1、第三节分子的性质名师导航知识梳理1.键的极性和分子的极性（1）共价键有两种：_和_。由_原子形成的共价键，电子对_，是极性键，极性键中的两个键合原子，一个呈_（+），另一个呈(-)；电子对不发生偏移的共价键是_。（2）分子有极性分子和非极性分子之分。在极性分子中，正电中心和负电中心_，使分子的某一个部分呈_(+)，另一部分呈负电性(-)；非极性分子的正电中心和负电中心_。分子的极性是分子中化学键的极性的_。只含非极性键的分子一定是_分子；含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_是否_而定。当分子中各个键的极性的_时，是_分子，否则是_分子。（3）键的极性和分子极性的关系键的极性
2、主要取决于形成共价键的_，所以对于键的极性的判断关键看形成共价键的原子种类_，而分子的极性其实是组成共价分子的原子的_是否，因此键的极性和分子的极性之间没有必然的联系。分子中的化学键全部是极性键，其分子可能是极性分子，例如_，空间原子的排列不对称。空间原子的排列为_，但分子也可能是非极性分子，例如_，空间原子的排列对称。空间原子的排列为_。分子中存在非极性键，那么该分子也不一定是非极性分子，例如_，这就说明组成该分子的原子在空间上的排列_。2.范德华力及其对物质性质的影响降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这一事实表明，分子之间存在着_。_是最早研究分子间普遍存在的科学家，因而把这类_称为
3、_。范德华力很_，约比化学键能小_数量级。_越大，范德华力越大；_越大，范德华力也越大。3.氢键及其对物质性质的影响氢键是除_外的另一种_，它是由已经与_的原子形成共价键的_原子与另一个分子中_的原子之间的作用力。_的存在，大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔沸点_。另外，实验还证明，接近水的沸点的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_ 一些。用氢键能够解释这种异常性：接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因_而相互“_”，形成所谓“_”。后来的研究证明，氢键普遍存在于与_等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的_等电负性很大的原子之间。此外，实验还证实，氢
4、键不仅存在于_，有时也存在于_。邻羟基苯甲醛在_形成了氢键，在_不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成_氢键，只能在_形成氢键，因而，前者的沸点_后者的沸点。尽管人们把氢键也称作“键”，但与化学键比较，氢键属于一种_的作用力，其大小介于_和_之间，约为化学键的_，_化学键。4.溶解性物质相互溶解的性质十分复杂，有许多制约因素，如温度、压强等。从分子结构的角度，存在“相似相溶”的规律。通过对许多实验的观察和研究，人们得出了一个经验性的“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于_溶剂，极性溶质一般能溶于_溶剂。水是极性溶剂，根据“相似相溶”，极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度_。如果存在氢键，则溶剂和溶
5、质之间的氢键作用力越_，溶解性越_。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较_。此外，“相似相溶”还适用于_的相似性。例如，乙醇的化学式为CH3CH2OH，其中的_与水分子的_相似，因而乙醇能与水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH中的烃基较大，其中的_跟水分子的_的相似因素_得多了，因而它在水中的溶解度明显减小。另外，如果遇到溶质与水发生化学反应的情况，如SO2与水发生反应生成亚硫酸，后者可溶于水，因此，将_SO2的溶解度。5.手性具有完全相同的_和_的一对分子，如同左手与右手一样互为_，却在三维空间里_，互称_异构体。有_的分子叫做手性分子。2001年，诺贝尔化学奖
6、授予三位用_催化剂生产_药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种_分子，不得到或者基本上不得到它的_分子，这种独特的合成方法称为_。手性合成为药物生产带来巨大的经济效益。6.无机含氧酸分子的酸性我们常把H2SO4、HNO3等无机含氧酸看成是由_和_组成的。例如，H2SO4是由_和_组成的，HNO3是由_和_组成的，等等。实际上在它们的分子结构中，氢离子却是和酸根上的一个氧相连接的，所以它们的结构式应是：_。我们知道，H2SO4和HNO3是强酸，而H2SO3和HNO2是弱酸，即从酸性强弱来看：H2SO3_H2SO4，HNO2_HNO3。在氯的含氧酸中也存在类似的情况：酸性
7、强弱HClO_HClO2HClO3HClO4不难看出，对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的_，其含氧酸的酸性越_。化学上有一种见解，认为含氧酸的通式可写成_，如果成酸元素R相同，则_，R的_，导致ROH中_的电子向_偏移，因而在水分子的作用下，也就越_电离出_，即酸性越_。例如，H2SO3可写成_，n=_；H2SO4可写成_，n=_。所以，H2SO4的酸性强于H2SO3。知识导学本节是在学习了共价键和分子的立体结构的基础上，进一步认识分子的一些性质，包括共价键的极性和非极性，并由此引出一些共价分子的性质及其应用，范德华力、氧键及其对物质性质的影响，特别是物质的熔沸点及溶解性等，无机含氧酸分子的
8、酸性等。学习时要注意运用“物质结构决定物质性质，性质反映结构”的观念来理解和解释分子的性质。学习时要复习离子键、共价键和电负性等概念，再分析H2、Cl2、N2、HCl、H2O等分子中成键原子间共用电子对的偏移情况，来理解共价键的极性和非极性。共价键的极性与分子极性的关系：分子类型同核双原子异核双原子异核多原子共价键的极性非极性键极性键各键向量和为零各键向量和不为零正负电荷中心重合不重合重合不重合分子极性非极性极性非极性极性以非极性键结合的双原子分子都是非极性分子；以极性键结合的多原子分子可能是极性分子，也可能是非极性分子。关于范德华力的影响因素的学习一是通过观察教科书中的表24，得出分子的极性
9、越大，范德华力越大；二是通过“学与问”，得出结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大。对于氢键的学习同学们主要明确其应用。氢键主要用来解释分子晶体的熔点、沸点和溶解度等问题。这对以后的知识具有指导意义。氢键不是化学键，是一种较强的分子间作用力（范德华力），但是氢键有两个与一般的范德华力不同的特点，即饱和性和方向性。氢键的饱和性指的是在XY中只能再和一个Y原子结合，即一个氢原子不可能形成2个氢键；氢键的方向性指的是由于XY与Y的相互作用，只有当X-Y和Y在同一条直线上的时候氢键的作用最为强烈，因此分子间氢键的方向一般是直线形。氢键分为分子间氢键和分子内氢键，分子中能形成氢键的原子相邻比较近时一
10、般可形成分子内氢键，例如邻硝基苯酚，而形成氢键的原子相邻比较远时一般形成分子间氢键，如间、对硝基苯酚。 物质相互溶解的性质即为溶解性，溶解性表现为溶质在溶剂中的溶解度大小，关于溶解性的学习我们主要从构成溶质、溶剂分子的结构去认识物质溶解度的大小，从而得出“相似相溶”原理，而“相似相溶”规则是个经验规则，不宜扩展太多，充分利用教科书中的例子，以及“思考与交流”中的问题，体会到“相似相溶”的含义及应用即可。“相似相溶”规则的主要应用表现为用极性分子、非极性分子、范德华力及氢键等知识去解释有关物质的溶解性。即同学们要学会利用已学的知识来探究未学知识的能力。有关与水反应可增加物质的溶解度的情况还要看生
11、成物的电离程度以及氢键。对于手性的学习一是要同学们具备好的空间想象能力，去认识手性其实是一类同分异构现象。二是通过一些例子了解“手性分子”在生命科学中的应用，体会化学科学对人类生活和社会发展的贡献。判断无机含氧酸分子的酸性强弱，是物质结构影响物质化学性质的一个例子，可以进一步加深“物质结构决定物质性质，性质反映结构”的观念。对无机含氧酸分子的酸性的学习一是会判断常见的含氧酸的酸性大小，这个主要根据常识；二是会从氧元素的电负性的角度去解释同种元素含氧酸的酸性出现强弱的原因。同学们在学习无机含氧酸分子的酸性时可能会出现一个误区，往往把无氧酸和含氧酸混在一起，无氧酸和含氧酸的酸性之间没有直接的联系。
12、例如：H2SO4和H2S，H2SO4是强酸而H2S是弱酸；HClO4和HCl，HClO4是强酸而HCl也是强酸。由于氧元素的电负性值比较大，对电子有着强烈的吸引会使其他原子上的电子向O元素偏移，从而酸性增强，另无机含氧酸分子的酸性的强弱与酸分子中的OH的个数无关。疑难突破1.判断分子互为手性分子的依据是什么？剖析：两个分子的结构从平面上看一模一样，但在空间上会完全不同，它们构成了实物和镜像的关系，可以比作左手和右手的关系，所以称作手性分子。具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子造成的。如果一个碳原子所连接的四个原子或原子团各不相同，那么该原子就为手性碳原子。2.怎样判断无机含氧酸分子的酸性强
13、弱？剖析：无机含氧酸分子之所以能显酸性，是因为其分子中含有OH，而OH上的H在水分子的作用下能够变成H+而显示一定的酸性。无机含氧酸可写成（HO）mROn,n值越大，R的正电性越高，使ROH中的O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H+，酸性越强。如H2SO4可写成（HO）2SO2，n=2，H2SO3可写成（HO）2SO2，n=1，所以H2SO4的酸性大于H2SO3。疑难导析要清楚手性分子主要体现在哪类中，判断一个分子是否有手性的关键是看连接在碳原子上的四个原子或原子团是否不同。手性分子是否一定会存在手性异构体。判断无机含氧酸分子的酸性是物质决定性质的又一重要体现，在使用时应考虑到：比较
14、酸性大小如利用（HO）mROn，是否必须相比较的酸具有相同的“R”。酸性大小与OH数目多少是否有关。同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性比较，应该根据什么比较。问题探究问题：判断分子极性的方法很多，如何根据中心原子的化合价和中心原子的价电子之间的关系判断分子的极性呢？请加以探究。探究：首先分析ABn型分子在n=2，3，4，5时极性分子和非极性分子中心原子的化合价和中心原子价电子数的关系。化学式中心原子化合价的绝对值中心原子价电子数分子极性CO244非极性H2O26极性SO246极性BF333非极性NH335极性CH444非极性PCl555非极性分析上表可以得出在非极性分子中，中心原子化合价
15、的绝对值等于中心原子价电子数；在极性分子中，中心原子化合价的绝对值不等于中心原子价电子数，因此可以得出：一般地说，若中心原子化合价的绝对值等于中心原子价电子数，则该分子为非极性分子，反之则为极性分子。然后利用该规律验证一些分子的极性。如CH3Cl中C的化合价为+24，所以CH3Cl为极性分子，SO3中S的化合价为+6=6，所以SO3为非极性分子。问题导思本问题探究采用了归纳演绎的方法，即先分析现实的事例（常见的分子的中心原子化合价的绝对值、中心原子价电子数、分子极性），得出规律性的结论（分子的极性与中心原子化合价的绝对值和中心原子价电子数的关系），然后运用该规律去解决实际问题，这也是科学研究的
16、一般思路。归纳演绎的学习方法在化学等自然科学的研究中有着很重要的利用价值，同学们要学会这种学习的方法。在探究中可以选择一些分子，分别分析这些分子的化合价的绝对值以及价电子数，然后判断中心原子化合价的绝对值等于中心原子价电子数时分子是极性分子还是非极性分子，中心原子化合价的绝对值不等于中心原子价电子数时分子是极性分子还是非极性分子，从而可以总结出根据中心原子的化合价和中心原子的价电子之间的关系判断分子的极性的方法，并可以用该规律验证一些分子的极性。典题精讲【例1】请完成下列表格的填空：分子键的极性键角空间构型分子极性单原子分子He、Ne双原子分子H2HCI三原子分子H2OCO2四原子分子BF3N
17、H3五原子分子CH4CH3Cl根据以上分析结果，试推测以上哪些物质易溶于水_。思路解析：本题着重考查分子的极性与键的极性以及分子空间构型之间的关系。由非极性键构成的分子一般都是非极性分子。由极性键构成的分子，若能空间对称，分子中电荷则不显电性，分子则无极性，这样的空间对称有三种：一是直线形对称，键角为180，常见的分子有：CO2、CS2、C2H2等；二是平面对称，键角为120，分子构型为平面正三角形，常见的分子有BF3、BBr3等；三是立体对称，键角为10928，分子构型为正四面体，常见有CH4、CCl4、SiCl4等。根据相似相溶原理，易溶于水的有：HCl、NH3、CH3Cl。答案：分子键的
18、极性键角空间构型分子极性单原子分子He、Ne非极性分子双原子分子H2非极性键直线形非极性分子HCI极性键直线形极性分子三原子分子H2O极性键10431角形极性分子CO2极性键180直线形非极性分子四原子分子BF3极性键120平面三角形非极性分子NH3极性键10718三角锥形极性分子五原子分子CH4极性键10928正四面体形非极性分子CH3Cl极性键四面体极性分子易溶于水的有：HCl、NH3、CH3Cl。【例2】关于氢键的下列说法中正确的是（）A.每个水分子内含有两个氢键B.在水蒸气、水和冰中都含有氢键C.分子间能形成氢键使物质的熔点和沸点升高D.HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键思路解
19、析：氢键属于分子间作用力，它主要影响物质的物理性质，与化学性质如稳定性等无关，A中说“水分子内”显然不对，B中水蒸气由于分子间距离太远形成不了氢键，水和冰中都含有氢键；而D中HF的稳定性与F的核外电子排布有关，与氢键无关，所以答案选C。答案： C【例3】下列化合物的沸点比较，前者低于后者的是（）A.乙醇与氯乙烷B.邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸C.对羟基苯甲醛与邻羟基甲醛D.H2O与H2Te思路解析：氢键分为两类：存在于分子之间时，称为分子间氢键；存在于分子内部时，称为分子内氢键。同类物质相比，分子内形成氢键的物质的熔沸点要低于分子间形成氢键的物质的熔沸点。如邻羟基苯甲酸、邻羟基苯甲醛等容易形成分
20、子内氢键，沸点较低；而对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛则容易形成分子间氢键，沸点较高。所以B选项正确。对A选项，由于乙醇存在分子间氢键，而氯乙烷不存在氢键，所以乙醇的沸点(78.5 )高于氯乙烷的沸点(12.3 )；同样道理，D选项中，H2O的沸点(100 )高于H2Te的沸点。答案：B【例4】欲提取碘水中的碘，不能选用的萃取剂是（）A.酒精B.四氯化碳C.直馏汽油D.苯思路解析：单质碘(I2)是含有非极性键的非极性分子，根据“相似相溶”规律，可知碘易溶于非极性溶剂。而CCl4、直馏汽油(极性非常弱，可视为非极性分子)；苯等为非极性溶剂，且它们与水的密度差别较大，容易分层，所以B、C、D选项可以作为
21、碘的萃取剂。而酒精容易与水、碘互溶，不分层，故不能用作萃取剂。所以答案为A。答案：A【例5】判断含氧酸强弱的一条经验规律是：含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。(1)亚磷酸（H3PO3)和亚砷酸(H3AsO3)分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构式分别为：_，_。(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：_，_。(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况，写出化学方程式。思路解析： (1)已知H3PO3为中强酸,H3AsO3为弱酸，依题给信息可知H3
22、PO3中含1个非羟基氧原子，H3AsO3中不含非羟基氧原子。(2)与过量NaOH溶液反应方程式的书写，需得知H3PO3和H3AsO3分别为几元酸，从题给信息可知，含氧酸分子结构中含几个羟基氢，则该酸为几元酸。故H3PO3为二元酸，H3AsO3为三元酸。(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3为两性物质，可与盐酸反应。答案：(1)(2)H3PO3+2NaOH=Na2HPO3+2H2OH3AsO3+3NaOH=Na3 AsO3+3H2O(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应。As(OH)3+3HCl=AsCl3+3H2O典题导考绿色通道：分子的极性由共价键的极
23、性和分子的空间构型两方面共同决定。（1）只含非极性键的分子都是非极性分子。单质分子即属此类，如H2、O2、P4等。（2）以极性键结合而形成的异核双原子分子都是极性分子。（3）以极性键结合而形成的多原子分子，若空间构型为中心对称的分子，是非极性分子，若空间构型为非中心对称的分子，是极性分子。平时要熟练记忆H2O、CO2、BF3、NH3、CH4等一些分子的构型。【典题变式1】1.下列叙述正确的是（）A.分子中含有共价键的化合物一定是共价化合物B.由极性键构成的分子一定是极性分子C.共价化合物中一定只含有极性键D.以非极性键结合而成的双原子分子一定是非极性分子2.下列分子中，属于含有极性键的非极性分
24、子的是（）A.H2OB.C12C.NH3D.CCl43.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是（）A.CH4和Br2B.NH3和H2OC.H2S和CCl4D.CO2和HCl4.下列分子中既含有极性键又含有非极性键的极性分子是（）A.CH4B.NH3C.H2O2D.C2H45.下列分子中既含有极性键又含有非极性键的非极性分子是（）A.CH4B.NH3C.H2O2D.C2H4黑色陷阱：氢键的概念属分子间作用力的范畴，它易与化学键混淆，要注意区分。【典题变式2】下列说法中，正确的是（）A.氢键只存在于同一种分子之间B.金属阳离子只能与阴离子构成晶体C.粒子间以分子间作用力结合的晶体，其熔
25、点不会很高D.氮化硅是一种新型的耐高温耐磨材料，它属于分子晶体绿色通道：同分异构体中，能形成分子内氢键者，其沸点及熔点较低。类似地还有邻硝基苯酚和对硝基苯酚等。【典题变式3】1.下列物质的沸点比较，前者低于后者的是（）A.F2与I2B.HF与HClC.Na与KD.NaCl与H2O2.下列有关性质判断正确的是（）A.沸点：HBrHClB.熔沸点：CH3CH2BrC2H5OHC.熔点：LiNa水绿色通道：“相似相溶”规律是指非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。掌握分子的极性是做对这类题目的关键。【典题变式4】下列物质易溶于水的是，易溶于CCl4的是。A.NH3B.HFC.I
26、2D.Br2绿色通道：此类题属于无机含氧酸的结构、性质推断题。考查运用题给信息推断物质结构和性质的能力。只要将题给信息与回答的问题联系起来，依据问题，分析信息，为我所用，则可顺利解题。黑色陷阱:易陷入的误区是将H3PO3当作三元酸。判断是几元酸要看含氧酸分子结构中含几个羟基氢，而不是含有几个氢原子。【典题变式5】1.判断含氧酸强弱的一条规律是：在含氧酸分子中非羟基氧原子数多，酸性强；非羟基氧原子数少，酸性弱。若已知亚磷酸(H3PO3)是中强酸，亚砷酸(H3AsO3)是极弱酸，试写出H3PO3、H3AsO3的结构简式。2.已知含氧酸可用通式XOm(OH)n表示，如X是S，m=2，n=2，则这个式子表示H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是（）A.HClO3B.HeSeO3C.H2BO2D.HMnO4典题变式答案【典题变式1】1.D2.D3.B4.C5.D【典题变式2】C【典题变式3】1.A2.B【典题变式4】ABCD【典题变式5】1. 2.D
