高中人教版 (2019)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1課時教學設計及反思

這是一份高中人教版 (2019)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1課時教學設計及反思，共8頁。教案主要包含了共價鍵的極性，范德華力等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第1課時 共價鍵的極性 范德華力








一、共價鍵的極性


1．鍵的極性和分子的極性


(1)鍵的極性


(2)極性分子和非極性分子





(3)鍵的極性與分子極性之間的關(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。


微點撥：鍵的極性只取決于成鍵原子的元素種類或電負性的差異，與其他因素無關(guān)。


2．鍵的極性對化學性質(zhì)的影響


鍵的極性對物質(zhì)的化學性質(zhì)有重要的影響。例如，羧酸是一大類含羧基(—COOH)的有機酸，羧基可電離出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小來衡量，pKa越小，酸性越強。羧酸的酸性大小與其分子的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)，如下表所示。


不同羧酸的pKa


為什么甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐漸減弱？


[提示] 烴基是推電子基團，烴基越長推電子效應越大，使羧基中的烴基的極性越小，羧酸的酸性越弱。所以，甲酸的酸性大于乙酸的，乙酸的酸性大于丙酸的……隨著烴基加長，酸性的差異越來越小。


二、范德華力


1．分子間的作用力——范德華力


(1)概念：物質(zhì)的分子之間存在著相互作用力，把這類分子間作用力稱為范德華力。


(2)影響因素：一般來說，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大；分子的極性越大，范德華力也越大。


2．范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響


(1)范德華力廣泛存在于分子之間，只有分子間充分接近時才有分子間的相互作用力，如固體和液體物質(zhì)中。


(2)范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、溶解度等物理性質(zhì)。


(3)范德華力無方向性和飽和性。只要分子周圍空間允許，分子總是盡可能多地吸引其他分子。


液態(tài)苯、汽油等發(fā)生汽化時，為何需要加熱？降低氯氣的溫度，為什么能使氯氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)或固態(tài)？


[提示] 液態(tài)苯、汽油等發(fā)生汽化是物理變化，需要吸收能量克服其分子間的相互作用力。降低氯氣的溫度時，氯氣分子的平均動能逐漸減小。隨著溫度降低，當分子靠自身的動能不足以克服分子間相互作用力時，分子就會凝聚在一起，形成液體或固體。





1．判斷正誤(對的在括號內(nèi)打“√”，錯的在括號內(nèi)打“×”。)


(1)極性分子中不可能含有非極性鍵(×)


(2)一般極性分子中含有極性鍵(√)


(3)H2O、CO2、CH4都是非極性分子(×)


(4)HF的沸點較高，是因為H—F的鍵能很大 (×)


2．下列各組物質(zhì)中，都是由極性鍵形成的極性分子的一組是( )


A．CH4和Br2 B．NH3和H2O


C．H2S和CCl4D．CO2和HCl


B [CH4、CCl4、CO2都是由極性鍵形成的非極性分子，NH3、H2O、H2S都是由極性鍵形成的極性分子，Br2是由非極性鍵形成的非極性分子。]


3．(1)BCl3分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，則BCl3分子為________(填“極性”或“非極性”，下同)分子，其分子中的共價鍵類型為________鍵。


(2)BF3的熔點比BCl3________(填“高”“低”或“無法確定”)。


[解析] (1)BCl3分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，故BCl3為含有極性鍵的非極性分子。(2)BF3與BCl3的組成和結(jié)構(gòu)相似，但BF3的相對分子質(zhì)量較小，范德華力較弱，熔點較低。


[答案] (1)非極性 極性 (2)低








已知H2O2的分子空間結(jié)構(gòu)可在二面角中表示，如圖所示：





(1)分析H2O2分子中共價鍵的種類有哪些？


提示：H2O2分子中H—O為極性共價鍵，O—O為非極性共價鍵。


(2)H2O2分子中正電、負電中心是否重合？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。





1．分子的極性與鍵的極性和分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系





2.分子極性的判斷方法


(1)只含有非極性鍵的雙原子分子或多原子分子大多是非極性分子。如O2、H2、P4、C60。


(2)含有極性鍵的雙原子分子都是極性分子。如HCl、HF、HBr。


(3)含有極性鍵的多原子分子，空間結(jié)構(gòu)對稱的是非極性分子；空間結(jié)構(gòu)不對稱的是極性分子。


(4)判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律：


①若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子；若不等，則為極性分子。


②若中心原子有孤電子對，則為極性分子；若無孤電子對，則為非極性分子。


如CS2、BF3、SO3、CH4為非極性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3為極性分子。





1．下列有關(guān)分子的敘述中正確的是( )


A．以非極性鍵結(jié)合起來的雙原子分子一定是非極性分子


B．以極性鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子


C．非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子


D．非極性分子中一定含有非極性共價鍵


A [對于抽象的選擇題可用舉反例法以具體的物質(zhì)判斷正誤。A項正確，如O2、H2、N2等；B項錯誤，以極性鍵結(jié)合起來的分子不一定是極性分子，若分子的空間結(jié)構(gòu)對稱，正電中心和負電中心重合，就是非極性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C項錯誤，非極性分子不一定是雙原子單質(zhì)分子，如CH4等；D項錯誤，非極性分子中不一定含有非極性鍵，如CH4、CO2等。]


2．PH3又稱磷化氫，在常溫下是一種無色、有大蒜氣味的氣體，電石氣的雜質(zhì)中常含有它。它的結(jié)構(gòu)與NH3分子結(jié)構(gòu)相似。以下關(guān)于PH3的敘述中正確的是( )


A．PH3是非極性分子


B．PH3分子中有未成鍵的電子對


C．PH3是一種強氧化劑


D．PH3分子中的P—H是非極性鍵


B [PH3與NH3分子的結(jié)構(gòu)相似，因此在P原子的最外層有一對孤電子對未成鍵。P—H是由不同種原子形成的共價鍵，屬于極性鍵。根據(jù)PH3的分子結(jié)構(gòu)可知該分子的正電中心和負電中心不重合，故分子有極性。PH3中P呈－3價，具有很強的還原性。]


[規(guī)律方法]


分子的極性判斷的方法











已知鹵素單質(zhì)的熔點、沸點數(shù)據(jù)如下表所示


(1)分析上表，總結(jié)鹵素單質(zhì)熔點、沸點有什么變化規(guī)律？


提示：鹵素單質(zhì)的熔點、沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高。


(2)怎樣解釋鹵素單質(zhì)熔點、沸點的變化規(guī)律？


提示：由分子構(gòu)成的物質(zhì)的沸點取決于分子間作用力的大小，隨著相對分子質(zhì)量的增大，它們分子間的作用力逐漸增大，沸點逐漸升高。





1．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點就越高，如熔、沸點：CF4新戊烷。





3．下列關(guān)于范德華力的敘述中，正確的是( )


A．范德華力的實質(zhì)也是一種電性作用，所以范德華力是一種特殊的化學鍵


B．范德華力與化學鍵的區(qū)別是作用力的強弱問題


C．任何分子間在任意情況下都會產(chǎn)生范德華力


D．范德華力非常微弱，故破壞分子間的范德華力不需要消耗能量


B [范德華力的實質(zhì)也是一種電性作用，但范德華力是分子間較弱的作用力，不是化學鍵，A錯誤；化學鍵是粒子間的強烈的相互作用，范德華力是分子間較弱的作用力，B正確；若分子間的距離足夠遠，則分子間沒有范德華力，C錯誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時也要消耗能量，D錯誤。]


4．下列關(guān)于范德華力影響物質(zhì)性質(zhì)的敘述中，正確的是( )


A．范德華力是決定由分子構(gòu)成的物質(zhì)的熔、沸點高低的唯一因素


B．范德華力與物質(zhì)的性質(zhì)沒有必然的聯(lián)系


C．范德華力能夠影響物質(zhì)的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)


D．范德華力僅影響物質(zhì)的部分物理性質(zhì)


D [范德華力是一種分子間作用力，因此范德華力不會影響物質(zhì)的化學性質(zhì)，只影響物質(zhì)的部分物理性質(zhì)。]





1．人們熟悉的影片《蜘蛛俠》為我們塑造了一個能飛檐走壁、過高樓如履平地的蜘蛛俠，現(xiàn)實中的蜘蛛能在天花板等比較滑的板面上爬行，蜘蛛之所以不能從天花板上掉下的主要原因是( )





A．蜘蛛腳的尖端鋒利，能抓住天花板


B．蜘蛛的腳上有“膠水”，從而能使蜘蛛粘在天花板上


C．蜘蛛腳上的大量細毛與天花板之間的范德華力這一“黏力”使蜘蛛不致墜落


D．蜘蛛有特異功能，能抓住任何物體


C [蜘蛛不能掉下的根本原因是蜘蛛腳上的大量細毛與天花板之間存在范德華力。]


2．實驗測得BeCl2為共價化合物，兩個Be—Cl的夾角為180°，由此可判斷BeCl2屬于( )


A．由極性鍵形成的極性分子


B．由極性鍵形成的非極性分子


C．由非極性鍵形成的極性分子


D．由非極性鍵形成的非極性分子


B [BeCl2中Be—Cl是不同元素形成的共價鍵，為極性鍵，兩個Be—Cl的夾角為180°，說明分子是對稱的，正電中心與負電中心重合，BeCl2屬于非極性分子，故BeCl2是由極性鍵形成的非極性分子。]


3．下列敘述正確的是( )


A．F2、Cl2、Br2、I2單質(zhì)的熔點依次升高，與分子間的作用力大小有關(guān)


B．NH3是非極性分子


C．稀有氣體的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，是因為其鍵能很大


D．干冰汽化時破壞了共價鍵


A [A項，從F2→I2，相對分子質(zhì)量增大，分子間的作用力增大，熔、沸點升高；B項，NH3是極性分子；C項，稀有氣體分子為單原子分子，分子內(nèi)無化學鍵，其化學性質(zhì)穩(wěn)定是因為原子的最外層為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(He為2個)；D項，干冰汽化破壞的是范德華力，并未破壞共價鍵。]


4．下列關(guān)于范德華力的敘述中，正確的是( )


A．范德華力是化學鍵


B．范德華力與化學鍵的強弱相同


C．范德華力實質(zhì)是一種靜電引力


D．范德華力非常微弱，故破壞范德華力不需要消耗能量


B [范德華力是分子之間的一種相互作用，其實質(zhì)也是一種電性作用，既包括靜電引力，也包括靜電斥力，但比較微弱，化學鍵是強烈的相互作用，故范德華力不是化學鍵，A、B、C錯誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時也要消耗能量，D錯誤。]


5．在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中：


(1)以非極性鍵結(jié)合的非極性分子是________；


(2)以極性鍵結(jié)合的具有直線形結(jié)構(gòu)的非極性分子是________；


(3)以極性鍵結(jié)合的具有正四面體形結(jié)構(gòu)的非極性分子是____；


(4)以極性鍵結(jié)合的具有三角錐形結(jié)構(gòu)的極性分子是________；


(5)以極性鍵結(jié)合的具有sp3雜化軌道結(jié)構(gòu)的分子是________；


(6)以極性鍵結(jié)合的具有sp2雜化軌道結(jié)構(gòu)的分子是________。


[解析] HF是含有極性鍵的雙原子分子，為極性分子；H2O中氧原子采取sp3雜化，與H原子形成極性鍵，為極性分子；NH3中有極性鍵，N原子采取sp3雜化，為三角錐形結(jié)構(gòu)；CS2與CO2相似，為由極性鍵形成的直線形非極性分子；CH4中C原子采取sp3雜化與H原子形成極性鍵，為正四面體構(gòu)型的非極性分子；N2是由非極性鍵結(jié)合的非極性分子；BF3中B原子采取sp2雜化，與F形成極性鍵，為非極性分子。


[答案] (1)N2 (2)CS2 (3)CH4 (4)NH3 (5)H2O、NH3、CH4 (6)BF3發(fā) 展 目 標
體 系 構(gòu) 建
1.能從微觀角度理解共價鍵的極性對分子極性的影響，能說出范德華力對分子某些性質(zhì)的影響。


2.通過鍵的極性及范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響的探析，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認知模型。
分類
極性共價鍵
非極性共價鍵
成鍵原子
不同元素的原子
同種元素的原子
電子對
發(fā)生偏移
不發(fā)生偏移
成鍵原子


的電性
一個原子呈正電性(δ＋)


一個原子呈負電性(δ－)
呈電中性
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)
0.23
分子的極性與鍵的極性和分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系
范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響
單質(zhì)
熔點/℃
沸點/℃
F2
－219.6
－188.1
Cl2
－101.0
－34.6
Br2
－7.2
58.78
I2
113.5
184.4