1、专题4 分子空间结构与物质性质第一单元 分子构型与物质的性质第三课时 分子的极性【学习目标】1、 认识分子的空间构型与极性的关系，能运用有关理论预测分子的极性；2、 理解物质结构与性质之间的辩证关系、性质与应用之间的纽带关系。【观察与实验】实验1：在培养皿中加入少量四氯化碳，用滴管滴一滴水（也可滴一滴加过红墨水的水）于培养皿中，将摩擦带电的玻璃棒或塑料棒接近水滴，观察水滴的运动。【生活与实际】微波炉工作原理：让我们从水说起。一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的，氧原子对电子的吸引力很强，所以水分子中的电子比较集中在氧原子那一头，相应的氢原子那头就少一些。整体来看，水分子就有一头带着正电，
2、另一头带着负电。在化学上，这样的分子就被叫做极性分子。在通常的水里，水分子是杂乱无章地排列的，正电负电朝哪个方向的都有。当水处在电场中的时候，正电的那头就会转向电场的负极，而带负电那头会转向电场的正极所谓的“异性相吸，同性相斥”。如果是一个静止的电场，水分子们排好队也就安静下来了。如果电场在不停地转，那么水分子就会跟着转，试图和电场保持一顺儿的队型。如果电场转得很快，那么水分子们也就转得很快类似摩擦生热，水的温度就升高了。电磁波就相当于这样一种旋转的电场。用在微波炉上的电磁波每秒钟要转二十几亿圈，水分子们以这样的速度跟着转，自然也就“浑身发热”，温度在短时间内就急剧升高了。一旦微波停止，旋转电
3、场消失了，水分子们也就安静下来，它们的世界也就回复清净了。在这个过程中，水分子本身并没有被微波改变。不仅是水，其它极性分子也都可以被微波加热。通常的食物中都含有水和其它极性分子，所以在微波作用下可以被迅速加热。而非极性分子，比如空气，以及某些容器，就不会被加热。我们平常热完食物后觉得容器也热了，往往是被高温的食物给“烫”热的。【分析与思考】 我们知道，分子是电中性的，但任何分子都有一个正电荷重心和一个负电荷重心。 规定：正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子是极性分子（polar molecule），正电荷重心和负电荷重心相重合的分子是非极性分子（non-polar molecule）。思考：水
4、分子的正、负电荷重心怎么就不重合了呢？【举一与反三】分子极性的判断方法（1）：物理模型法 分子的极性是分子中化学键的极性矢量和。 若分子中各个键的极性的向量和为零，则键的极性相互抵消，分子为非极性分子。若分子中各个键的极性的向量和不为零，则键的极性不能抵消，分子为极性分子。分子共价键类型空间构型F合是否为零分子有无极性H2O极性键CO极性键CO2极性键NH3极性键BF3极性键CH4极性键【反思与小结】前面提及到的都是分子中只存在极性键的情况。若分子中不存在化学键呢（例如稀有气体等）？若分子中只存在非极性键呢（例如H2、N2、O2等）？若分子中极性键和非极性键都存在呢（例如H2O2等）？请判断下
5、列说法是否正确。1、双原子单质分子都是非极性分子。如H2、N2、O2、Cl2、Br2、I2等。（ ）2、双原子化合物分子都是极性分子。如HF、HI、HBr、CO、NO等。（ ）3、以极性键结合的多原子分子（ABm，A为中心原子，B为配位原子），分子是否有极性取决于分子的空间构型。（ ）4、多原子分子的极性要看其空间构型是否对称，对称的是非极性分子，否则是极性分子。这里的对称主要看电荷分布是否对称，如水分子是V型，也符合轴对称，但是电荷分布不对称。（ ）【练习与实践】一、填表分子空间构型分子有无极性分子空间构型分子有无极性P4乙烯HCN乙炔CH3Cl苯二、下列叙述正确的是（ ）1. 凡是含有极性
6、键的分子一定是极性分子。2. 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。4. 非极性分子中一定不含有极性键。5. 极性分子中一定不含有非极性键。6. 分子的极性与键的极性无关。三、1,2-二氯乙烯的同分异构体中，一种是非极性分子，另一种是极性分子，属于极性分子的结构式是 ，属于非极性分子的结构式是 。四、已知H2O2、SF4、XeF4的结构模型依次如图所示，请分别判断它们分子的极性。 （XeF4，平面正方形）【观察与实验】实验2：在盛有一小粒固体碘的试管中加2mL水，振荡，观察其溶解情况。再向上述试管中加入1mL四氯化碳，振荡。比较碘在水中和在四氯化碳中的溶解情况。【应用与
7、意义】1、分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，如NH3易溶于水；由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂，如I2易溶于CCl4。这在化学上称为“相似相溶规则”。2、电渗透除湿机的工作原理：电渗透除湿机的能量来自于电磁脉冲生成器，一个由微处理器控制的电子器件在一个环形线圈的帮助下产生一个约50赫兹的脉冲磁场。磁场作用于墙体内带极性的水分子，使水分子重新排列并逐渐向下迁移到土壤中，真正从根源上解决了墙体因毛细作用而潮湿的难题。3、分子有无极性，是与分子的物理化学性质相联系的，也与分子识别、分子组装以及酶催化中的“锁匙原理”密不可
8、分，这部分内容还是现代生物学的基础。 4、【拓展视野】1、判断ABm型分子极性的经验规律化合价法：若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素原子的价电子数（最外层电子数），则为非极性分子，若不等则为极性分子。孤对电子法：在ABm型分子中，若中心原子A无孤对电子，则为非极性分子，若有孤对电子，则为极性分子。键角法：在ABm型分子中，n=2键角为180的分子， n=3键角为120的分子， n=4键角为10928的分子，为非极性分子，而对应其他键角的分子一般为极性分子。2、分子极性大小的量度分子极性的大小用电偶极矩（electric dipole moment）量度。分子的电偶极矩简称为偶极矩（），它等
9、于正、负电荷重心距离（d）和正电荷重心或负电荷重心上的电量（q）的乘积：= dq，其单位为1030Cm。电偶极矩是一个矢量，化学上规定其方向是从正电荷重心指向负电荷重心。电偶极矩为零的分子是非极性分子。电偶极矩越大，表示分子的极性越强。一些常见分子的电偶极矩测定值见下表。分子/1030Cm分子/1030Cm分子/1030CmH20BF30CO0.40Cl20SO25.33HCl3.43CO20H2O6.16HBr2.63CH40HCN6.99HI1.273、物质的溶解性及其影响因素分子极性：“相似相溶规则”一般情况下，由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂，由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂。 分子结构：“相似相溶规则”还适用于分子结构的相似性。含有相同官能团且该官能团在分子中所占比重较大的物质能够相互溶解。例如乙醇和水互溶（C2H5OH和H-OH中的羟基相似因素大），而戊醇在水中的溶解度明显减小（戊醇中羟基所占比重较小，二者羟基相似因素小）。氢键：溶质与溶剂分子之间若能形成氢键，则会增大溶解度。反应性：溶质若能与溶剂发生化学反应，则会增大溶解度。4、多原子单质的极性问题有兴趣的同学，课后可探究O3、C60等等多原子单质的极性问题。
