化學(xué)選擇性必修2第三節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)優(yōu)秀課件ppt

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1.認識分子間存在相互作用，知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力。 2.了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。
通過剛才的視頻，我們感受到了分子間作用力的強大功能，其實，在我們的生活中，還存在著許多其他作用力，像氫鍵、化學(xué)鍵都是常見的作用力，今天我們就來研究相關(guān)的內(nèi)容。
任務(wù)一：探究范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
學(xué)生活動：閱讀教材P55-56自然段和P56表2-7，回答下列問題：
3、影響范德華力的因素？
降溫加壓時氣體會液化，降溫時液體會凝固，這些事實表明分子之間存在著相互作用力。范德華是最早研究分子間普遍存在作用力的科學(xué)家，因而把這類分子間作用力稱為范德華力。
范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級。
范德華力廣泛存在于分子之間，但只有分子間充分接近時才有分子間的相互作用力。
范德華力沒有方向性和飽和性。
（1）組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大
（2）分子的極性越大，范德華力越大
（3）分子組成相同，但結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)(即互為同分異構(gòu)體),分子的對稱性越強，范德華力越小
4、范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響
范德華力主要影響物質(zhì)的熔、沸點等物理性質(zhì)。
一般規(guī)律：范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高。
注：化學(xué)鍵影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。
5、范德華力的存在范圍：
范德華力存在于由共價鍵形成的多數(shù)共價化合物、絕大多數(shù)非金屬單質(zhì)及沒有化學(xué)鍵的稀有氣體中
但像二氧化硅晶體、金剛石等由共價鍵形成的物質(zhì)中不存在范德華力
【思考與討論】怎樣解釋鹵素單質(zhì)從F2到I2的熔點和沸點越來越高？
一般當分子的組成與結(jié)構(gòu)相似時，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。因此，由于F2、Cl2、Br2、I2的相對分子質(zhì)量逐漸增大，范德華力也逐漸增大，F(xiàn)2、Cl2、Br2、I2的熔點和沸點越來越高。
任務(wù)二：探究氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
學(xué)生活動：閱讀教材P57自然段和圖2-26和2-27及P58資料卡片，小組討論，回答下列問題：
5、氫鍵的存在范圍及對物質(zhì)沸點的影響，舉例說明？
6、氫鍵的鍵長表達式？
7、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響？
氫鍵是除范德華力之外的另一種分子間作用力
它是由已經(jīng)與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另一個電負性很大的原子之間的作用力
X—H…Y—。X、Y為N、O、F，“—”表示共價鍵，“…”表示形成的氫鍵
在X—H … Y中，X、Y的電負性越大，氫鍵越強；
Y原子的半徑越小，氫鍵越強
盡管人們把氫鍵也稱作鍵，但與化學(xué)鍵比較，氫鍵屬于一種較弱的作用力，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級，不屬于化學(xué)鍵
（1）氫鍵是一種較弱的分子間作用力，與范德華力數(shù)量級相同，但比范德華力明顯的強
（2）氫鍵具有方向性（X—H … Y盡可能在同一條直線上）和飽和性（一個X—H只能和一個Y原子結(jié)合），但本質(zhì)上與共價鍵的方向性和飽和性不同。
氫鍵不僅存在于分子間，有時也存在于分子內(nèi)
鄰羥基苯甲醛在分子內(nèi)形成了氫健，在分子之間不存在氫鍵。對羥基苯甲醛不可能形成分子內(nèi)氫鍵，只能在分子間形成氫鍵。因而，前者的沸點低于后者的沸點。
一般定義為A—H … B的長度，而不是H … B的長度
氫鍵會使物質(zhì)的熔點和沸點升高
（1）對物質(zhì)溶沸點的影響：
①存在分子間氫鍵的物質(zhì)，具有較高的熔、沸點。
例如：NH3、H2O和HF的熔、沸點比同主族相鄰元素氫化物的熔、沸點高，這種反常現(xiàn)象是由于它們各自的分子間形成了氫鍵
②互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)，能形成分子內(nèi)氫鍵的，其熔、沸點比能形成分子間氫鍵的物質(zhì)的低。
如：鄰羥基苯甲醛能形成分子內(nèi)氫鍵，而對羥基苯甲醛能形成分子間氫鍵，當對羥基苯甲醛熔化時，需要較多的能量克服分子間氫鍵，所以對羥基苯甲醛的熔、沸點高于鄰羥基苯甲醛的熔、沸點。
（2）對物質(zhì)溶解度的影響：
溶質(zhì)與溶劑之間若能形成分子間氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度明顯的增大
任務(wù)三：探究物質(zhì)溶解性的規(guī)律
學(xué)生活動：閱讀教材P59自然段和圖2-30，小組討論，回答下列問題：
1、“相似相溶”規(guī)律的內(nèi)容？
2、影響溶解度的因素，從內(nèi)因和外因兩部分進行思考，提示，外因可以從溫度壓強等因素考慮？
非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑
（1）“相似”指的是分子的極性相似
（2）這是一條經(jīng)驗規(guī)律，也會有不符合規(guī)律的例子，如CO、NO等極性分子均難溶于水，不少鹽類(如AgCl、PbSO4、BaCO3等)也難溶于水，H2、N2難溶于水也難溶于苯等
①如果溶劑和溶質(zhì)之間存在氫鍵，則溶質(zhì)在溶劑中的溶解度較大
②物質(zhì)自身的結(jié)構(gòu)?！跋嗨葡嗳堋边€適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性
③溶質(zhì)與溶劑發(fā)生反應(yīng)可增大其溶解度
一般地，溫度升高，固體物質(zhì)的溶解度增大，氣體物質(zhì)的溶解度減小
一般地，壓強越大，氣體的溶解度越大
注：I、影響固體溶解度的主要因素是溫度。
常見物質(zhì)中，Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而減小。
受熱易分解的物質(zhì)的溶解情況需考慮溫度因素。
II、影響氣體溶解度的主要因素是溫度和壓強。
(1)比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用“相似相溶”規(guī)律理解它們的溶解度不同？
(2)為什么在日常生活中用有機溶劑（如乙酸乙酯等）溶解油漆而不用水？
(3)在一個小試管里放入一小粒碘晶體，加入約5mL蒸餾水，觀察碘在水中的溶解性（若有不溶的碘，可將碘水溶液傾倒在另一個試管里繼續(xù)下面的實驗）。在碘水溶液中加入約1mL四氯化碳(CCl4),振蕩試管，觀察碘被四氯化碳萃取，形成紫紅色的碘的四氯化碳溶液。再向試管里加入1mL濃碘化鉀(KI)水溶液，振蕩試管，溶液紫色變淺，這是由于在水溶液里可發(fā)生如下反應(yīng)：I2+I- I3-。實驗表明碘在純水還是在四氯化碳中溶解性較好？為什么？
NH3為極性分子，CH4為非極性分子，而水是極性分子，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。且NH3與水分子之間可形成氫鍵，使得NH3更易溶于水
油漆是非極性分子，有機溶劑（如乙酸乙酯）也是非極性溶劑，而水為極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，應(yīng)當用有機溶劑溶解油漆而不能用水溶解油漆
實驗表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性較好。這是因為碘和四氯化碳都是非極性分子，非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，而水是極性分子
2、氫鍵的概念、形成條件、表達方式、特征、存在范圍、對物 質(zhì)性質(zhì)的影響
1、范德華力的特征、存在范圍、影響因素、對物質(zhì)性質(zhì)的影響
3、“相似相溶”原理的內(nèi)容和影響溶解度的因素
【典例1】下列敘述正確的是（ ）A.F2、Cl2、Br2、I2單質(zhì)的熔點依次升高，與分子間作用力大小有關(guān)B.H2S的相對分子質(zhì)量比H2O的大，其沸點比水的高C.稀有氣體的化學(xué)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
【解析】A項，從F2→I2,相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力增大，熔、沸點升高；B項，H2O的沸點為100℃,其沸點高于H2S;C項，稀有氣體分子為單原子分子，分子內(nèi)無化學(xué)鍵，其化學(xué)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。答案:A
【典例2】下列有關(guān)范德華力的敘述正確的是（ ）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(xué)鍵B.范德華力與化學(xué)鍵的區(qū)別是作用力的強弱不同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，故破壞范德華力不需要消耗能量
【解析】范德華力的實質(zhì)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(xué)鍵，A錯誤；化學(xué)鍵是微粒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。答案：B。
【典例3】下列說法正確的是（ ）A.正是由于氫鍵的存在，冰能浮在水面上 B.氫鍵是自然界中最重要、存在最廣泛的化學(xué)鍵之一C.由于氫鍵的存在，沸點：AsH3>PH3>NH3 D.由于氫鍵的存在，水分子中氫氧鍵鍵角是105°
【解析】氫鍵不是化學(xué)鍵，B項錯誤；NH3分子間存在氫鍵，其沸點比PH3的大，C項錯誤；由于氧原子中孤電子對的影響，水分子中氫氧鍵鍵角為105°,D項錯誤。答案：A。
【典例4】下列現(xiàn)象中，不能用“相似相溶”規(guī)律解釋的是（ ）A.乙醇與水以任意比例互溶 B.用純堿洗滌油脂C.氨氣易溶于水 D.用苯將溴水中的溴萃取出來
【解析】乙醇與水分子均為極性分子，且二者還能形成分子間氫鍵，A項不符合題意；Na2CO3水解使溶液顯堿性，油脂在堿性條件下發(fā)生水解，與“相似相溶”規(guī)律無關(guān)，B項符合題意；NH3與H2O均是極性分子，且二者還能形成分子間氫鍵，增大了NH3的溶解性，C項不符合題意；苯與Br2均為非極性分子，H2O為極性分子，故可用苯將溴水中的溴萃取出來，D項不符合題意。答案：B。
任務(wù)三：探究分子的手性對生產(chǎn)生活的影響
學(xué)生活動：閱讀教材P60至P61自然段和圖2-32，2-33，2-34，2-35，回答下列問題：
1、手性異構(gòu)體的定義？
3、手性催化劑的特點？
具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能疊合，互稱手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體)
有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子
只催化或主要催化一種手性分子的合成
當4個不同的原子或基團連接在同一個碳原子上時，這個碳原子是不對稱原子。這種分子和它“在鏡中的像”不能重疊，因而表現(xiàn)為“手性”。
手性分子中的不對稱碳原子稱為手性碳原子。
有機物分子具有手性是由于其分子中含有手性碳原子。如果1個碳原子所連接的4個原子或基團各不相同，那么該碳原子為手性碳原子，用*C來表示。如 ，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團。所以，判斷一種有機物是否為手性分子，就看其含有的碳原子是否連有4個不同的原子或基團。
【典例1】下列分子中，不含手性碳原子的是（ ）
【解析】在有機物分子中，連接著四個不同的原子或基團的碳原子就是手性碳原子。A、C、D中均有碳原子連有四個不同的原子或基團，B中不含有手性碳原子。答案：B。
【典例2】下列有機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】連接4個不同的原子或原子團的飽和碳原子為手性碳原子，CH3CH(CH3)2、CH3CH2OH、CH3CHO中都不含手性碳原子，CH3CH(OH)CH2CH3中含1個手性碳原子 中 碳原子為手性碳原子。答案：C。
【典例3】下列化合物中含3個手性碳原子的是（ ）
【解析】手性碳原子上應(yīng)連接4個不同的原子或原子團。A項，中間碳原子是手性碳原子；B項，中間碳原子和最右端碳原子是手性碳原子；C項，除左端碳原子之外的碳原子都是手性碳原子；D項，無手性碳原子。答案：C。
氫鍵的概念、形成條件、表達方式、
范德華力的特征、存在范圍、影響因素、對物質(zhì)性質(zhì)的影響
手性分子的成因和判斷方法
“相似相溶”原理的內(nèi)容和影響溶解度的因素
氫鍵的特征、存在范圍、對物質(zhì)性質(zhì)的影響