資源簡介

(共28張PPT)
專題4 分子空間結構與物質性質
第一單元 分子的空間結構
4.1.3 分子的極性
手性分子
核心素養目標
宏觀辨識與微觀探析：
能從分子的組成和空間構型等微觀角度，理解分子極性和手性分子的概念，通過分析分子的微觀結構，解釋其宏觀性質，如溶解性、熔沸點等，建立微觀結構與宏觀性質之間的聯系。
證據推理與模型認知：
依據分子的空間結構、鍵的極性等證據，判斷分子的極性和手性；構建判斷分子極性和手性的思維模型，運用模型預測和解釋相關化學現象，培養邏輯推理和模型應用能力 。
教學重難點
重點
分子極性與空間構型的關系，能夠根據分子的組成和空間構型準確判斷分子的極性；
手性異構體和手性分子的概念，以及手性碳原子的判斷方法。
難點
深入理解分子極性對物質性質的影響機制，如分子極性如何影響物質的熔沸點、溶解性等；
掌握復雜有機物分子中手性碳原子的判斷，以及手性異構體在生理作用等方面的差異。
同學們，在日常生活中，我們會發現有些物質能相互溶解，而有些卻不能。比如，油和水很難混合在一起，而酒精卻能與水以任意比例互溶。這背后隱藏著怎樣的化學奧秘呢？其實，這與分子的性質密切相關。分子就像一個個微小的 “小精靈”，它們有著不同的 “性格”，有些分子是極性的，有些則是非極性的。同時，還有一些分子具有獨特的 “手性” 特征，就像我們的雙手一樣，看似相似卻不能完全重合。今天，就讓我們一起走進分子的奇妙世界，探索分子的極性和手性分子的奧秘，看看這些微觀世界的特性如何影響著我們宏觀世界中物質的各種性質 。
課前導入
分子的極性
PART 01
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極性分子
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電荷重心。
非極性分子
正電荷重心與負電荷重心
相重合的分子
極性分子
正電荷重心與負電荷重心
不相重合的分子
分子極性的判斷方法
(1)雙原子分子：
相同元素原子構成的單質分子，分子的正、負電荷重心重合，為非極性分子。
不同元素原子構成的雙原子分子，分子的正、負電荷重心不重合，為極性分子。
(2)多原子分子：
分子是否有極性取決于分子的空間結構，分子的空間結構為對稱結構，為非極性分子；分子的空間構型為不對稱結構，為極性分子。
分子極性的判斷方法
ABm型分子的極性
①空間構型為直線形、平面三角形、正四面體型，為非極性分子；空間構型為V形、三角錐型，為極性分子。
②中心原子的價電子對有不參與成鍵，即存在孤電子對，分子的空間構型不對稱的，為極性分子。
(3)不是ABm型分子，一般是極性分子。
分子極性的判斷方法
根據中心原子的價電子參與成鍵情況判斷
(1)常見的多原子分子，若中心原子的價電子全部參與成鍵，形成的分子空間構型往往是對稱的，該分子是非極性分子，如三原子分子CO2、CS2(直線形)、四原子分子BF3(平面三角形)、五原子分子CH4、CCl4(正四面體)以及C2H2、C2H4、C6H6等都是非極性分子。
(2)若中心原子有不參與成鍵的電子，形成的分子空間構型往往是不對稱的，其分子是極性分子。如H2O、H2S、SO2(V形)，NH3(三角錐型)。
(3)空間結構對稱，但化學鍵不等性的分子也是極性分子。如CH3Cl、C6H5Br等。
當兩個完全相同的非金屬原子A、A之間形成共價鍵時，它們對共用電子對的吸引能力完全相同，則共用電子對所受的合力為零，共用電子對不偏向任何一方，則該化學鍵為非極性鍵。
由于二者并不相等，則合力會指向吸引電子能力強的原子一方，則該化學鍵為極性鍵。
當兩個不同的非金屬原子A、B之間形成共價鍵時，兩個原子對共用電子對的吸引能力必然不同，假設A原子對共用電子對的作用力為F1，B原子對共用電子對的作用力為F2，
學科聯動——從物理學視角判斷共價鍵和分子極性
學科聯動——
從物理學視角判斷共價鍵和分子極性
雙原子分子中只有一個化學鍵且該化學鍵在受力分析中只有一個合力，所以該化學鍵的受力就是分子的受力情況，鍵的極性就是分子的極性。而多原子分子中含有多個化學鍵，最終分子的極性是由多個化學鍵的矢量和決定的。
分子的極性對物質性質的影響
分子的極性對物質的熔點、沸點、溶解性等物理性質有顯著的影響。
一般情況下，由極性分子構成的物質易溶于極性溶劑。
水是一種常用的極性溶劑，因此，NH3和HF等由極性分子構成的物質都易溶于水。
由非極性分子構成的物質易溶于非極性溶劑。
例如，CCl4和苯等有機溶劑是非極性溶劑，I2、Br2和CH4等由非極性分子構成的物質都易溶于CCl4和苯等非極性溶劑中。這在化學上稱為“相似相溶規則”。
生活直通車——微波爐的工作原理
微波爐對食物進行加熱時，其中的磁控管以 2 450 MHz 的頻率發射出微波，對食物中的極性分子產生作用。在高達1010數量級的微波頻段下，振蕩的電磁場會與極性分子中帶正、負電的兩極發生作用，造成這些分子發生振動。常見的食物中含有大量極性很強的水分子，食物吸收微波后，水分子以每秒 24.5億千次的變化頻率進行振動。分子運動的加快意味著分子動能的增加，而動能又與溫度直接相關。這樣，水的溫度便迅速升高，熱量從水分子轉移到食物的其他部分。而盛放食物的容器往往不含極性分子，且傳熱性差，因此溫度往往較低。
手性分子
PART 02
手性異構體和手性分子
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），在三維空間里不能重疊，這對分子互稱手性異構體。含有手性異構體的分子稱為手性分子
手性碳原子
當四個不同的原子或基團連接在碳原子上時，形成的化合物存在手性異構體。其中，連接四個不同的原子或基團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在空間的排布就像左右手關系（或實物與其鏡像關系）那樣，相似但不能重疊。
手性碳原子的確定
判斷一種有機物是否具有手性碳原子，就看該有機物含有的碳原子是否連有四個互不相同的原子或基團。
如圖所示
R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團，中心碳原子即為手性碳原子。
手性分子的性質
一對手性異構體的物理性質（如熔點、沸點、密度等）基本相同，但它們的旋光性和生理作用往往不同。例如，苧烯的一對手性異構體的氣味就完全不同，其中一種異構體存在于云杉的球果中，具有松節油的氣味；而另一種存在于橙子中，具有橙子的氣味。
手性藥物的研究
20世紀60年代，歐洲發生的“反應停”藥物事件引起了科學家的高度重視，這也引發了手性藥物研究和開發的課題。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，這些官能團還必須以具有生物活性的構型排列。在藥物的合成過程中，“左”旋和“右”旋的手性異構體藥物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的酶、核苷酸等作用，抑制（或激發）其生理活性，達到治療疾病的目的。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-異構體和L-異構體的外消旋混合物。L-布洛芬是止痛藥，而D-布洛芬不是。但在人體內D-布洛芬可被轉化為L-布洛芬。因此，人們直接服用外消旋混合物即可達到同樣的治療效果，而不需要服用更昂貴的L-布洛芬。
手性分子與未來
課堂小結
PART 03
手性分子
分子的極性
2
1
分子的極性
概念
判斷方法
對物質性質的影響
熔沸點
相似相溶規則
手性異構體
手性分子
手性碳原子
課堂練習
PART 04
1．下列敘述正確的是(　　)
A．鹵化氫分子中，鹵素的非金屬性越強，共價鍵的極性越強，熱穩定性也越強
B．只含非極性鍵的分子不一定是非極性分子
C．判斷A2B或AB2型分子是否是極性分子的依據是看分子中是否含有極性鍵
D．非極性分子中，各原子間都應以非極性鍵結合
A
2．膦(PH3)又稱磷化氫，在常溫下是一種無色有大蒜味的有毒氣體，電石氣的雜質中常含有磷化氫。它的分子空間結構是三角錐形。下列關于PH3的敘述正確的是(　　)
A．PH3分子中有未成鍵的孤電子對
B．PH3是非極性分子
C．PH3是一種強氧化劑
D．PH3分子的P—H鍵是非極性鍵
A
3．下列物質：①MgCl2、②H2S、③白磷、④BF3、⑤NH3、⑥四氯化碳，其中含極性鍵的非極性分子是(　　)
A．①②③④⑥ B．①④⑤⑥
C．③④⑥ D．④⑥
D
4．SF6可用作高壓發電系統的絕緣氣體，分子呈正八面體結構，如圖所示。有關SF6的說法錯誤的是(　　)
A．是非極性分子
B．鍵角∠FSF并不都等于90°
C．S和F之間共用電子對偏向F
D．中心原子S采取sp3雜化
D
Thanks
好好學習天天向上

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