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1、第三节 分子的性质 第1课时 键的极性和分子的极性 范德华力和氢键,知 识 梳 理,一、键的极性和分子的极性 1.键的极性,2.分子的极性,发生偏移,不偏移,不重合,重合,3.键的极性和分子极性的关系,(1)只含非极性键的分子一般是_分子。 (2)含有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_是否等于零而定，等于零时是_分子。,非极性,向量和,非极性,【自主思考】 1.乙烯分子中共价键极性如何？乙烯是极性分子还是非极性分子？ 提示 乙烯分子中CH是极性共价键，C=C是非极性共价键，乙烯分子空间对称，是非极性分子。,二、范德华力及其对物质性质的影响 1.概念 分子之间普遍存在的相互作
2、用力。 2.特征 范德华力很弱，约比化学键的键能_12数量级。 3.影响因素 (1)组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。 (2)分子的极性越大，范德华力越_。 4.对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的物理性质，如熔、沸点。范德华力越大，物质的熔、沸点越_。,小,大,高,【自主思考】 2.Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似，但状态却为气、液、固的原因是什么？ 提示 Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，由于相对分子质量逐渐增大，所以范德华力逐渐增大，故熔、沸点升高，状态由气体变为液体、固体。,三、氢键及其对物质性质的影响 1.概念 已经与_很大的原子(如N、F、
3、O)形成共价键的_与另一个分子_很大的原子之间的作用力。 2.表示方法 氢键通常用_表示，其中A、B为_、_、_，“”表示_，“”表示形成的_。,电负性,氢原子,电负性,AHB,N,O,F,共价键,氢键,3.分类 氢键可分为_氢键和_氢键两类。,存在_氢键， 存在_氢键。前者的沸点_后者。,4.特征 氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，比化学键弱，但比范德华力_。 5.氢键对物质性质的影响 氢键主要影响物质的熔、沸点，分子间氢键使物质熔、沸点_。,分子内,分子间,分子内,分子间,低于,强,升高,【自主思考】 3.卤族元素的氢化物的熔、沸点大小顺序是HFHIHBrHCl，试分析其原因。 提示
4、 对于组成和结构相似的分子来说，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高，故HIHBrHCl，但由于HF分子间形成氢键增大了分子之间的作用力，虽然相对分子质量小，但熔、沸点最高。,1.判断正误，正确的打“”；错误的打“”。,(1)以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子。( ) (2)以极性键结合的分子一定是极性分子。( ) (3)非极性分子只能是双原子单质分子。( ) (4)非极性分子中，一定含有非极性共价键。( ) (5)氢键一种特殊的化学键，只是键能小一些。( ) (6)范德华力与氢键可同时存在于分子之间。( ) (7)由于非金属性FClBr，所以熔、沸点HFHClHBr。( ),
5、自 我 检 测,(8)乙醇比乙醛的沸点高的原因是乙醇的相对分子质量较大。( ) (9)同主族从上到下，气态氢化物的沸点依次升高。( ) (10)BCl3与NCl3均为三角锥形，为极性分子。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10),2.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：,(1)以非极性键结合的非极性分子是_。 (2)以极性键相结合，具有直线形构型的非极性分子是_。 (3)以极性键相结合，具有三角锥形构型的极性分子是_。 (4)以极性键相结合，具有正四面体构型的非极性分子是_。 (5)以极性键相结合，具有V形构型的极性分子是_
6、。 (6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是_。 答案 (1)N2 (2)CS2 (3)NH3 (4)CH4 (5)H2O (6)HF,3.下列关于范德华力的叙述正确的是( ),A.其是一种较弱的化学键 B.其是分子间存在的较强的电性作用 C.直接影响所有物质的溶、沸点 D.稀有气体的分子间存在范德华力 解析 范德华力是分子间存在的较弱的电性作用，它不是化学键且比化学键弱得多，只能影响由分子构成的物质的溶、沸点；稀有气体的分子间存在范德华力。 答案 D,4.下列物质分子间不能形成氢键的是( ),A.H2O B.HF C.CH3CH2OH D.CH4 解析 氢键形成的条件是氢原子两边的原子所属
7、元素的电负性很强，原子半径很小，如O、F、N等。 答案 D,学习任务一 键的极性和分子的极性,【合作交流】 已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示：,1.分析H2O2分子中共价键的种类有哪些？ 提示 H2O2分子中HO键为极性共价键，OO键为非极性共价键。 2.H2O2分子中正电、负电中心是否重合？H2O2属于极性分子还是非极性分子？ 提示 不重合。H2O2属于极性分子。 3.极性键和非极性键有何区别？ 提示 看成键原子是否相同，若相同则为非极性键，若不同则为极性键。 4.极性分子和非极性分子有何区别？ 提示 看分子的空间构型是否对称，若对称则为非极性分子，反之则为极性分子。,【
8、点拨提升】 1.键的极性,(1)键的极性具有方向性，由正电荷的中心指向负电荷的中心。 (2)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。如键的极性由强到弱顺序为HFHONHCH，HFHClHBrHI,2.分子的极性与键的极性和分子立体构型的关系,3.分子极性的判断方法,分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时，可根据以下原则进行： (1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子，如O2、H2、P4、C60。 (2)含有极性键的双原子分子都是极性分子，如HCl、HF、HBr。 (3)含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非
9、极性分子；立体构型不对称的是极性分子。,(4)判断ABn型分子极性的经验规律： 若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。 若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。 如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。,【例1】 下列物质的分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( ),A.CO2、H2S B.C2H4、CH4 C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl 解析 由两种不同元素形成的共价键才会有极性，因此C项中Cl2中无极性键。之后根据结构可以判断A项中H2S，D项中NH3
10、、HCl分子中正、负电荷中心不重合，属于极性分子。 答案 B,从以下两方面判断分子的极性：,【变式训练】 1.下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是( ),A.CO2和SO2 B.CH4和PH3 C.BF3和NH3 D.HCl和HI 解析 题目所给各物质分子中均为极性键。CO2、CH4、BF3为非极性分子，SO2、PH3、NH3、HCl、HI为极性分子。 答案 D,2.将下列粒子的符号填入相应的空格内：O2、CO2、H2O、N2、(NH4)2SO4、SiCl4、H2S、C2H4、CH4、Cl2、C2H2、NH3、HCl、H2O2、CH3CH2OH、NaOH、SiO2、
11、CH3Cl。,(1)只含非极性键的非极性分子：_； (2)含极性键的非极性分子：_； (3)既含极性键，又含非极性键的非极性分子：_； (4)含非极性键的极性分子：_； (5)含极性键的极性分子：_ _；,(6)既含极性键，又含非极性键的极性分子：_； (7)全部由非金属元素组成的离子化合物：_。 答案 (1)O2、N2、Cl2 (2)CO2、SiCl4、C2H4、CH4、C2H2 (3)C2H4、C2H2 (4)H2O2、CH3CH2OH (5)H2O、H2S、NH3、HCl、H2O2、CH3CH2OH、CH3Cl (6)H2O2、CH3CH2OH (7)(NH4)2SO4,学习任务二 范德
12、华力和氢键对物质性质的影响 【合作交流】,人们熟悉的影片蜘蛛侠为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠，现实中的蜘蛛能在天花板等比较滑的板面上爬行，蜘蛛之所以不能从天花板上掉下的主要原因是蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范德华力这一“黏力”使蜘蛛不致坠落。,1.范德华力、氢键、共价键都有方向性吗？ 提示 范德华力无方向性，氢键和共价键有方向性。 2.范德华力、氢键、共价键的大小都能影响分子的稳定性吗？ 提示 范德华力、氢键不影响分子的稳定性。共价键的大小影响分子的稳定性。 3.在第A、A、A族元素的氢化物中，为什么NH3、H2O、HF三者的相对分子质量分别小于同主族其他元素的氢化物，
13、但熔、沸点却比其他元素的氢化物高？ 提示 因为NH3、H2O、HF三者的分子间能形成氢键，同主族其他元素的氢化物不能形成氢键，所以它们的熔点和沸点高于同主族其他元素的氢化物。,【点拨提升】 范德华力、氢键、化学键的比较,【例2】 PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但PH键键能比NH键键能低。下列判断错误的是( ),A.PH3分子呈三角锥形 B.PH3分子是极性分子 C.PH3沸点低于NH3沸点，因为PH键键能低 D.PH3分子稳定性低于NH3分子，因为NH键键能高 解析 PH3同NH3构型相同，因中心原子上有一对孤电子对，均为三角锥形，属于极性分子，故A、B项正确；PH3的沸点
14、低于NH3，是因为NH3分子间存在氢键，C项错误；PH3的稳定性低于NH3，是因为NH键键能高，D项正确。 答案 C,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。结构相似的判断方法有二：一是同一主族同一类别的物质的结构相似，如H2S和H2Te；二是运用价层电子对互斥模型判断其分子的立体构型。,【变式训练】 3.下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是( ),A.在相同条件下，N2在水中的溶解度小于O2 B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C.F2、Cl2、Br2、I的熔、沸点逐渐升高 D.CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、 CH3C
15、H2CH2CH3的沸点逐渐升高,解析 A项，N2和O2都是非极性分子，在水中的溶解度都不大，但在相同条件下，O2分子与水分子之间的作用力比N2分子与水分子之间的作用力大，故O2在水中的溶解度大于N2，B项，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关。C项，F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高。D项，烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷。 答案 B,4.下
16、列物质的性质或数据与氢键无关的是( ),解析 NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键，增大了NH3在水中的溶解度；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高；乙醇分子结构中含有羟基，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大了乙醇在水中的溶解度，使其能与水以任意比混溶，而乙醚分子结构中无羟基，不能与水分子形成氢键，在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是HF键的键能比HCl键的大，与氢键无关。 答案 D,5.关于氢键及范德华力，下列说法正确的是( ),A.氢键比范德华力强
17、，所以它属于化学键 B.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高 C.沸点：HIHBrHClHF D.H2O是一种稳定的化合物，这是由于H2O分子之间形成氢键所致,解析 氢键比范德华力强，但它不属于化学键，化学键是原子间的作用力，氢键是分子间作用力，故A项错误；分子间氢键的存在，大大加强了分子间的作用力，使物质的熔、沸点升高，故B项正确；结构和组成相似的共价化合物，相对分子质量越大，物质的沸点越高，但HF中存在氢键，导致HF的沸点比卤族其他元素的氢化物的沸点高，沸点大小为HFHIHBrHCl，故C项错误；氢键只影响物质的物理性质，不影响化学性质，故D项错误。 答案 B,6.下列各对分子：H2H2、H2OH2O、CH3OHH2O、CCl4H2O，分子之间只存在范德华力的有_，存在氢键的有_。(填序号),解析 H2O分子间、CH3OH分子与H2O分子间存在氢键。 答案 ,7.(1)氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“”表示)结合形成NH3H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3H2O的结构式为_。,(2)在元素周期表中氟的电负性最大，用氢键表示式写出氟的氢化物溶液中存在的所有氢键：_。,答案 (1)B (2)FHF、OHO、FHO、OHF,