選擇性必修2第一單元 分子的空間結(jié)構(gòu)優(yōu)秀課件ppt

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1．能依據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu)和鍵的極性判斷分子的極性。了解極性分子、非極性分子、手性分子的概念，能從微觀角度理解分子具有極性(或非極性)、手性的原因。2．會判斷分子的極性，了解分子的極性對分子性質(zhì)的影響。3．能描述手性分子的結(jié)構(gòu)特征和性質(zhì)特點。4．認(rèn)識手性分子在藥物研究中的重要作用。
微波爐加熱的原理是什么?
顏色表示靜電勢的數(shù)值越接近紅色，代表電子云密度越大越接近藍(lán)色，代表電子云密度越小
水分子的正電荷重心和負(fù)電荷重心不重合,在電場作用下可以定向轉(zhuǎn)動。
分子是電中性的，但任何分子都有一個正電荷重心和一個負(fù)電荷重心。
正電荷重心和負(fù)電荷重心不相重合的分子
正電荷重心和負(fù)電荷重心相重合的分子
由同種原子形成的共價鍵
由不同原子形成的共價鍵
（稀有氣體）——非極性分子
單 質(zhì)——非極性分子
取決于原子間的共價鍵是否有極性
(3)多原子分子(ABn型)
C=O鍵是極性鍵，CO2是直線形、對稱分子，兩個C=O的極性互相抵消，（ F合=0），∴整個分子沒有極性，電荷分布均勻，是非極性分子。
根據(jù)元素化合價判斷ABm型分子中，中心原子的化合價的絕對值等于該元素的價電子數(shù)時，該分子為非極性分子，此時分子的空間結(jié)構(gòu)對稱；若中心原子的化合價的絕對值不等于其價電子數(shù)，則分子的空間結(jié)構(gòu)不對稱，其分子為極性分子。
中心原子即其他原子圍繞它成鍵的原子。分子中的中心原子最外層電子若全部成鍵不存在孤電子對，此分子一般為非極性分子；CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外層電子均全部成鍵，它們都是非極性分子。分子中的中心原子最外層電子若未全部成鍵，存在孤電子對，此分子一般為極性分子。H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外層電子均未全部成鍵，它們都是極性分子。
根據(jù)中心原子最外層電子是否全部成鍵判斷
ABn分子極性的判斷方法
①物理模型法（從力的角度分析）
在ABn分子中，A-B鍵看作相互作用力，根據(jù)中心原子A所受合力是否為零來判斷，F(xiàn)合=0，為非極性分子（極性抵消），F(xiàn)合≠0，為極性分子（極性不抵消）
共價鍵和簡單分子極性的力學(xué)分析示意圖
O-H鍵是極性鍵，分子是V形不對稱分子，兩個O-H鍵的極性不能抵消（ F合≠0），∴整個分子電荷分布不均勻，是極性分子
正四面體形 ，對稱分子，C-H鍵的極性互相抵消（ F合=0） ，是非極性分子
三角錐形, 不對稱分子，鍵的極性不能抵消，是極性分子
平面三角形，對稱分子，鍵的極性互相抵消（ F合=0） ，是非極性分子
②根據(jù)所含共價鍵的類型及分子的空間結(jié)構(gòu)判斷
雙原子分子：HCl、NO、COV型分子：H2O、H2S、SO2三角錐形分子：NH3、PH3非正四面體：CHCl3 特別地：H2O2、O3
單質(zhì)分子：Cl2、N2、P4、O2直線形分子：CO2、CS2、C2H2正三角形：SO3、BF3平面形：苯、乙烯正四面體：CH4、CCl4、SiF4
分子的極性對物質(zhì)的熔點、沸點、溶解性等物理性質(zhì)有顯著的影響。
蔗糖和硼酸易溶于H2O，難溶于CCl4；萘和碘卻易溶于CCl4，難溶于H2O。
非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，而極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。
分子結(jié)構(gòu)的相似性“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。如乙醇分子中的—OH與水分子中的—OH相近，因而乙醇能與水互溶。當(dāng)然，乙醇分子由于—OH的極性較強，易與H2O形成氫鍵也是其互溶的原因。而戊醇(CH3CH2CH2CH2CH2OH)中的烴基較大，烴基是非極性基團(tuán)，是疏水親油基團(tuán)。戊醇在水中的溶解度明顯小。烴基越大的醇在水中的溶解度就越小，羧酸也是如此。
氫鍵的影響溶劑與溶質(zhì)之間存在氫鍵，溶解性好，溶質(zhì)分子不能與水分子形成氫鍵，在水中溶解度就比較小。如NH3極易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能與水混溶，就是因為它們與水形成了分子間氫鍵的原因。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)如果溶質(zhì)與水能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也會增大溶質(zhì)的溶解度。如SO2與水發(fā)生反應(yīng)生成H2SO3，而H2SO3可溶于水，因此，SO2的溶解度較大。
例1　在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：(1)以非極性鍵結(jié)合的非極性分子是_____。(2)以極性鍵相結(jié)合，具有直線形結(jié)構(gòu)的非極性分子是_______。(3)以極性鍵相結(jié)合，具有正四面體結(jié)構(gòu)的非極性分子是_______。(4)以極性鍵相結(jié)合，具有三角錐形結(jié)構(gòu)的極性分子是_______。(5)以極性鍵相結(jié)合，具有折線形結(jié)構(gòu)的極性分子是_______。(6)以極性鍵相結(jié)合，而且分子極性最大的是______。
左手和右手互為鏡像，但不能相互疊合。
如果一對分子，它們的組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像（對映異構(gòu)），在三維空間里不能重疊，這對分子互稱手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體的分子稱為手性分子。
同一個碳原子上連有四個不同的原子（基團(tuán)）
互為鏡像的分子在三維空間里不能疊合
當(dāng)四個不同的原子或基團(tuán)連接在碳原子上時，形成的化合物存在手性異構(gòu)體。其中，連接四個不同的原子或基團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子。每個手性碳原子所連接的原子或基團(tuán)在空間的排布就像左右手關(guān)系（或?qū)嵨锱c其鏡像關(guān)系）那樣，相似但不能重疊。
一對手性異構(gòu)體的物理性質(zhì)（如沸點、熔點、密度等）基本相同，但它們的旋光性和生理作用往往不同。
苧烯分子手性異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)與存在
例如，苧烯的一對手性異構(gòu)體的氣味就完全不同，其中一種異構(gòu)體存在于云杉的球果中，具有松節(jié)油的氣味；而另一種存在于橙子中，具有橙子的氣味。
20世紀(jì)60年代，歐洲發(fā)生的“反應(yīng)?！彼幬锸录鹆丝茖W(xué)家的高度重視，這也引發(fā)了手性藥物研究和開發(fā)的課題。
人們把含有手性分子的藥物稱為手性藥物。一種藥物分子必須包含適宜的官能團(tuán)，這些官能團(tuán)還必須以具有生物活性的構(gòu)型排列。因此，在藥物的合成過程中，“左”旋和“右”旋的藥物手性異構(gòu)體往往會被同時制造出來。
目前所用的很多藥物都具有手性，它們主要通過與體內(nèi)的酶、核苷酸等大分子作用，抑制（或激發(fā)）該大分子的生理活性，達(dá)到治療疾病的目的。常用的手性藥物有維生素E制劑、止痛藥布洛芬等。藥品布洛芬是D-異構(gòu)體和L-異構(gòu)體的外消旋混合物。L-布洛芬是止痛藥，而D-布洛芬不是。但在人體內(nèi)D-布洛芬可被轉(zhuǎn)化為L-布洛芬。因此，人們直接服用外消旋混合物即可達(dá)到同樣的治療效果，而不需要服用更昂貴的L-布洛芬。
2001年，諾貝爾化學(xué)獎授予三位用手性催化劑生產(chǎn)手性藥物的化學(xué)家。用他們的合成方法，可以只得到一種或者主要只得到一種手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性異構(gòu)分子，這種獨特的合成方法稱為手性合成。手性合成的藥物生產(chǎn)造福人類并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
用他們的合成方法，可以只得到一種或者主要只得到一種手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性異構(gòu)分子，這種獨特的合成方法稱為手性合成。手性合成為藥物生產(chǎn)造福人類并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
例2．下列對分子性質(zhì)的解釋中，不正確的是(　　)A．碘易溶于四氯化碳，甲烷難溶于水都可用“相似相溶規(guī)則”解釋B．過氧化氫是含有極性鍵和非極性鍵的極性分子C．水很穩(wěn)定(1 000 ℃以上才會部分分解)是因為水中含有大量的氫鍵D．青蒿素的分子式為C15H22O5，結(jié)構(gòu)如圖所示，該分子中包含7個手性碳原子
分子的極性分子的極性判斷方法分子的極性對分子性質(zhì)的影響
手性分子手性碳原子手性分子應(yīng)用
1、下列現(xiàn)象中，不能用“相似相溶規(guī)則”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．氨易溶于水D．用苯將溴水中的溴萃取出來
2．下列分子中含有手性碳原子的是(　　)A．CBr2FClB．CH3CH2CH2OHC．CH3CH2CH3D．CH3CH(NO2)COOH