高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2微项目 青蒿素分子的结构测定——晶体在分子结构测定中的应用背景图ppt课件

这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2微项目 青蒿素分子的结构测定——晶体在分子结构测定中的应用背景图ppt课件，共40页。PPT课件主要包含了必备知识·素养奠基，对称轴，对称面，旋光性，不相同，分子极性的判断，关键能力·素养形成，常见分子的极性，课堂回眸，课堂检测·素养达标等内容，欢迎下载使用。

一、分子中的原子排布与对称性1.分子的对称性(1)依据_______的旋转或借助_______的反映能够复原的分子。(2)对称性与分子性质:分子的许多性质如_____、_______及_______性质等都与分子的对称性有关。
【巧判断】(1)所有的分子都有一定的对称性。(　　)提示:×。只有依据对称轴的旋转或者借助对称面的反映能够复原的分子才能称之为对称分子。(2)对称分子都具有旋光性。(　　)提示:×。对称分子不一定具有旋光性,只有手性异构体才有旋光性。(3)对称分子与物质化学性质有关。(　　)提示:×。对称分子不一定与物质的化学性质有关。
2.手性分子(1)手性:一种分子和它在镜中的像,就如人的左手和右手,_____而不完全相同,即它们不能重叠。(2)手性分子:具有手性的分子。手性分子和它的镜像分子构成一对对映异构体。(3)不对称碳原子:①定义:仅通过_____连接其他原子,其所连接的四个原子或基团均_______。②应用:常用有无不对称碳原子推测分子是否为手性分子,推测分子有无_______。
二、分子中的电荷分布与极性1.极性分子与非极性分子(1)极性分子:分子内存在正、负两极的分子。(2)非极性分子:分子内不存在正、负两极的分子。
【情境·思考】2020年,新冠病毒引起的肺炎疫情席卷全球,我国积极进行应对。网传瑞德西韦可能是治疗新冠病毒的特效药。已知瑞德西韦的结构简式如图所示。据此回答以下问题:
(1)在瑞德西韦中标“☆”的碳原子是手性碳原子吗?为什么?提示:不是。因为图中标“☆”的碳原子上连接有两个相同的原子团——乙基,所以不是手性碳原子。(2)根据瑞德西韦的结构简式分析,结合你所学过的知识,瑞德西韦是极性分子还是非极性分子?提示:瑞德西韦分子不具有对称性,所以该分子是极性分子。
(3)结合瑞德西韦的极性以及其分子中含有的官能团分析,瑞德西韦的溶解性如何?提示:由于瑞德西韦分子是极性分子,且分子中含有羟基和氨基等,可以与水分子形成氢键,增加其水溶性,所以瑞德西韦应该是可以溶解在水中的。
知识点　分子极性的判断【重点释疑】1.键的极性和分子极性的关系
2.判断分子极性的一般思路
3.判断ABn型分子极性的经验规律(1)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。(2)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为极性分子。
【易错提醒】键的极性对分子的极性的影响根据分子构型可以判断分子的极性,但必须注意键对极性的影响。例如,同是直线形的O C O和H—C≡N,前者为非极性分子,后者为极性分子;同是四面体形的CH4和CH3Cl,前者为非极性分子,后者为极性分子。
【思考·讨论】(1)双原子形成的分子一定是非极性分子吗?提示:不是。两个原子形成的单质一定是非极性分子,但是由两个原子形成的化合物分子一定是极性分子。(2)极性分子的电荷分布不均匀,非极性分子的电荷分布均匀吗?提示:非极性分子的空间结构对称,因此电荷分布均匀,因此不显极性;极性分子的空间结构不对称,因此电荷分布不均匀,显示极性。
【案例示范】【典例】(2020·惠州高二检测)有一种AB2C2型分子,在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的立体构型和极性的说法中,正确的是(　　)A.假设为平面四边形,则该分子一定为非极性分子B.假设为四面体形,则该分子一定为非极性分子C.假设为平面四边形,则该分子可能为非极性分子D.假设为四面体形,则该分子可能为非极性分子
【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)分子的极性与分子的对称性有关;(2)分子的极性与化学键的极性没有必然联系。【解析】选C。
【母题追问】(1)该分子可能为正四面体吗?为什么?提示:该分子不可能为正四面体,主要原因是A与B之间形成的化学键的键长和A与C之间形成的化学键的键长不等长。(2)该分子为平面四边形时是非极性分子的形状是什么?提示:若该分子是平面四边形,是非极性分子应该在分子完全对称的情况下,具体构型是 。
【规律方法】判断ABn型分子是否有极性,关键是看分子的空间构型。只含有非极性键的分子一般是非极性分子,例如P4、C60(O3除外)等。如果含有极性键的分子的空间构型为直线形、正四面体形、三角双锥形、正八面体形等对称结构,则为非极性分子;如果含有极性键的分子的空间构型为角形、三角锥形、四面体(非正四面体)形等非对称结构,则为极性分子。
【迁移·应用】1.(2020·南京高二检测) 下列叙述正确的是(　　)A.NH3是极性分子,分子中N原子处在由3个H原子所组成的三角形的中心B.CCl4是非极性分子,分子中C原子处在由4个Cl原子所组成的正方形的中心C.H2O是极性分子,分子中O原子不处在由2个H原子所连成的线段的中点 D.CO2是非极性分子,分子中C原子不处在2个O原子所连成的线段的中点
【解析】选C。NH3是空间构型为三角锥形的极性分子,A项错误;CCl4是以C原子为中心的正四面体形分子,B项错误;CO2是C原子在2个O原子中点的直线形分子,D项错误;而水分子是O原子在两个H原子中间的“V”形分子,即 ,故C项正确。
2.实验测得BeCl2为共价化合物,两个Be—Cl键间的夹角为180°。由此可见,BeCl2属于(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　A.由极性键构成的极性分子B.由极性键构成的非极性分子C.由非极性键构成的极性分子D.由非极性键构成的非极性分子【解析】选B。Be—Cl键为极性键。键长相等,夹角为180°,分子为直线形,因此分子内正负电荷重心重合,为非极性分子。
3.(2020·济宁高二检测)下列反应中,同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的是(　　)A.NH4Cl NH3↑+HCl↑B.NH3+CO2+H2O====NH4HCO3C.2NaOH+Cl2 ====NaCl+NaClO+H2OD.2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2
【解析】选D。A、B项中无非极性共价键的断裂和形成;C项中无非极性共价键的形成;D项中反应物Na2O2既含有离子键又含有非极性共价键,CO2中含有极性共价键,生成物Na2CO3既含有离子键又含有极性共价键,O2中含有非极性共价键,故选D项。
【补偿训练】1.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的一组是(　　)A.CH4和Br2　　　　　　B.NH3和H2OC.H2S和CCl4D.CO2和HCl【解析】选B。A项中CH4、Br2为非极性分子;C项中CCl4为非极性分子;D项中CO2为非极性分子。
2.(2020·成都高二检测)下列有关分子的叙述中正确的是(　　)A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B.以极性键结合起来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.非极性分子中一定含有非极性键
【解析】选A。对于抽象的选择题可用举反例法以具体的物质判断正误。A项正确,如O2、H2、N2等;B项错误,以极性键结合起来的分子不一定是极性分子,若分子的空间结构对称,正电重心和负电重心重合,就是非极性分子,如CH4、CO2、CCl4、CS2等;C项错误,非极性分子不一定是双原子单质分子,如CH4;D项错误,非极性分子中不一定含有非极性键,如CH4、CO2等。
【素养提升】PH3又称磷化氢,在常温下是一种无色、有大蒜气味的气体,电石气的杂质中常含有它。它的结构与NH3分子结构相似。如果遇到痕量其他磷的氢化物如乙磷化氢,会引起自燃。磷化氢按照高毒性且自燃的气体处理。吸入磷化氢会对心脏、呼吸系统、肾、肠胃、神经系统和肝脏造成影响。
思考:(1)PH3分子的中心磷原子的杂化类型是什么?空间构型是什么?提示:根据杂化轨道的判断方法可知,PH3分子的中心磷原子的杂化类型为sp3杂化;根据价电子对互斥理论,由于磷原子有1对孤电子对,所以其空间构型是三角锥形。(2)PH3分子中的P—H键是何种共价键?该分子是极性分子还是非极性分子?提示:PH3分子中的P—H键是极性键,PH3是极性分子。
1.下列化合物中含有3个“手性碳原子”的是(　　)A. 　　 B. C. D. 【解析】选C。A、B、C三个选项中的有机物中含有的手性碳原子的数目分别为1、2、3,D项中的有机物中不含有手性碳原子。
2.下列物质中既有极性键,又有非极性键的非极性分子是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　A.二氧化硫B.四氯化碳C.双氧水D.乙烯【解析】选D。SO2只含极性键,是极性分子;四氯化碳是只含极性键的非极性分子;H2O2是既含极性键(O—H)又含非极性键(O—O)的极性分子;乙烯是既含极性键(C—H)又含非极性键(C C)的非极性分子。
3.下列有机物分子中属于手性分子的是(　　)① ② ③乙酸A.只有①B.①③C.①②D.①②③【解析】选C。有机物分子中含有手性碳原子的分子是手性分子,手性碳原子连接四个不同的原子或原子团。
4.(双选)(2020·济南高二检测) 下列叙述中正确的是(　　)A.NH3、CO都是极性分子,CO2是非极性分子B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C.HCl、H2S、NH3中的非氢原子的杂化方式分别是sp、sp2、sp3D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
【解析】选A、B。分子的极性一般与分子的空间构型有关,键的极性只与成键原子的电负性有关。杂化轨道类型与中心原子形成σ键数目和容纳未成键的孤电子对数有关。分子空间构型可用价电子对互斥理论预测。A项中NH3、CO为极性分子CO2属于非极性分子;C项中中心原子S、N均采取sp3杂化方式;D项中的H2O分子中的O原子有两对成键电子和两对孤电子对,故分子呈角形结构。
5.NH3、H2S为极性分子,CO2、BF3、CCl4等为非极性分子,据上述事实可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律为(　　)A.分子中不能含有氢原子B.在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键C.在ABn分子中每个共价键相同D.在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的【解析】选B。A项中CH4也为非极性分子;C项中NH3价键相同,仍为极性分子;D项与相对原子质量无关。
6.(2020·三明高二检测) 双氧水(H2O2)是一种医用消毒杀菌剂。H2O2分子不是直线形的,两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上,书面角为93°52′,而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答:(1)H2O2分子的电子式为_____________, 结构式为________________。 (2)H2O2分子中存在________键和________键,为______________(填“极性”或“非极性”)分子。 (3)H2O2难溶于CS2,其原因是_________________________________。 (4)H2O2分子中氧元素的化合价为______________,原因是_______________。