第1課時(shí) 共價(jià)鍵的極性 范德華力








一、共價(jià)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(gè)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(diǎn)撥：鍵的極性只取決于成鍵原子的元素種類或電負(fù)性的差異，與其他因素?zé)o關(guān)。


2．鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響


鍵的極性對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有重要的影響。例如，羧酸是一大類含羧基(—COOH)的有機(jī)酸，羧基可電離出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小來(lái)衡量，pKa越小，酸性越強(qiáng)。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(tuán)，烴基越長(zhǎng)推電子效應(yīng)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(zhǎng)，酸性的差異越來(lái)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(lái)說(shuō)，相對(duì)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(duì)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(shí)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(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)。


(3)范德華力無(wú)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(shí)，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(shí)，氯氣分子的平均動(dòng)能逐漸減小。隨著溫度降低，當(dāng)分子靠自身的動(dòng)能不足以克服分子間相互作用力時(shí)，分子就會(huì)凝聚在一起，形成液體或固體。





1．判斷正誤(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打“√”，錯(cuò)的在括號(hào)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(diǎn)較高，是因?yàn)镠—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(jià)鍵類型為________鍵。


(2)BF3的熔點(diǎn)比BCl3________(填“高”“低”或“無(wú)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(duì)分子質(zhì)量較小，范德華力較弱，熔點(diǎn)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(jià)鍵的種類有哪些？


提示：H2O2分子中H—O為極性共價(jià)鍵，O—O為非極性共價(jià)鍵。


(2)H2O2分子中正電、負(fù)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(duì)稱的是非極性分子；空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的是極性分子。


(4)判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：


①若中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)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(duì)，則為極性分子；若無(wú)孤電子對(duì)，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(lái)的雙原子分子一定是非極性分子


B．以極性鍵結(jié)合起來(lái)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(jià)鍵


A [對(duì)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(xiàng)正確，如O2、H2、N2等；B項(xiàng)錯(cuò)誤，以極性鍵結(jié)合起來(lái)的分子不一定是極性分子，若分子的空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱，正電中心和負(fù)電中心重合，就是非極性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C項(xiàng)錯(cuò)誤，非極性分子不一定是雙原子單質(zhì)分子，如CH4等；D項(xiàng)錯(cuò)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(wú)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(duì)


C．PH3是一種強(qiáng)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(duì)孤電子對(duì)未成鍵。P—H是由不同種原子形成的共價(jià)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(fù)電中心不重合，故分子有極性。PH3中P呈－3價(jià)，具有很強(qiáng)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(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表所示


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


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


(2)怎樣解釋鹵素單質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)的變化規(guī)律？


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





1．組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：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(shí)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(qiáng)弱問(wèn)題


C．任何分子間在任意情況下都會(huì)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(shí)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(xué)鍵，A錯(cuò)誤；化學(xué)鍵是粒子間的強(qiáng)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(yuǎn)，則分子間沒有范德華力，C錯(cuò)誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時(shí)也要消耗能量，D錯(cuò)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(diǎn)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(xué)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(huì)影響物質(zhì)的化學(xué)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(gè)能飛檐走壁、過(guò)高樓如履平地的蜘蛛俠，現(xiàn)實(shí)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(xì)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(xì)毛與天花板之間存在范德華力。]


2．實(shí)驗(yàn)測(cè)得BeCl2為共價(jià)化合物，兩個(gè)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(jià)鍵，為極性鍵，兩個(gè)Be—Cl的夾角為180°，說(shuō)明分子是對(duì)稱的，正電中心與負(fù)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(diǎn)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(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，是因?yàn)槠滏I能很大


D．干冰汽化時(shí)破壞了共價(jià)鍵


A [A項(xiàng)，從F2→I2，相對(duì)分子質(zhì)量增大，分子間的作用力增大，熔、沸點(diǎn)升高；B項(xiàng)，NH3是極性分子；C項(xiàng)，稀有氣體分子為單原子分子，分子內(nèi)無(wú)化學(xué)鍵，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定是因?yàn)樵拥淖钔鈱訛?電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(He為2個(gè))；D項(xiàng)，干冰汽化破壞的是范德華力，并未破壞共價(jià)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(xué)鍵


B．范德華力與化學(xué)鍵的強(qiáng)弱相同


C．范德華力實(shí)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(shí)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(xué)鍵是強(qiáng)烈的相互作用，故范德華力不是化學(xué)鍵，A、B、C錯(cuò)誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時(shí)也要消耗能量，D錯(cuò)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(biāo)
體 系 構(gòu) 建
1.能從微觀角度理解共價(jià)鍵的極性對(duì)分子極性的影響，能說(shuō)出范德華力對(duì)分子某些性質(zhì)的影響。


2.通過(guò)鍵的極性及范德華力對(duì)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(rèn)知模型。
分類
極性共價(jià)鍵
非極性共價(jià)鍵
成鍵原子
不同元素的原子
同種元素的原子
電子對(duì)
發(fā)生偏移
不發(fā)生偏移
成鍵原子


的電性
一個(gè)原子呈正電性(δ＋)


一個(gè)原子呈負(fù)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(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
單質(zhì)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
F2
－219.6
－188.1
Cl2
－101.0
－34.6
Br2
－7.2
58.78
I2
113.5
184.4

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第三節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修2

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