1、第三节 分子结构与物质的性质 第2课时 分子间作用力 分子的手性 2003年夏，全球化学家投票评选了化学史上十项最美的实验。1848年，法国科学家巴斯德（LPasteur，18221895）用手工在光学显微镜下把左型酒石酸盐晶体和右型酒石酸盐晶体分开的实验被选为十项之首。一对手性酒石酸盐晶体 巴斯德发现，实验室合成的酒石酸盐与得自葡萄（发酵酿酒）的酒石酸盐不同，无光学活性（不能使偏振光的偏振面旋转），是因为合成的酒石酸盐有两种光学上不对称的晶体。他很细心地通过实验把这两种不对称晶体成功分离，并证实他们都有光学活性。于是，他假设，分子的不对称性是生命的机理之一。换句话说，生物机体只能生产具有特定
2、取向的分子，而这样的分子总是有光学活性的。为验证他的假设，巴斯德使合成酒石酸盐的溶液沾染霉菌，结果发现溶液渐渐提高光学活性，由此他得出结论：霉菌只利用两种晶体之一。巴斯德的这个实验开启了化学称为生命科学基础的大门，意义重大。1.认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。2.结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。1.结合实例初步认识分子的手性以及手性分子在生命科学和药物合成中的应用。（科学态度和社会责任）2.能说明分子间作用力(含氢键)对物质熔、沸点等性质的影响。能从微观层次理解物质的某些性质与分子间的关系。
3、（宏观辨识与微观探析）体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，让我们一起吧！进走课堂冰雪融化成水，需要吸热；把水变成水蒸气仍然需要吸热。这说明水分子之间存在着相互作用力。一、分子间作用力 1.范德华力 范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。范德华力很弱，比化学键的键能小12数量级范德华力一般没有方向性和饱和性范德华力的影响因素（P56 表2-7）相对分子质量越大，范德华力越大分子极性越大，范德华力越大分子 Ar CO HI HBr HCl 分子量 40 28 128.5 81.5 36.5 范德华力(kJ/mol)8.50 8.75 26.00 23.
4、11 21.14 为什么范德华力：HIHBrHClCO?相对分子质量越大，分子间作用力越大 为什么范德华力：COAr?分子极性越大，范德华力越大 某些分子间的范德华力【思考交流】2.范德华力对物质性质的影响 组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。怎样解释卤素单质从F2I2的熔点和沸点越来越高？单质 熔点/沸点/F2 219.6 188.1 Cl2 101 34.6 Br2 7.2 58.78 I2 113.5 184.4 卤素单质的熔点和沸点 提示：键能大小影响分子的热稳定性,范德华力的大小影响物质的熔、沸点。热胀冷缩，矿泉水这是怎么了？氢键是由已经与_的原子形成共
5、价键的_（如水分子中的H）与另一个电负性很大的原子（如水分子中的O）之间形成的作用力。电负性很大 氢原子 3.氢键 除了范德华力之外的另一种分子间作用力 X、Y为N、O、F A、B可以相同，也可以不同 “”表示共价键,“”表示形成的氢键 XHY 定义 HO键极性很强 无内层电子，几乎成为“裸露”的质子 电负性大，半径小 氢键 O H H 构成条件 部分裸露的氢原子核 电负性很大且半径小的原子提供孤电子对 HO键极性很强无内层电子，几乎成为“裸露”的质子电负性大，半径小氢键OHH氢键具有方向性和饱和性特征 方向性XHY三个原子一般在同一方向上原因是在同一方向上成键两原子电子云之间的排斥力最小,形
6、成的氢键最强,体系最稳定原因是H原子半径很小,再有一个原子接近时,会受到X、Y原子电子云的排斥。饱和性 每一个X一H只能与一个Y原子形成氢键,是静电吸引作用，比化学键的键能小12个数量级，是一种比范德华力强的分子间作用力。本质 分类 分子间氢键分子内氢键4.氢键对物质性质的影响 分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除需破坏范德华力外，还需破坏分子间氢键，消耗更多的能量，所以存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。AA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。（1）对物质熔、沸点的影响存在分子内氢键使物
7、质熔、沸点降低。存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛4.氢键对物质性质的影响（2）对水分子性质的影响 水结冰时,体积膨胀,密度降低 接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量的测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大。用氢键解释这种异常性：接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合，形成所谓的缔合分子。氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水小。如蔗糖和氨溶于水，溶于四氯化碳。萘和碘溶于四氯化碳，溶于水。非极性溶质一般能溶于，极性
8、溶质一般能溶于。非极性溶剂极性溶剂易难易难5.溶解性 相似相溶分子极性相似 溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越,分子结构相似 大如乙醇与水而戊醇在水中的溶解度明显减小。互溶外界因素 主要有等。氢键 温度和压强溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好；无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中溶解度就比较小（1）比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同？NH3为极性分子，CH4为非极性分子，而水为极性分子，根据相似相溶规律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。且NH3与水分子之间可形成氢键，使得NH3更易溶于水。（2）为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯)
9、溶解油漆而不用水？油漆是非极性分子，有机溶剂(如乙酸乙酯）也是非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶”规律，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。【思考交流】碘在水和四氯化碳中的溶解性(3)在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约5 mL蒸馏水，观察碘在水中的溶解性（若有不溶的碘，可将碘水溶液倾倒在另一个试管里继续下面的实验）。在碘水溶液中加入约1 mL四氯化碳（CCl4），振荡试管，观察碘被四氯化碳萃取，形成紫红色的碘的四氯化碳溶液。再向试管里加入1 mL浓碘化钾（KI）水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅，这是由于在水溶液里可发生如下反应：I2II3。实验表明碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性
10、较好？为什么？实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是因为碘和四氯化碳都是非极性分子，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。具有完全相同的和的一对分子，如同左手和右手一样互为，却在三维空间里不能，互称手性异构体(或对映异构体）。二、分子的手性 有的分子。组成原子排列镜像叠合手性异构体1.手性异构体 2.手性分子 3.分子的手性判断(1)判断方法：有机物分子中是否存在。(2)手性碳原子：连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。用*C来标记。具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子。手性碳原子 4.分子的手性意义 手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用。对于手性药物
11、,一个异构体可能是有效的,而另一个异构体可能是无效甚至是有害的。1.卤素互化物指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX型卤素互化物与卤素单质的结构相似、性质相近。下图是部分卤素单质和XX型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。试推测ICl的沸点所处的范围是在()ACl2和BrCl之间BBr2和IBr之间CIBr和I2之间DBrCl和Br2之间 B 2若不断升高温度，会实现“雪花水水蒸气氧气和氢气”的转化。在转化的各阶段被破坏的主要作用依次是()A氢键、范德华力、非极性键B氢键、氢键、极性键C氢键、极性键、范德华力D范德华力、氢键、非极性键 B 3(双选)根据实际和经验推知，下列叙述不正确的是()A卤化氢易溶于水，不易溶于四氯化碳B碘易溶于汽油，微溶于水C氯化钠易溶于水，也易溶于食用油D乙醇和乙烷都易溶于水 CD 4含有手性碳原子的物质一定具有光学活性，具有光学活性，则此有机化合物分子中手性碳原子的个数为()A1 B2C3 D4 A 5(2020新高考山东卷)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为 ，键角由大到小的顺序为 。NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3 只有经过地狱般的磨练,才能拥有创造天堂的力量;只有流过血的手指才能弹出世间的绝唱。