第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第一課時

共價(jià)鍵的極性1.共價(jià)鍵的分類共價(jià)鍵極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵由不同原子形成的共價(jià)鍵，電子對會發(fā)生偏移由相同原子形成的共價(jià)鍵，電子對不發(fā)生偏移H—Clδ＋δ－氯化氫分子中的極性共價(jià)鍵一、共價(jià)鍵的極性

共價(jià)鍵分類極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵成鍵原子不同元素的原子同種元素的原子共用電子對發(fā)生偏移不發(fā)生偏移成鍵原子的電性電負(fù)性較小的原子呈正電性(δ+),電負(fù)性較大的原子呈負(fù)電性(δ-)電中性2.鍵的極性——極性鍵與非極性鍵3.鍵的極性的判斷方法鍵的極性只取決于成鍵原子的元素種類或電負(fù)性的差異，與其他因素?zé)o關(guān)。

根據(jù)共用電子對是否偏移，共價(jià)鍵有極性鍵、非極性鍵之分。分子的極性又是根據(jù)什么來判定呢？

以共價(jià)鍵結(jié)合的分子是否也有極性分子、非極性分子之分呢？極性向量極性的表示方法電負(fù)性：2.1 3.0H—Cl

極性向量可形象地描述極性鍵的電荷分布情況，極性向量指向的一端，說明該處負(fù)電荷更為集中。非極性鍵無極性向量，說明在非極性鍵里，正負(fù)電荷的中心是重合的。1.非極性分子電荷分布均勻、對稱的分子或者：正電荷中心與負(fù)電荷中心重合,即鍵的極性的向量和為02.極性分子電荷分布不均勻、不對稱的分子或者：正電荷中心與負(fù)電荷中心不重合,即鍵的極性的向量和不為0

要對分子極性進(jìn)行判斷，也可用極性向量。極性向量的矢量和指向的一端，說明該處負(fù)電荷更為集中，為極性分子。若矢量和為零，為非極性分子。二、分子的極性3.分子的極性判斷方法（1）單原子分子（稀有氣體）——非極性分子

（2）雙原子分子化合物——極性分子單質(zhì)——非極性分子取決于原子間的共價(jià)鍵是否有極性HCl共用電子對HClHCl分子中，共用電子對偏向Cl原子，為極性鍵∴Cl原子一端相對地顯負(fù)電性，H原子一端相對地顯正電性，極性向量矢量和指向Cl原子，使整個分子的電荷分布不均勻∴HCl為極性分子δ+δ-以極性鍵結(jié)合的雙原子分子為極性分子共用電子對Cl2分子中，共用電子對不偏向，為非極性鍵極性向量矢量和為零，電荷分布均勻，為非極性分子以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子均為非極性分子ClClClCl(3)多原子分子(ABn型)取決于分子的空間構(gòu)型——？ABn分子極性的判斷方法①物理模型法（從力的角度分析）

在ABn分子中，A-B鍵看作相互作用力，根據(jù)中心原子A所受合力是否為零來判斷，F(xiàn)合=0，為非極性分子（極性抵消），F(xiàn)合≠0，為極性分子（極性不抵消）C=O鍵是極性鍵，CO2是直線形、對稱分子，兩個C=O的極性互相抵消（F合=0），∴整個分子沒有極性，電荷分布均勻，是非極性分子180oF1F2F合=0OOCHOH105oF1F2F合≠0O-H鍵是極性鍵，分子是V線不對稱分子，兩個O-H鍵的極性不能抵消（F合≠0），∴整個分子電荷分布不均勻，是極性分子HHHNBF3：NH3：120o107o

三角錐形,不對稱分子，鍵的極性不能抵消，是極性分子F1F2F3F’平面三角形，對稱分子，鍵的極性互相抵消（F合=0），是非極性分子CHHHH109o28'

正四面體形，對稱分子，C-H鍵的極性互相抵消（F合=0），是非極性分子②化合價(jià)法ABn型分子中中心原子化合價(jià)的絕對值該元素的價(jià)電子數(shù)≠該分子為極性分子分子的空間結(jié)構(gòu)不中心對稱V形三角錐形四面體……②化合價(jià)法ABn型分子中中心原子化合價(jià)的絕對值該元素的價(jià)電子數(shù)=該分子為非極性分子分子的空間結(jié)構(gòu)中心對稱直線形平面正三角形正四面體……分子BF3CO2PCl5SO3H2ONH3SO2化合價(jià)絕對值價(jià)電子數(shù)分子極性33445566263546非極性非極性非極性非極性極性極性極性③根據(jù)所含共價(jià)鍵的類型及分子的空間結(jié)構(gòu)判斷

分子類型鍵的極性分子空間結(jié)構(gòu)分子極性代表物雙原子分子A2非極性鍵直線形(對稱)非極性H2、O2、Cl2、N2等AB極性鍵直線形(不對稱)極性HF、HCl、CO、NO等三原子分子A2B(或AB2)極性鍵直線形(對稱)非極性CO2、CS2等(鍵角180°)極性鍵V形(不對稱)極性H2O(鍵角105°)等分子類型鍵的極性分子空間結(jié)構(gòu)分子極性代表物四原子分子AB3極性鍵平面三角形(對稱)非極性BF3、BCl3等極性鍵三角錐形(不對稱)極性NH3(鍵角107°)等五原子分子AB4極性鍵正四面體形(對稱)非極性CH4、CCl4(鍵角109°28')等ABnC4-n(n<4且為整數(shù))極性鍵四面體形(不對稱)極性CHCl3、CH2Cl2等規(guī)律總結(jié)從以下兩方面判斷分子的極性:三、鍵的極性與分子極性的關(guān)系

①只含非極性鍵的分子一定是非極性分子。②含有極性鍵的分子，如果分子中各個鍵的極性的向量和等于零，則為非極性分子，否則為極性分子。③極性分子中一定有極性鍵，非極性分子中不一定含有非極性鍵。例如CH4是非極性分子，只含有極性鍵。含有非極性鍵的分子不一定為非極性分子，如H2O2是含有非極性鍵的極性分子。小結(jié)以極性鍵結(jié)合的多原子分子，判斷分子的極性，一定要結(jié)合分子的立體構(gòu)型來看。方法：對于ABn型分子，當(dāng)其空間構(gòu)型是高度對稱的結(jié)構(gòu)時，分子的正負(fù)電荷中心能夠重合，故為非極性分子（如CO2、BF3、CH4等等）；當(dāng)分子的空間構(gòu)型不是高度對稱結(jié)構(gòu)，例如只有對稱軸而無對稱中心時，為極性分子（如H2O、SO2、NH3等等）。A、都是由非極性鍵構(gòu)成的分子一般是非極性分子。B、極性鍵形成的雙原子分子一定為極性分子。C、極性鍵形成的多原子分子，可能為非極性分子，也可能為極性分子。D、多原子分子的極性，應(yīng)有鍵的極性和分子的空間構(gòu)型共同來決定。共價(jià)鍵極性鍵非極性鍵空間不對稱極性分子雙原子分子：HCl、NO、COV型分子：H2O、H2S、SO2三角錐形分子：NH3、PH3非正四面體：CHCl3

特別地：H2O2、O3非極性分子單質(zhì)分子：Cl2、N2、P4、O2直線形分子：CO2、CS2、C2H2正三角形：SO3、BF3平面形：苯、乙烯正四面體：CH4、CCl4、SiF4空間對稱1.已知H2O2分子的空間結(jié)構(gòu)可在二面角中表示,如圖所示:(1)分析H2O2分子中共價(jià)鍵的種類有哪些?提示:H2O2分子中H—O鍵為極性共價(jià)鍵,O—O鍵為非極性共價(jià)鍵。(2)H2O2分子中正電中心和負(fù)電中心是否重合?H2O2屬于極性分子還是非極性分子?提示:不重合。H2O2屬于極性分子。思考與討論2.從哪些方面可以判斷鍵的極性?提示:可從組成元素、電子對偏移、成鍵原子電負(fù)性大小等方面進(jìn)行判斷。3.如何根據(jù)多原子分子的組成及空間結(jié)構(gòu)確定分子的極性?提示:多原子分子,如果為單質(zhì),則一般為非極性分子;如果為化合物,則看分子的空間結(jié)構(gòu),若空間結(jié)構(gòu)對稱則為非極性分子,若空間結(jié)構(gòu)不對稱則為極性分子。資料卡片是一種重要物質(zhì)。大氣高空的臭氧層；保護(hù)了地球生物的生存；空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)中臭氧含量是空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)；它還是有機(jī)合成的氧化劑、替代氯氣的凈水劑……臭氧分子的空間結(jié)構(gòu)與水分子的相似，臭氧分子中的共價(jià)鍵是極性鍵，臭氧分子有極性，但很微弱。僅是水分子的極性的28%。其中心氧原子是呈正電性的，而端位的兩個氧原子是呈電負(fù)性的。臭氧是極性分子四、鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響

鍵的極性對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有重要影響。例如，羧酸是一大類含羧基的有機(jī)酸。羧酸的酸性可用pKa的大小來衡量，pKa越小，酸性越強(qiáng)。羧酸pKa丙酸（C2H5COOH）4.88乙酸（CH3COOH）4.76甲酸（HCOOH）3.75氯乙酸（CH2ClCOOH）2.86二氯乙酸（CHCl2COOH）1.29三氯乙酸（CCl3COOH）0.65三氟乙酸（CF3COOH）0.23pKa=-lgKa三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸F的電負(fù)性Cl的電負(fù)性>

F-C的極性Cl-C的極性>

F3-C的極性Cl3-C的極性>

三氟乙酸的羧基中的羥基的極性更大

三氟乙酸更容易電離出氫離子

三氟乙酸的酸性強(qiáng)于三氯乙酸,這是由于氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性,C—F鍵的極性大于C—Cl鍵,導(dǎo)致羧基中的O—H鍵的極性更大,更易電離出氫離子。據(jù)此,酸性關(guān)系:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH。

甲酸的酸性大于乙酸烴基（符號R-）是推電子基團(tuán)

烴基越長推電子效應(yīng)越大

使羧基中的羥基的極性越小

羧酸的酸性越弱隨著烴基加長，酸性的差異越來越小烴基(符號R—)是推電子基團(tuán),烴基越長推電子效應(yīng)越大,使羧基中的羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱。所以酸性:甲酸>乙酸>丙酸(1)根據(jù)元素周期律判斷。①同一主族元素的非金屬氫化物的酸性從上到下逐漸增強(qiáng),如HF<HCl<HBr<HI。②同一周期元素的非金屬氫化物的酸性從左向右逐漸增強(qiáng),如H2S<HCl,H2O<HF。③同一主族元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性從上到下逐漸減弱,如HClO4>HBrO4>HIO4;HNO3>H3PO4;H2CO3>H2SiO3。④同一周期元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性從左向右逐漸增強(qiáng),如H3PO4<H2SO4<HClO4。判斷物質(zhì)酸性強(qiáng)弱的方法1.極性分子中不可能含有非極性鍵。(

)2.離子化合物中不可能含有非極性鍵。(

)3.非極性分子中不可能含有極性鍵。(

)4.極性分子中一定含有極性鍵。(

)5.H2O、CO2、CH4都是非極性分子。(

)1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)√××××2.在下列物質(zhì)中,分子中電荷空間分布對稱的是(

)①CO2

②CCl4

③NH3

④H2O

⑤HBrA.①②④ B.②④⑤

C.③⑤ D.①②解析:在由三個以上原子形成的化合物分子中,空間結(jié)構(gòu)對稱的分子,其電荷的空間分布對稱,如直線形的CO2、正四面體形的CCl4。DA3.下列物質(zhì)中,由極性鍵形成的非極性分子是(

)A.CO2 B.Br2 C.CaCl2 D.SO2解析:不同種元素形成的化合物中才可能含有極性鍵;在由三個以上原子形成的化合物分子中,空間結(jié)構(gòu)對稱的分子,才是非極性分子,如直線形的CO2。4.無機(jī)含氧酸酸性的強(qiáng)弱規(guī)律之一為:成酸元素的化合價(jià)越高,酸性越強(qiáng)。下列說法正確的是(

)A.根據(jù)這一規(guī)律高氯酸是強(qiáng)酸B.H3PO4的酸性比鹽酸的酸性強(qiáng)C.碳酸比亞硫酸的酸性強(qiáng)D.硝酸與磷酸的酸性強(qiáng)度一樣解析:一般認(rèn)為,成酸元素的化合價(jià)越高其酸性越強(qiáng)。鹽酸為非含氧酸,不適用此規(guī)律,B項(xiàng)錯誤;碳酸與亞硫酸、硝酸與磷酸均不是同一元素的含氧酸,不能用題述規(guī)律進(jìn)行比較,C、D兩項(xiàng)錯誤。A5.下列關(guān)于粒子結(jié)構(gòu)的描述不正確的是(

)A.H2S和NH3均是價(jià)電子總數(shù)為8的極性分子B.HS-和HCl均是含1個極性鍵的18電子粒子C.CH2Cl2和CCl4均是空間結(jié)構(gòu)為四面體形的非極性分子D.SO2和SO3中心原子的雜化軌道類型均為sp2,空間構(gòu)型分別為V形、平面三角形C解析:H2S分子中氫、硫原子間形成極性鍵,且空間結(jié)構(gòu)不對稱,屬于極性分子;NH3分子中含有極性鍵,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,正負(fù)電荷中心不重合,屬于極性分子,A項(xiàng)正確。HS-和HCl都只含一個極性鍵,都具有18個電子,B項(xiàng)正確。CH2Cl2正負(fù)電荷的中心不重合,是極性分子,C項(xiàng)錯誤。SO2中硫原子形成兩個σ鍵,孤電子對數(shù)為

×(6-2×2)=1,價(jià)層電子對數(shù)為3,為sp2雜化,分子空間結(jié)構(gòu)為V形;SO3分子中,中心原子硫原子最外層有6個電子,外圍有三個原子,所以不含孤電子對,價(jià)層電子對數(shù)為σ鍵個數(shù)+孤電子對數(shù)=3+×(6-3×2)=3,為sp2雜化,SO3分子為平面三角形結(jié)構(gòu),D項(xiàng)正確。6.下列物質(zhì):①BeCl2

②Ar

③白磷④BF3

⑤NH3

⑥H2O2,其中含極性鍵的非極性分子是(

)A.①④⑥ B.②③⑥C.①④

D.①③④⑤解析:①BeCl2空間結(jié)構(gòu)是直線形,Cl—Be—Cl是含極性鍵的非極性分子;②Ar為稀有氣體,分子中不含化學(xué)鍵;③白磷分子式為P4,不含極性鍵,含有的是非極性鍵;④BF3是平面三角形結(jié)構(gòu),是極性鍵構(gòu)成的非極性分子;⑤過氧化氫是由極性鍵和非極性鍵構(gòu)成的極性分子。故C項(xiàng)符合題目要求。C7.下列各組物質(zhì)的分子中,都屬于含極性鍵的非極性分子的是(

)A.CO2、H2S B.C2H4、CH4C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl解析:兩種不同原子之間的共價(jià)鍵具有極性,C項(xiàng)Cl2分子中無極性鍵。根據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu)可以判斷A項(xiàng)中H2S,D項(xiàng)中NH3、HCl分子中正負(fù)電荷中心不重合,屬于極性分子。故正確答案為B。B8.下列各組酸中,