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第三節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)
第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第1課時(shí) 共價(jià)鍵的極性
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握共價(jià)鍵可分為極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵。
2.區(qū)分極性分子和非極性分子，了解分子極性與分子中鍵的極性及分子空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān);能根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和鍵的極性判斷分子的極性，并據(jù)此對(duì)分子的一些典性質(zhì)及其應(yīng)用作出解釋。
一、共價(jià)鍵的極性
共價(jià)鍵
極性共價(jià)鍵
非極性共價(jià)鍵
由不同原子形成的共價(jià)鍵，共用電子對(duì)會(huì)發(fā)生偏移（電荷分布不均勻）
由相同原子形成的共價(jià)鍵，共用電子對(duì)不發(fā)生偏移（電荷分布均勻）
共價(jià)鍵的極性：由于共用電子對(duì)發(fā)生偏移時(shí)，使化學(xué)鍵產(chǎn)生了呈正電性
(δ+)和呈負(fù)電性(δ-)兩極。
電負(fù)性： 2.1 3.0
H—Cl
極性向量可形象地描述極性鍵的電荷分布情況，極性向量指向的一端，說明該處負(fù)電荷更為集中。非極性鍵無極性向量，說明在非極性鍵里，正負(fù)電荷的中心是重合的。
極性的表示方法——極性向量
電負(fù)性差值越大的兩原子形成的共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)
指出下列物質(zhì)中的共價(jià)鍵類型。
O2
CH4
CO2
H2O2
Na2O2
NaOH
非極性鍵
極性鍵
極性鍵
極性鍵 、非極性鍵
非極性鍵
極性鍵
【思考與討論】
含有共價(jià)鍵的物質(zhì)類型：?jiǎn)钨|(zhì)、共價(jià)化合物、離子化合物
二、分子的極性
極性分子:正電中心和負(fù)電中心不重合的分子
非極性分子:正電中心和負(fù)電中心重合的分子
分子
1.極性分子與非極性分子
思考與討論
1、以下雙原子分子中，哪些是極性分子，哪些是非極性分子？
H2、O2、Cl2、HCl
雙原子分子：鍵的極性與分子的極性一致。
2、P4和C60是極性分子還是非極性分子？
C60
僅含非極性鍵的單質(zhì)，為非極性分子。
3、以下化合物分子中，哪些是極性分子，哪些是非極性分子？
CO2、HCN、H2O、NH3、BF3、CH4、CH3Cl
思考與討論
δ+
δ-
δ-
δ-
δ+
δ-
δ-
正電中心和負(fù)電中心重合(分子空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱)，為非極性分子。
3、以下化合物分子中，哪些是極性分子，哪些是非極性分子？
CO2、HCN、H2O、NH3、BF3、CH4、CH3Cl
思考與討論
δ+
δ-
δ+
δ-
δ+
δ+
δ-
δ-
δ+
δ+
δ+
正電中心和負(fù)電中心不重合(分子空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱)，為極性分子。
δ+
δ-
δ+
δ-
δ+
δ-
δ+
δ-
C60
常見的極性分子和非極性分子
如何判斷分子的極性？
2.ABn分子極性的判斷方法
（1）物理模型法（化學(xué)鍵的極性的向量和是否為零或者分子的正電中心的負(fù)電中心是否重合）
180
F1
F2
F合=0
120
F1
F2
F3
F’
δ+
δ-
δ-
δ-
105
F1
F2
F合≠0
CO2
H2O
BF3
F合=0
分子的空間結(jié)構(gòu)中心對(duì)稱
直線形
平面正三角形
正四面體
分子的空間結(jié)構(gòu)不中心對(duì)稱
V形
三角錐形
四面體
化學(xué)鍵的極性的向量和為零
(2)空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱法（多原子分子ABn,n≥2）
化學(xué)鍵的極性的向量和不為零
CO2、CS2
BF3、SO3
CH4、CCl4
H2O、H2S
NH3、PCl3
CH3Cl
②極性分子
①非極性分子
HCN也是直線形，但并不對(duì)稱，為極性分子。
分子 BF3 CO2 PCl5 SO3 H2O NH3 SO2
化合價(jià)絕對(duì)值
價(jià)電子數(shù)
孤電子對(duì)
分子極性
3
3
4
4
5
5
6
6
2
6
3
5
4
6
非極性
非極性
非極性
非極性
極性
極性
極性
（3）根據(jù)中心原子的化合價(jià)判斷（ABn分子）
結(jié)論：ABn型分子中，若中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值等于其價(jià)電子數(shù)（即價(jià)電子全部成鍵），則為非極性分子，否則就有孤電子對(duì)，為極性分子。
0
0
0
0
2
1
1
根據(jù)上表格的數(shù)據(jù)，同學(xué)們能得出什么結(jié)論呢？
分子類型 價(jià)電子對(duì)數(shù) 空間結(jié)構(gòu) 分子極性 代表物
A2
AB AB2
AB3
AB4
2+0
2+1
2+2
直線形
V形
V形
非極性分子
極性分子
極性分子
CO2、CS2
SO2
H2O、H2S
3+0
3+1
正三角形
三角錐
非極性分子
極性分子
BF3、SO3
NH3、PCl3
4+0
正四面體
非極性分子
CH4、CCl4
直線形
非極性分子
極性分子
O2、H2
HF、CO
空間結(jié)構(gòu)
非中心對(duì)稱
中心對(duì)稱
非極性分子
極性分子
經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：若中心原子有孤對(duì)電子，則為極性分子；若無孤對(duì)電子，則為非極性分子。
【小結(jié)】
O3
H2O2
資料卡片
1、O3分子中的共價(jià)鍵是___________，是V形分子，其空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，故O3為__________分子。
極性
δ+
δ-
δ-
2、H2O2分子不是直線形分子，兩個(gè)H原子猶如在半展開的書的兩面上，即空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，為 分子。
極性鍵
極性
課堂練習(xí)2：下列物質(zhì)中既有極性鍵，又有非極性鍵的非極性分子是(　　)
A．二氧化硫　　B．四氯化碳
C．雙氧水 D．乙烯
D
課堂練習(xí)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鍵
A
課堂練習(xí)3：下列敘述正確的是( )
A.NO、N2O、NO2、NH3都是非極性分子
B.CO2、SO3、BCl3、NF5都是非極性分子
C.H2O、NH3是極性分子，分子中的O—H比N—H的極性弱
D.PCl5、NCl3、SO3、BF3、CCl4都是非極性分子
B
表面活性劑在水中會(huì)形成親水基團(tuán)向外，疏水基團(tuán)向內(nèi)的膠束，由于油漬等污垢是疏水的，會(huì)被包裹在膠束內(nèi)腔，在摩擦力的作用下油漬脫離，達(dá)到去污目的。
②什么是單分子膜？雙分子膜？舉例說明。
③為什么雙分子膜以頭向外而尾向內(nèi)的方向排列？
表面活性劑分散在水表面形成一層疏水基團(tuán)朝空氣的單分子層。細(xì)胞和細(xì)胞膜是雙分子膜，由大量?jī)尚苑肿咏M裝而成。
由于細(xì)胞膜兩側(cè)都是水溶液，水是極性分子，而構(gòu)成膜兩性分子的頭基是極性基團(tuán)而尾基是非極性基團(tuán) 。
①簡(jiǎn)要回答表面活性劑的去污原理
科學(xué) 技術(shù) 社會(huì)—表面活性劑和細(xì)胞膜
CH3COOH
CH3COO- + H+
Ka ＝
c(CH3COO-) c(H+ )
c(CH3COOH)
pKa ＝ -lgKa
pKa 越小，酸性越強(qiáng)
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的大小來衡量，pKa越小，酸性越強(qiáng)。
三、鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響
羧酸 pKa
丙酸(C2H5COOH) 4.88
乙酸(CH3COOH) 4.76
甲酸(HCOOH) 3.75
酸
性
增
強(qiáng)
請(qǐng)同學(xué)們分析表格中pKa數(shù)據(jù)的變化規(guī)律并回答相關(guān)問題：
問題1
甲酸的酸性大于乙酸的酸性大于丙酸的酸性的原因
CH3
O
H
δ+
δ-
O
C
C2H5
O
H
δ+
δ-
O
C
H
O
H
δ+
δ-
O
C
烴基是推電子基團(tuán)，烴基越長(zhǎng)，推電子效應(yīng)越大，使羧基中的羥基的極性越小，羧酸的酸性越弱
羧酸 pKa
氯乙酸(CH2ClCOOH) 2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH) 1.29
三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65
請(qǐng)同學(xué)們分析表格中pKa數(shù)據(jù)的變化規(guī)律并回答相關(guān)問題：
問題2
三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸酸性大于氯乙酸酸性的原因
酸
性
增
強(qiáng)
由于氯的電負(fù)性較大，極性：Cl3C—＞ Cl2CH—＞ ClCH2—，導(dǎo)致三氯乙酸中的羧基的極性最大，更易電離出氫離子
羧酸 pKa
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)
請(qǐng)同學(xué)們分析表格中pKa數(shù)據(jù)的變化規(guī)律并回答相關(guān)問題：
酸
性
增
強(qiáng)
問題3
預(yù)測(cè)三氟乙酸和三氯乙酸的酸性相對(duì)強(qiáng)弱
由于氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性，F(xiàn)—C的極性大于Cl—C的極性，使F3C—的極性大于Cl3C—的極性，導(dǎo)致三氟乙酸的羧基中的羥基的極性更大，更易電離出氫離子
0.23
【思考與討論】為什么醇羥基沒有酸性，而羧基有酸性？
醇（R—OH）中烴基(符號(hào)R—)是推電子基團(tuán)，使O—H鍵極性較小，難斷開；羧基中C=O中O原子吸引電子能力更強(qiáng)，電子對(duì)偏向于O原子，使得C—O電子對(duì)偏向于C原子，O—H電子對(duì)偏向于O原子，從而增加了O—H鍵的極性，O—H鍵更易斷開。（誘導(dǎo)效應(yīng)）
(1)鍵的極性對(duì)羧酸酸性大小的影響實(shí)質(zhì)是通過改變羧基中羥基的極性而實(shí)現(xiàn)的，羧基中羥基的極性越大，越容易電離出H+，則羧酸的酸性越大。
(2)與羧基相鄰的共價(jià)鍵的極性越大，通過傳導(dǎo)作用使羧基中羥基的極性越大，則羧酸的酸性越大。
(3)烴基是推電子基團(tuán)，即將電子推向羥基，從而減小羥基的極性，導(dǎo)致羧酸的酸性減小。一般地，烴基越長(zhǎng)，推電子效應(yīng)越大，羧酸的酸性越小。
【歸納小結(jié)】——鍵的極性對(duì)有機(jī)羧酸酸性的影響
課堂練習(xí)4：新興大腦營養(yǎng)學(xué)研究表明:大腦的發(fā)育和生長(zhǎng)與不飽和脂肪酸有密切的聯(lián)系,從深海魚油中提取的被稱作“腦黃金”DHA(C21H31COOH)就是一種含有多個(gè)碳碳雙鍵的脂肪酸。下列說法正確的是(　　)
A.酸性:C21H31COOHB.DHA中含有的元素電負(fù)性最大的是碳元素
C.DHA中碳原子存在三種雜化形式
D.DHA中所有原子共面
A
科學(xué) 技術(shù) 社會(huì)—分子結(jié)構(gòu)修飾與分子的性質(zhì)
不改變分子的主體骨架，保持分子的基本結(jié)構(gòu)不變，僅改變分子結(jié)構(gòu)中的某些基團(tuán)而得到新的分子，分子被修飾后，其性質(zhì)也可以發(fā)生顯著的變化
布諾芬的成酯修飾
甜度增加600倍，熱量值極低，可供糖尿病患者食用
提高藥物療效、降低對(duì)胃、腸道的刺激性
課堂練習(xí)5：下列中心原子采取sp2雜化且為非極性分子的是( )
A、CS2 B、H2S
C、SO2 D、SO3
D
課堂練習(xí)6：下列敘述中正確的是( )
A、鹵化氫分子中，鹵素的非金屬性越強(qiáng)，共價(jià)鍵的極性越大，熱穩(wěn)定性也越強(qiáng)
B、以極性鍵結(jié)合的分子，一定是極性分子
C、判斷A2B或AB2型分子是否是極性分子的依據(jù)是看分子中是否含有極性鍵
D、非極性分子中，各原子間都應(yīng)以非極性鍵結(jié)合
A
課堂練習(xí)7：下列羧酸的酸性比較錯(cuò)誤的是(　　)
A．甲酸>乙酸>丙酸 B．氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸
C．氯乙酸>二氯乙酸>三氯乙酸 D．二氟乙酸>二氯乙酸>二溴乙酸
C
課堂練習(xí)8：試比較下列有機(jī)酸的酸性強(qiáng)弱
①CF3COOH　②CCl3COOH　③CHCl2COOH　④CH2ClCOOH　
⑤CH3COOH　⑥CH3CH2COOH
________________________。
①＞②＞③＞④＞⑤＞⑥
課堂練習(xí)9：回答下列問題。
①H2　②O2　③HCl　④P4　⑤C60　⑥CO2 ⑦CH2==CH2　⑧HCN　⑨H2O　⑩NH3　 BF3 CH4　 SO3　 CH3Cl　 Ar　 H2O2
(1)只含非極性鍵的是_________(填序號(hào)，下同)；
只含極性鍵的是___ __，
既含極性鍵又含非極性鍵的是______。
(2)屬于非極性分子的是______________________，
屬于極性分子的是_____________。
①②④⑤
③⑥⑧⑨⑩
⑦
①②④⑤⑥⑦
③⑧⑨⑩

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