化学选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质优秀课件ppt

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1.认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。 2.了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。
通过刚才的视频，我们感受到了分子间作用力的强大功能，其实，在我们的生活中，还存在着许多其他作用力，像氢键、化学键都是常见的作用力，今天我们就来研究相关的内容。
任务一：探究范德华力及其对物质性质的影响
学生活动：阅读教材P55-56自然段和P56表2-7，回答下列问题：
3、影响范德华力的因素？
降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。
范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。
范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。
范德华力没有方向性和饱和性。
（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，范德华力越大
（3）分子组成相同，但结构不同的物质(即互为同分异构体),分子的对称性越强，范德华力越小
4、范德华力对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的熔、沸点等物理性质。
一般规律：范德华力越大，物质的熔、沸点越高。
注：化学键影响物质的化学性质。
5、范德华力的存在范围：
范德华力存在于由共价键形成的多数共价化合物、绝大多数非金属单质及没有化学键的稀有气体中
但像二氧化硅晶体、金刚石等由共价键形成的物质中不存在范德华力
【思考与讨论】怎样解释卤素单质从F2到I2的熔点和沸点越来越高？
一般当分子的组成与结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越大。因此，由于F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量逐渐增大，范德华力也逐渐增大，F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点越来越高。
任务二：探究氢键及其对物质性质的影响
学生活动：阅读教材P57自然段和图2-26和2-27及P58资料卡片，小组讨论，回答下列问题：
5、氢键的存在范围及对物质沸点的影响，举例说明？
6、氢键的键长表达式？
7、氢键对物质性质的影响？
氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力
它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力
X—H…Y—。X、Y为N、O、F，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键
在X—H … Y中，X、Y的电负性越大，氢键越强；
Y原子的半径越小，氢键越强
尽管人们把氢键也称作键，但与化学键比较，氢键属于一种较弱的作用力，比化学键的键能小1~2个数量级，不属于化学键
（1）氢键是一种较弱的分子间作用力，与范德华力数量级相同，但比范德华力明显的强
（2）氢键具有方向性（X—H … Y尽可能在同一条直线上）和饱和性（一个X—H只能和一个Y原子结合），但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。
氢键不仅存在于分子间，有时也存在于分子内
邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢健，在分子之间不存在氢键。对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键。因而，前者的沸点低于后者的沸点。
一般定义为A—H … B的长度，而不是H … B的长度
氢键会使物质的熔点和沸点升高
（1）对物质溶沸点的影响：
①存在分子间氢键的物质，具有较高的熔、沸点。
例如：NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键
②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。
如：邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
（2）对物质溶解度的影响：
溶质与溶剂之间若能形成分子间氢键，则溶质的溶解度明显的增大
任务三：探究物质溶解性的规律
学生活动：阅读教材P59自然段和图2-30，小组讨论，回答下列问题：
1、“相似相溶”规律的内容？
2、影响溶解度的因素，从内因和外因两部分进行思考，提示，外因可以从温度压强等因素考虑？
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂
（1）“相似”指的是分子的极性相似
（2）这是一条经验规律，也会有不符合规律的例子，如CO、NO等极性分子均难溶于水，不少盐类(如AgCl、PbSO4、BaCO3等)也难溶于水，H2、N2难溶于水也难溶于苯等
①如果溶剂和溶质之间存在氢键，则溶质在溶剂中的溶解度较大
②物质自身的结构。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性
③溶质与溶剂发生反应可增大其溶解度
一般地，温度升高，固体物质的溶解度增大，气体物质的溶解度减小
一般地，压强越大，气体的溶解度越大
注：I、影响固体溶解度的主要因素是温度。
常见物质中，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小。
受热易分解的物质的溶解情况需考虑温度因素。
II、影响气体溶解度的主要因素是温度和压强。
(1)比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用“相似相溶”规律理解它们的溶解度不同？
(2)为什么在日常生活中用有机溶剂（如乙酸乙酯等）溶解油漆而不用水？
(3)在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约5mL蒸馏水，观察碘在水中的溶解性（若有不溶的碘，可将碘水溶液倾倒在另一个试管里继续下面的实验）。在碘水溶液中加入约1mL四氯化碳(CCl4),振荡试管，观察碘被四氯化碳萃取，形成紫红色的碘的四氯化碳溶液。再向试管里加入1mL浓碘化钾(KI)水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅，这是由于在水溶液里可发生如下反应：I2+I- I3-。实验表明碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好？为什么？
NH3为极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，根据“相似相溶”规律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。且NH3与水分子之间可形成氢键，使得NH3更易溶于水
油漆是非极性分子，有机溶剂（如乙酸乙酯）也是非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶”规律，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆
实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是因为碘和四氯化碳都是非极性分子，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而水是极性分子
2、氢键的概念、形成条件、表达方式、特征、存在范围、对物 质性质的影响
1、范德华力的特征、存在范围、影响因素、对物质性质的影响
3、“相似相溶”原理的内容和影响溶解度的因素
【典例1】下列叙述正确的是（ ）A.F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高，与分子间作用力大小有关B.H2S的相对分子质量比H2O的大，其沸点比水的高C.稀有气体的化学性质比较稳定，是因为其键能很大D.干冰汽化时破坏了共价键
【解析】A项，从F2→I2,相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高；B项，H2O的沸点为100℃,其沸点高于H2S;C项，稀有气体分子为单原子分子，分子内无化学键，其化学性质稳定是因为原子的最外层为8电子稳定结构(He为2个);D项，干冰汽化破坏的是范德华力，并未破坏共价键。答案:A
【典例2】下列有关范德华力的叙述正确的是（ ）A.范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化 学键B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力D.范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量
【解析】范德华力的实质是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是微粒间的强烈的相互作用，范德华力是分子间较弱的作用力，B正确；若分子间的距离足够远，则分子间没有范德华力，C错误；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量，D错误。答案：B。
【典例3】下列说法正确的是（ ）A.正是由于氢键的存在，冰能浮在水面上 B.氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一C.由于氢键的存在，沸点：AsH3>PH3>NH3 D.由于氢键的存在，水分子中氢氧键键角是105°
【解析】氢键不是化学键，B项错误；NH3分子间存在氢键，其沸点比PH3的大，C项错误；由于氧原子中孤电子对的影响，水分子中氢氧键键角为105°,D项错误。答案：A。
【典例4】下列现象中，不能用“相似相溶”规律解释的是（ ）A.乙醇与水以任意比例互溶 B.用纯碱洗涤油脂C.氨气易溶于水 D.用苯将溴水中的溴萃取出来
【解析】乙醇与水分子均为极性分子，且二者还能形成分子间氢键，A项不符合题意；Na2CO3水解使溶液显碱性，油脂在碱性条件下发生水解，与“相似相溶”规律无关，B项符合题意；NH3与H2O均是极性分子，且二者还能形成分子间氢键，增大了NH3的溶解性，C项不符合题意；苯与Br2均为非极性分子，H2O为极性分子，故可用苯将溴水中的溴萃取出来，D项不符合题意。答案：B。
任务三：探究分子的手性对生产生活的影响
学生活动：阅读教材P60至P61自然段和图2-32，2-33，2-34，2-35，回答下列问题：
1、手性异构体的定义？
3、手性催化剂的特点？
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，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体)
有手性异构体的分子叫做手性分子
只催化或主要催化一种手性分子的合成
当4个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子是不对称原子。这种分子和它“在镜中的像”不能重叠，因而表现为“手性”。
手性分子中的不对称碳原子称为手性碳原子。
有机物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1个碳原子所连接的4个原子或基团各不相同，那么该碳原子为手性碳原子，用*C来表示。如 ，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。所以，判断一种有机物是否为手性分子，就看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团。
【典例1】下列分子中，不含手性碳原子的是（ ）
【解析】在有机物分子中，连接着四个不同的原子或基团的碳原子就是手性碳原子。A、C、D中均有碳原子连有四个不同的原子或基团，B中不含有手性碳原子。答案：B。
【典例2】下列有机化合物中含有手性碳原子的是 （ ）A.CH3CH(CH3)2 B. CH3CH2OH C. CH3CH(OH)CH2CH3 D. CH3CHO
【解析】连接4个不同的原子或原子团的饱和碳原子为手性碳原子，CH3CH(CH3)2、CH3CH2OH、CH3CHO中都不含手性碳原子，CH3CH(OH)CH2CH3中含1个手性碳原子 中 碳原子为手性碳原子。答案：C。
【典例3】下列化合物中含3个手性碳原子的是（ ）
【解析】手性碳原子上应连接4个不同的原子或原子团。A项，中间碳原子是手性碳原子；B项，中间碳原子和最右端碳原子是手性碳原子；C项，除左端碳原子之外的碳原子都是手性碳原子；D项，无手性碳原子。答案：C。
氢键的概念、形成条件、表达方式、
范德华力的特征、存在范围、影响因素、对物质性质的影响
手性分子的成因和判断方法
“相似相溶”原理的内容和影响溶解度的因素
氢键的特征、存在范围、对物质性质的影响