在于双原子单质分子里D不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键答案B解析A项，稀有气体单质分子均为单原子分子，没有共价键；B项，NH4Cl为离子化合物；C、D两项，如Na2O2、H2O2等分子中含有非极性键。2下列叙述中正确的是()A卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越大，热稳定性也越强B以极性键结合的分子，一定是极性分子C判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键D非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合答案A解析卤素中非金属性越强，键的极性越大，A项正确；以极性键结合的双原子分子一
7、定是极性分子，但以极性键结合形成的多原子分子，也可能是非极性分子，如CO2，B项错误；A2B型如H2O、H2S等，AB2型如CO2、CS2等，判断其是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键及分子的空间结构是否对称。如CO2、CS2为直线形，分子的空间结构对称，为非极性分子；如H2O，有极性键，分子的空间结构不对称，为极性分子，C项错误；多原子分子，其分子的空间结构对称，这样的非极性分子中可能含有极性键，D项错误。3下列中心原子采取sp2杂化且为非极性分子的是()ACS2 BH2S CSO2 DSO3答案D4下列叙述正确的是()ANO、N2O、NO2、NH3都是非极性分子BCO2、SO3、B
8、Cl3、NF5都是非极性分子CH2O、NH3是极性分子，分子中的HO比NH的极性弱DPCl5、NCl3、SO3、BF3、CCl4都是非极性分子答案B解析根据ABn型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，若不相等则为极性分子，可判断：A项中中心原子N原子价电子数为5，四种化合物中没有一种氮元素的化合价为5，故A项错误；B项中心原子C、S、B、N的化合价等于其价电子数，CO2、SO3、BCl3、NF5均为非极性分子，故B项正确；O的电负性比N的电负性强，对成键电子对的吸引力也强，形成OH比NH的极性强，C项错误；NCl3分子中N原子化合价与其价电子数不等，故D
9、项错误。5PH3分子的空间结构为三角锥形，BeCl2分子的空间结构为直线形，CH4分子的空间结构为正四面体形，CO2为直线形分子，BF3分子的空间结构为平面三角形，NF3分子结构为三角锥形。下面对分子极性的判断正确的是()A为极性分子，为非极性分子B只有为非极性分子，其余为极性分子C只有是极性分子，其余为非极性分子D只有是非极性分子，其余是极性分子答案A解析非极性键只能由相同种类的原子之间形成，极性分子只能由不同种类的原子之间形成。但在形成分子的时候，主要取决于分子的结构，当分子中的电子云能均匀分布的时候，分子则无极性，否则分子有极性。CO2分子为直线形，极性抵消，为非极性分子；CH4为正四面
10、体，故极性也可抵消，为非极性分子；BeCl2分子为直线形分子，故极性可抵消，为非极性分子；BF3分子为平面三角形，极性抵消，故为非极性分子；NF3中由于N原子的孤电子对对F原子的排斥作用，使电子不能均匀分布，故为极性分子；PH3中P原子的孤电子对对H原子的排斥作用，使电子不能均匀分布，故为极性分子。6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，具有直线形结构的非极性分子是_。(3)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是_。(4)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是_。(5)以极性键相结合，具有V形结构的极性分子
11、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解析不同元素间形成的共价键均为极性键，以极性键形成的分子，正负电荷中心重合的为非极性分子，不重合的为极性分子。题组一化学键的类型1下列各组物质中，化学键类型都相同的是()ACaCl2和NaOH BNa2O和Na2O2CCO2和CS2 DHCl和NaOH答案C解析CaCl2只有离子键，NaOH含离子键和极性共价键，化学键类型不相同，选项A不选；Na2O只有离子键，Na2O2有离子键和非极性共价键，化学键类型不相同，选项B不选；CO2和CS2都含极性共价键，化学键类型相同，选
12、项C选；HCl含极性键，NaOH含离子键和极性共价键，化学键类型不相同，选项D不选。2下列物质中，既有离子键又有共价键的是()ACaCl2 BKBrCH2O DNH4F答案D解析一般活泼的金属元素和活泼的非金属元素容易形成离子键，非金属元素的原子间容易形成共价键，据此可知选项A中只有离子键，B中只有离子键，C中含有共价键，D中含有离子键和极性键。3下列物质中含有非极性键且为盐的是()ACH3COONa BNH4ClCCaCl2 DH2O2答案A解析CH3COONa属于醋酸盐，含有离子键、极性键和非极性键，A正确；NH4Cl属于铵盐，含有离子键和极性键，B错误；CaCl2属于钙盐，只含有离子键，
13、C错误；H2O2属于过氧化物，含有极性键和非极性键，D错误。4下列各组分子中，按共价键极性由强到弱排序正确的是()AHFH2ONH3CH4BCH4NH3H2OHFCH2OHFCH4NH3DHFH2OCH4NH3答案A解析共价键极性的强弱取决于形成共价键的两原子的电负性，其电负性相差越大，形成的共价键极性越强。题组二键的极性与分子极性5X、Y为两种不同元素，由它们组成的下列物质的分子中，肯定有极性的是()AXY4 BXY3CXY2 DXY答案D解析XY为直线形分子，不同种元素对电子对吸引能力不同，分子必有极性。6下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是()ACH4和Br2 BNH3和H
14、2OCH2S和CCl4 DCO2和HCl答案B解析CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子，NH3、H2O、H2S、HCl都是由极性键形成的极性分子。7以极性键结合的多原子分子，分子是否有极性取决于分子的空间结构。下列分子都属于含极性键的非极性分子的是()ACO2H2O BNH3BCl3CPCl3CH4 DCS2BF3答案D解析二氧化碳结构为O=C=O，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，H2O为V形分子，结构不对称，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，A不符合题意；NH3为三角锥形，结构不对称，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，BCl3分子为平面三角形，结构对称，正负
15、电荷的中心重合，属于非极性分子，B不符合题意；PCl3为三角锥形，结构不对称，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，CH4为正四面体结构，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，C不符合题意；CS2是直线形分子，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，BF3分子为平面三角形，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，D符合题意。8下列物质：MgCl2SiO2白磷BF3NH3四氯化碳，其中含极性键的非极性分子是()A BC D答案D解析MgCl2只有离子键，不存在共价键，故错误；SiO2中不存在分子，故错误；白磷为单质，分子中只含有非极性键，属于非极性分子，故错误；BF3中含有极性键，为平面
16、三角形分子，正负电荷中心重合，为非极性分子，故正确；NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正负电荷的中心不重合，为极性分子，故错误；四氯化碳中含有极性键，空间结构为正四面体形，正负电荷中心重合，为非极性分子，故正确。题组三极性分子、非极性分子的判断9下列叙述正确的是()ANH3是极性分子，分子中氮原子是在3个氢原子所组成的三角形的中心BCCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正方形的中心CH2O是极性分子，分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中央DCO2是非极性分子，分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央答案C10下列叙述中正确的是()ANH3、CO、CO2都是
17、极性分子BCH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子CHF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强DCS2、H2O、C2H2都是直线形分子答案B解析选项A，CO2是非极性分子；选项B，CH4、CCl4都是正四面体结构，分子中的正负电荷中心重合，且CH、CCl为极性键，故它们都是含有极性键的非极性分子；选项C，根据同主族元素性质递变规律可知热稳定性：HFHClHBrHI；选项D，H2O不是直线形分子而是V形分子。11膦(PH3)又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子空间结构是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是()APH3分子中有未成键的孤电子
18、对BPH3是非极性分子CPH3是一种强氧化剂DPH3分子的PH是非极性键答案A解析A项正确，P原子最外层有5个电子，只有3个电子参与成键，另有2个电子形成一对孤电子对；B项错误，与NH3类似，PH3是极性分子；C项错误，PH3中P处于最低价态，不可能具有强氧化性(1价氢的氧化性极弱)；D项错误，由于P和H的电负性明显不同，故PH是极性键。12微波炉加热时，电炉内的微波场以极高的频率改变电场的方向，使水分子迅速摆动而产生热效应。在高频改变方向的电场中水分子会迅速摆动的原因是()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、氧两种元素组成D水分子是极性分子答案D解析水分子空间结构为V形，正
19、负电荷中心不重合，是极性分子，极性分子在电场中会发生偏转，当电场方向改变时，分子运动方向改变，因此在高频改变方向的电场中水分子会迅速摆动。13二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点80 ，沸点135.6 ，对于二氯化二硫叙述正确的是()A二氯化二硫的电子式为B分子中既有极性键又有非极性键C二氯化二硫属于非极性分子D分子中SCl键能小于SS键能答案B解析S2Cl2分子中S原子之间形成1对共用电子对，Cl原子与S原子之间形成1对共用电子对，结合分子结构可知S2Cl2的结构式为ClSSCl，电子式为，故A错误；S2Cl2中ClS属于极性键，SS键属于非极性键
20、，不对称的结构，为极性分子，故B正确；分子的结构不对称，为极性分子，而不是非极性分子，故C错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，所以氯原子半径小于硫原子半径，键长越短，键能越大，所以分子中SCl键能大于SS键能，故D错误。14地球上的物质不断变化，数10亿年来大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分：目前空气的成分N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等)原始大气的主要成分CH4、NH3、CO、CO2等用上表所涉及的分子填写下列空白。(1)含有10个电子的分子有_(填化学式，下同)。(2)由极性键构成的非极性分子有_。(3)分子中不含孤电子对的分子(稀有
21、气体除外)有_，它的空间结构为_。(4)CO的结构可表示为OC，与CO结构最相似的分子是_，这两种结构相似的分子中，分子的极性_(填“相同”或“不相同”)。答案(1)H2O、Ne、CH4、NH3(2)CH4、CO2(3)CH4正四面体形(4)N2不相同15已知，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大。请回答下列问题：(1)PtCl2(NH3)2是平面正方形结构，还是四面体结构_。(2)请在以下横线上画出这两种固体分子的几何构型图：淡黄色固体_，黄绿色固体_。(3)淡黄色固体物质由_组成，黄绿色固体物质由_组成(填“极性分子”或“非极性分子”)。答案(1)平面正方形(2) (3)非极性分子极性分子解析(1)由于PtCl2(NH3)2存在两种同分异构体，所以是平面正方形结构。(2)因为水是极性分子，所以根据相似相溶原理可知淡黄色固体是非极性分子，黄绿色是极性分子，因此几何构型图分别是、。(3)由两者的构型可知，前者分子空间对称，为非极性分子，后者分子空间不对称，为极性分子。