1、互动课堂疏导引导一、键与分子的极性1.键的极性与非极性：共价键分为极性键和非极性键。一般地讲，由同种元素形成的共价键为非极性键。由不同种元素间形成的共价键为极性键。键的极性与非极性取决于共用电子对是否发生偏移。2.分子的极性与非极性：分子内存在正、负两极的分子，通常称为极性分子（polar molecule），而分子内没有正、负两极的分子，称为非极性分子(nonpolar molecule)。双原子分子的极性：在相同原子组成的单质分子如氯分子中，因两原子间的化学键是非极性键，所以氯分子为非极性分子。而在不同种原子组成的双原子分子，如氯化氢分子中两分子间的化学键为极性键，即分子内有正、负两极存在
2、，所以分子为极性分子。由此可知，对双原子分子来说，键的极性与分子的极性是一致的：化学键有极性，分子就有极性；反之，化学键无极性，通常分子也无极性；多原子分子的极性：多原子分子的极性与化学键的极性关系比较复杂。如果组成分子的所有化学键均为非极性键，则分子通常为非极性分子，如白磷分子（P4），但组成分子的化学键为极性键时，则分子可能是极性分子，如水分子、氨分子等，也可能是非极性分子，如二氧化碳分子、甲烷分子等。这是由于多原子分子的极性除了与键的极性有关外，还与分子的立体构型有关。二、范德华力和氢键对物质性质的影响1.范德华力对物质性质的影响：离子键、金属键、共价键等化学键都是原子间比较强烈的相互作
3、用，键能为120800 kJmol-1。除了这种原子间强烈的作用之外，在分子之间还存在着一种较弱的相互作用，其结合能大约只有几个到几十个kJmol-1，比化学键键能约小12个数量级。气体分子能凝聚成液体和固体，主要就靠这种分子间的作用。因是范德华第一个提出这种相互作用，所以就把分子间的这种较弱的相互作用叫做范德华力。分子间的范德华力是决定物质熔点、沸点、溶解度等物理性质的一个重要因素。2.氢键对物质性质的影响：水的物理性质有反常现象，说明水分子之间有一种作用力，能使简单的水分子聚合为缔合分子，而分子缔合的主要原因是由于水分子间形成了氢键。我们知道，水分子是强极性分子，氧的电负性（3.44）比氢
4、的电负性（2.2）大很多，因此在水分子中OH键的共用电子对强烈偏向于氧原子一边，因而氢原子带了部分的正电荷，氧原子带了部分负电荷。同时由于氢原子核外只有一个电子，其电子云偏向于氧原子的结果，使它几乎成为裸露的质子。这个半径很小、又带正电性的氢原子与另一个水分子中含有孤对电子并带部分负电荷的氧原子充分地靠近就产生吸引力，这种吸引力就叫氢键。案例探究 影响氢键强弱的因素 氢键的强弱与A和B的电负性大小有关，它们的电负性越大，形成的氢键越强。此外氢键的强弱也与A和B的原子半径大小有关。如：F原子的电负性最大，半径又小，则形成的氢键最强。Cl原子的电负性虽大，但原子半径较大因而形成的氢键很弱。C原子的
5、电负性较小，一般不易形成氢键。根据电负性的大小，形成氢键的强弱次序如下：FHFOHONHN。值得注意的是，在实际的氢键形成过程中，A、B原子也可以不同，如OHF等。3.氢键、范德华力、化学键三者之间的区别与联系(见表2-4)表2-4化学键范德华力氢键概念相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用物质的分子间存在的微弱相互作用是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力范围分子内或某些晶体内分子间分子间或分子内能量键能一般在120800 kJmol-1几个至数十个kJmol-1几个至数十个kJmol-1性质影响主要影响分子的化学性质主要影响物质的物理性质主要
6、影响物质的物理性质相互关系化学键氢键范德华力三、物质的溶解性和手性1.物质的溶解性：物质的溶解性一般有“相似相溶”的规律，即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。水是常见的极性溶剂，故一般极性物质比非极性物质在水中溶解度大。此外，分子结构相似也能用相似相溶原理去解释，如乙醇和水中均含OH，因而乙醇与水能互溶。氢键也能影响物质的溶解性，氢键作用力越大，溶解性越好。2.手性：具有完全相同组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠，互称手性异构体，有手性异构的分子叫做手性分子。手性分子的性质差别很大，经常需要用手性催化剂在合成线路中将其按所需的产
7、品合成。下图为一对酒石酸盐晶体的手性分子。一对手性酒石酸盐晶体活学巧用1.下列物质中，含有极性键的非极性分子是( )A.H2O B.CS2 C.NH3 D.H2解析：A中H2O中只含极性键，属极性分子；C中NH3中也只含极性键，属极性分子；D中H2只含非极性键，属于非极性分子；B中CS2结构类似于CO2，故B符合题意。答案：B2.下列说法中正确的是( )A.含有非极性键的分子一定是非极性分子B.非极性分子中一定含有非极性键C.由极性键形成的双原子分子一定是极性分子D.键的极性与分子的极性无关解析：含有非极性键的分子不一定是非极性分子，如H2O2；非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2
8、均是非极性分子，分子中却没有非极性键，分子的极性除与键的极性有关外，还与分子的空间构型有关。答案：C3.液体HF中的氢键结构(虚线所示为氢键)：（1）试分析氢键的成因：_。（2）氢键的通式可表示为XHY。其中X、Y均是非金属性较强、半径较小的原子，如F、O、N；X、Y可以是同种原子也可以是不同种原子。甲酸能够以二聚体形式存在，试用结构图表示：_。解析：F原子有很强的非金属性，使FH键中的共用电子对偏向F原子一边，而H原子半径小，又只有一个电子，当电子对偏向于F原子后，其本身几乎成为一个裸露的质子，正电荷密度很高，可以和相邻的HF分子中的F原子产生静电吸引作用，从而形成氢键。甲酸分子中也由于电子
9、对的偏移，中的氧带负电，OH中的氢带正电，相邻的两个甲酸的的氧和OH的氢也形成氢键。答案：（1）由于HF中电子对的偏移而使F原子带负电，H原子带正电，相邻的HF分子中的H和F之间的静电作用产生氢键（2）4.关于氢键的下列说法正确的是（ ）A.由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF的沸点反常，且沸点高低顺序为HFH2ONH3B.氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内C.没有氢键，就没有生命D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多解析：A项“反常”是指它们在本族氢化物沸点排序中的现象。它们的沸点顺序可由实际看出，只有水是液体，应该水的沸点最高。B项氢键存在于不直接相连但相邻的H、O原子间，所以，分子内可以存在氢键。C项正确。因为氢键造就了常温常压下水是液态，而水的液态是生物体营养传递的基础。D项在气态时，分子间距离大，分子之间没有氢键。答案：C5.下列各组物质的熔沸点高低只与范德华力有关的是( )A.Li、Na、K、RbB.HF、HCl、HBr、HIC.LiCl、NaCl、KCl、RbClD.F2、Cl2、Br2、I2解析：A项中为金属，它们的熔沸点高低与金属键强弱有关；B选项中HF的熔沸点高低还与氢键有关；C选项属离子化合物质，它们的熔沸点高低由离子键强弱决定。答案：D