1、第三节 分子的性质课程标准导航1.了解共价键的极性和分子的极性及产生极性的原因。2.知道范德华力、氢键对物质性质的影响。3.了解影响物质溶解性的因素及相似相溶规律。4.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。5.了解无机含氧酸分子酸性强弱的原因。新知初探自学导引 自主学习一、键的极性和分子的极性 1.键的极性共价键的分类 极性共价键 非极性共价键 成键原子 _元素的原子 _元素的原子 共用电子对 发生偏移 不发生偏移 成键原子的电性 一个原子呈正电性()，一个原子呈负电性()电中性 不同同种2.分子的极性不重合不为零重合等于零想一想1H2、HCl、CH4分子中共价键的极性和分子的极性如何？提示
2、：H2中HH键是非极性键，HCl中的HCl键、CH4中的CH键都是极性键；H2、CH4是非极性分子，HCl是极性分子。二、范德华力及其对物质性质的影响 1.概念：_之间普遍存在的作用力称为范德华力。2.影响因素：结构和组成相似的物质，相对分子质量_，范德华力越大；分子的极性_，范德华力也越大。分子越大越大三、氢键及其对物质性质的影响 1.概念：氢键是由已经与_很强的原子形成共价键的_与另一个分子中或同一分子中电负性很强的原子之间的作用力。2.表示方法：氢键通常用AHB表示，其中A、B为N、O、F中的一种，“”表示共价键，“”表示形成的_。电负性氢原子氢键3.氢键对物质性质的影响：当形成分子间氢
3、键时，物质的熔、沸点将_；当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将_。升高下降想一想2化学键、范德华力和氢键的相对强弱如何?提示：范德华力很弱，约比化学键能小12数量级；氢键属于较弱的作用力，约为化学键的十分之几。由强到弱：化学键氢键范德华力。四、溶解性 1.“相似相溶”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。2.影响物质溶解性的因素(1)外界条件：温度、压强等。(2)分子结构：存在“相似相溶”规律。非极性极性(3)氢键：如果溶质和溶剂之间存在氢键，则溶解度_；且氢键作用力_，溶解性越好。(4)反应：SO2与水反应生成亚硫酸，后者可溶于水，因此将_SO2在水中的溶解度。增大越大
4、增加五、手性 具有完全相同的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，却在三维空间里_，互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。不能重叠六、无机含氧酸分子的酸性 1.对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性_。2.含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成酸元素R相同，则n值越大，酸性_。越强越强自主体验1.下列分子中属于极性分子的是()ACl2 BHF CCO2DCH4 解析：选B。Cl2只含有非极性键，故属于极性分子；CO2是直线形分子，CH4是正四面体形分子，空间结构都是对称的，正负电荷中心重合，故都属于非极性分子。HF是由极性键形成的双原子分子，
5、属于极性分子。2.(2012岳阳高二质检)下列关于范德华力和氢键的叙述中，不正确的是()A范德华力和氢键都属于分子间作用力 B范德华力和氢键都影响物质的熔、沸点等物理性质 C范德华力不是化学键，氢键是一种特殊的化学键 D有些分子之间既存在氢键,又存在范德华力解析：选C。范德华力和氢键都属于分子间作用力，而不属于化学键。3.下列有关叙述不正确的是()A氯化氢易溶于水，而甲烷难溶于水 B甲醇在水中的溶解度大，而戊醇在水中的溶解度小 CHNO3的酸性强，而HNO2的酸性弱 DCH4不是手性分子，而CH2F2是手性分子解析：选D。氯化氢和水是极性分子,而甲烷是非极性分子，由相似相溶规律知A正确。甲醇分
6、子中的羟基与水分子中的羟基相近,因而甲醇与水互溶；戊醇分子中的烃基大，因而戊醇在水中的溶解度明显减小，B正确。HNO3可写成HONO2，HNO2可写成HONO,HNO3的非羟基氧原子比HNO2的非羟基氧原子多，因此HNO3的酸性强，而HNO2的酸性弱，C正确。手性碳原子上应连接4个不同的原子或原子团，CH4和CH2F2都不含手性碳原子，因而都不是手性分子，D错误。要点突破讲练互动 要点1 共价键的极性与分子极性的关系 探究导引1 如何判断共价键有无极性？提示：根据成键元素是否相同。如HH键是非极性键，CH键是极性键。探究导引2 含极性键的分子一定是极性分子吗？含非极性键的分子一定是非极性分子吗
7、？提示：不一定。如CH键是极性键,而CH4是非极性分子；OO键是非极性键，而H2O2是极性分子。要点归纳分子极性 形成分子的共价键 分子结构特点 分子类型 实例 非极性分子 无共价键 单原子单质分子 稀有气体 He、Ar等 只有非极性键 空间结构对称 双原子单质分子 A2型 H2、O2、N2等 多原子单质分子 其他 P4(键角60)、C60等 分子极性 形成分子的共价键 分子结构特点 分子类型 实例 非极性分子 由极性键形成 空间结构对称,正电荷中心与负电荷中心重合 直线形 AB2型(键角180)CO2、CS2等 平面正三角形 AB3型(键角120)BF3、SO3等 正四面体形 AB4型(键角
8、10928)CH4、CCl4等 分子极性 形成分子的共价键 分子结构特点 分子类型 实例 极性分子 只有非极性键 空间结构不对称，正电荷中心与负电荷中心不重合 双原子化合物分子 AB型 HCl、CO、NO等 多原子化合物分子 V形 AB2型 H2O、H2S等 三角锥形 AB3型 NH3、PCl3等 非正四面体形 _ CH3Cl、CH2Cl2等 含非极性键和极性键 多原子化合物分子 _ H2O2、CH3 CH=CH2等 即时应用1.(2012蚌埠一中高二竞赛选拔)下列叙述中正确的是()A以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子B以极性键结合的分子一定是极性分子C非极性分子只能是双原子单质分子D
9、非极性分子中，一定含有非极性共价键解析：选A。A是正确的，如O2、H2、N2等；B错误，以极性键结合的分子不一定是极性分子,若分子空间构型对称，正负电荷中心重合,就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C错误，非极性分子也可能是某些结构对称的含极性键的化合物,如CH4、CO2等；D错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等。要点2 范德华力、氢键和共价键 探究导引3 为什么卤素单质从F2I2的熔、沸点越来越高？提示：从F2I2结构相似，相对分子质量越来越大，因而范德华力越来越大。探究导引4 H2O与H2S的结构相似，且相对分子质量H2OH2S，为什么沸点H2OH2S
10、?提示：液态水分子之间存在氢键。要点归纳范德华力、氢键和共价键的比较分子间作用力 共价键 范德华力 氢键 概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力 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 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 分子间作用力 共价键 范德华力 氢键 分类 _ 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键 特征 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性 强度比较 共价键氢键范德华力 影响强度的因素 随着分子极性的增大而增大组成和结构相似的物质,相对分子质量越大，范德华力越大 对于AHB，A、B的电负性越大，B原子
11、的半径越小，键能越大 成键原子半径越小，键长越短,键能越大,共价键越稳定 分子间作用力 共价键 范德华力 氢键 对物质性质的影响 影响物质的熔、沸点，溶解度等物理性质。组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4 影响物质的熔、沸点，溶解度等物理性质。分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高，如NH3、H2O、HF等沸点高于同主族氢化物的沸点。分子内氢键的存在，使物质的熔、沸点降低，如邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点。溶质和溶剂之间存在氢键，则溶解度增大，如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇等与水混溶。分子间氢键的存在，使某些物
12、质的密度出现反常，如液态水变为冰，密度会变小 影响分子的化学性质，如分子的稳定性：共价键键能越大,分子稳定性越强 即时应用2.(2012济南高二质检)下列现象与化学键有关的是()AF2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高 BH2O的沸点远高于H2S的沸点 CH2O在高温下也难分解 D干冰汽化解析：选C。A项，卤素单质分子间存在着范德华力，且相对分子质量越大,范德华力越强,单质的熔点也就越高。D项，干冰中，CO2分子间通过范德华力结合在一起,在汽化时需要克服范德华力，而CO2分子内的化学键并没有断裂。B项，由于H2O分子间存在氢键，所以H2O的沸点要比H2S的高。C项，由于HO键键能很大，在
13、较高温度时也难打开，所以H2O分子很稳定，与共价键有关。要点3 无机含氧酸的酸性 探究导引5 如何判断酸性HClOHClO2HClO3HClO4?提示：可根据氯元素的化合价。氯元素的化合价越高，则酸性越强。要点归纳无机含氧酸分子酸性强弱的一般规律：1.对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。如酸性HClOHClO2HClO3HClO4。2.含氧酸的通式可写成(HO)mROn，若成酸元素R相同，则n值越大，酸性越强。如酸性H2SO3H2SO4。3.同主族或同周期元素最高价含氧酸的酸性可根据元素非金属性的强弱比较。(1)同主族自上而下，非金属元素最高价含氧酸的酸性逐渐减
14、弱；(2)同周期自左而右，非金属元素最高价含氧酸的酸性逐渐增强。4.根据化学反应判断：相对强的酸可以制备相对弱的酸。如：H2SO4Na2SO3=Na2SO4H2OSO2，说明酸性：H2SO4H2SO3。即时应用3.下列无机含氧酸分子中酸性最强的是()AHNO2 BH2SO3 CHClO3DHClO4解析：选 D。对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如HNO32HNO53，H2SO43H2SO64，故酸性 HCl5O3HCl7O4；对于不同种元素的含氧酸,一般来说,含氧酸的酸性强弱随着分子中连接在中心原子R 上 的 非 羟 基 氧 的 个 数 增 大 而 增 大,即(
15、HO)mROn 中 n 的值越大，酸性越强，故 HNO2、H2SO3、HClO4 中 HClO4 的酸性最强。题型探究技法归纳 题型1 共价键的极性与分子极性的关系(2012北京朝阳区高二检测)下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()ACH2=CH2 BCCl4 CH2O2DHCN例1【思路点拨】解答此题注意以下两点：(1)判断极性键和非极性键的方法。(2)判断极性分子和非极性分子的方法。【解析】H2O2和HCN是极性分子，CH2=CH2和CCl4是非极性分子；CCl4只含CCl极性键，CH2=CH2含CH极性键和CC非极性键。故CH2=CH2符合题意。【答案】A【规律方法】(1)
16、判断共价键有无极性，关键看成键元素是否相同。若成键元素相同，则是非极性键；若成键元素不相同，则是极性键。(2)判断分子有无极性，关键看分子的空间构型。若分子的空间构型对称即能使正负电荷中心重合,则为非极性分子；否则为极性分子。(3)形成极性键的两个键合原子的电负性相差越大，键的极性就越强。题型2 范德华力和氢键对物质性质的影响 下图中A、B、C、D四条曲线表示A、A、A、A族元素的气态氢化物的沸点，其中表示A族元素气态氢化物沸点的是曲线_，表示A族元素气态氢化物沸点的是曲线_；同一族中第三、四、五周期元素的气态氢化物沸点依次升高，其原因是_。例2曲线A、B、C中第二周期元素的气态氢化物的沸点显
17、著高于第三周期元素气态氢化物的沸点，其原因是_。【思路点拨】解答此题注意以下两点：(1)H2O、NH3、HF分子间存在氢键，氢键的强度大于范德华力。(2)对于分子间不存在氢键的同一主族气态氢化物，随着相对分子质量的增大，范德华力增大。【解析】H2O分子之间存在氢键，常温下呈液态，沸点最高，故A表示A族氢化物沸点曲线；A族元素的氢化物都为非极性分子，且第二周期A族元素的氢化物间也不存在氢键，沸点较低，故D表示A族元素气态氢化物沸点曲线。由于同一主族中第三、四、五周期元素的气态氢化物间不存在氢键，且结构相似，所以它们的沸点与范德华力有关，故随着相对分子质量的增大,范德华力增大,沸点随之升高。曲线A
18、、B、C中第二周期元素的气态氢化物沸点显著高于第三周期元素气态氢化物，原因是第二周期元素氢化物(H2O、NH3、HF)分子间存在氢键。【答案】A D 结构相似，相对分子质量增大，范德华力增大，沸点升高 分子间存在氢键【规律方法】(1)范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，是较弱的相互作用，只影响物质的物理性质；分子间作用力的作用范围较小，只有当分子与分子充分接近时才有明显作用。(2)利用范德华力判断物质熔、沸点高低的前提是物质的组成和结构要相似。判断结构相似的方法有二：一是同主族同类别物质的结构相似；二是运用价层电子对互斥模型判断分子的立体构型。题型3 无机含氧酸酸性强弱的判断 已知含氧酸可
19、用通式ROm(OH)n表示，如R是S，m2，n2，则化学式为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()AHClO3BH2SeO3 CH3BO3DHMnO4例3【思路点拨】解答此题的关键是理解信息，并将各选项中的化学式改写成ROm(OH)n。【解析】HClO3可写成ClO2(OH)，m2；H2SeO3可写成SeO(OH)2，m1；H3BO3可写成B(OH)3，m0;HMnO4可写成MnO3(OH)，m3。故HMnO4的酸性最强。【答案】D【名师点睛】(1)利用ROm(OH)n比较酸性强弱，当n相同时,可参考R元素的电负性判断，例如H2CO3和H2SO3
20、的n都是1，但电负性SC，非金属性SC，所以酸性H2SO3H2CO3。(2)无机含氧酸的酸性强弱取决于其非羟基氧原子数(n)的大小，而与羟基数(m)的大小无关。ABn或BnA型分子极性的判断方法首先分析ABn或BnA型分子在n2、3、4、5时极性分子和非极性分子的空间构型、中心原子的化合价、价电子数及有无孤电子对,并找出其间的关系。其次判断ABn或BnA型分子的极性。判断分子极性的经验规律有：热点示例思维拓展(1)孤电子对法：在ABn或BnA型分子中，若中心原子A无孤电子对，则是非极性分子；若中心原子A有孤电子对，则是极性分子。(2)空间结构法：在ABn或BnA型分子中，若具有平面正三角形、直线形、正四面体形等空间对称结构，则是非极性分子；若具有V形、三角锥形等空间不对称结构,则是极性分子。(3)化合价法：在ABn或BnA型分子中，若中心原子A的化合价的绝对值等于A的价电子数，则是非极性分子；若中心原子A的化合价的绝对值不等于A的价电子数，则是极性分子。
