2025春高二化學(xué)選擇性必修2 （配人教版）第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第三節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì) 第1課時(shí) 共價(jià)鍵的極性

共價(jià)鍵的極性第1課時(shí)第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過了解分子極性、鍵的極性,能從微觀角度理解共價(jià)鍵的極性對(duì)分子極性的影響,能根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鍵的極性來判斷分子的極性。2.通過探析鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響,能比較簡單羧酸的酸性強(qiáng)弱,能說明鍵的極性與化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)知模型。任務(wù)分項(xiàng)突破『自主梳理』1.鍵的極性(1)極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵。學(xué)習(xí)任務(wù)1認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的極性和分子的極性分類極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵成鍵原子

原子

原子電子對(duì)

偏移

偏移不同同種發(fā)生不發(fā)生正電性負(fù)電性電中(2)鍵的極性的影響因素:共價(jià)鍵的極性只取決于成鍵原子的元素

或電負(fù)性的

,與其他因素?zé)o關(guān)。①

種非金屬元素原子間形成的共價(jià)鍵是

鍵;

種非金屬元素原子間形成的共價(jià)鍵是

鍵。②電負(fù)性差值越

的兩原子形成的共價(jià)鍵的極性越

。③共用電子對(duì)偏移程度越

,鍵的極性越

。種類差異同非極性不同極性大大大大[示例]一般情況下,成鍵原子的電負(fù)性相差越大,電子對(duì)偏移程度

,鍵的極性

,如鹵族元素形成的氫化物中鍵的極性強(qiáng)弱關(guān)系為H—F>H—Cl>H—Br>H—I。越大越大2.極性分子和非極性分子不重合不等于零重合等于零3.鍵的極性與分子的極性之間的關(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

分子,否則為

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。含有非極性鍵的分子不一定為非極性分子。非極性極性『互動(dòng)探究』常見的極性分子與非極性分子結(jié)構(gòu)圖探究分子極性的判斷問題1:如圖分子模型中含有非極性鍵的非極性分子有哪些?提示:P4和C60。問題2:如圖分子中含有極性鍵但屬于非極性分子的有哪些?這類分子成鍵情況及分子空間結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)?提示:含極性鍵但屬于非極性分子的有CO2、BF3、CH4;這類分子中心原子的價(jià)電子全部成鍵,無孤電子對(duì),空間結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱。問題3:已知H2O2分子的空間結(jié)構(gòu)可在二面角中表示為提示:(1)H2O2中H—O為極性共價(jià)鍵,O—O為非極性共價(jià)鍵。(1)分析H2O2中共價(jià)鍵的種類有哪些。(2)H2O2中正電中心和負(fù)電中心是否重合?H2O2屬于極性分子還是非極性分子?提示:(2)不重合。H2O2屬于極性分子。問題4:O3分子的結(jié)構(gòu)如圖所示,呈V形,三個(gè)原子以一個(gè)氧原子為中心,與另外兩個(gè)氧原子分別構(gòu)成極性鍵。臭氧分子是極性分子還是非極性分子?判斷的依據(jù)是什么?提示:極性分子;臭氧分子中的共價(jià)鍵是極性鍵,化學(xué)鍵極性的向量和必不等于零,且中心氧原子呈正電性,端位的氧原子呈負(fù)電性,正、負(fù)電中心不重合,故其為極性分子。歸納拓展1.從向量的角度理解分子的極性(1)若分子中共價(jià)鍵極性的向量和等于0,則為非極性分子,如CH4、BF3等。(2)若分子中共價(jià)鍵極性的向量和不等于0,則為極性分子,如H2O、NH3等。2.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?！侯}組例練』題點(diǎn)一共價(jià)鍵的極性判斷1.下列含有非極性鍵的分子是(

)A.CaF2 B.H2O2C.CO2 D.NaOH√解析:氟化鈣中鈣離子和氟離子之間以離子鍵結(jié)合,故A錯(cuò)誤;過氧化氫中氫原子和氧原子之間以極性共價(jià)鍵結(jié)合,氧原子與氧原子之間以非極性共價(jià)鍵結(jié)合,故B正確;二氧化碳分子中碳原子和氧原子之間以極性共價(jià)鍵結(jié)合,故C錯(cuò)誤;氫氧化鈉中含有氧氫極性共價(jià)鍵,且NaOH也不是分子,是離子化合物,故D錯(cuò)誤。2.下列共價(jià)鍵①H—H、②H—F、③H—O、④N—H、⑤P—H中,鍵的極性由小到大的順序正確的是(

)A.①②③④⑤ B.⑤④③②①C.①⑤④③② D.②③④⑤①√解析:元素周期表中,同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,原子核對(duì)外層電子的引力增強(qiáng),與氫原子形成共價(jià)鍵時(shí)極性增強(qiáng),則極性由小到大分別是N—H、H—O、H—F;同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,原子核對(duì)外層電子的引力減弱,與氫原子形成共價(jià)鍵時(shí)極性減弱,則極性N—H大于P—H;H—H屬于非極性鍵,極性由小到大的順序?yàn)棰佗茛堍邰?。題點(diǎn)二分子的極性判斷3.下列由極性鍵構(gòu)成的極性分子是(

)A.SO2 B.BF3

C.CS2 D.CF4√解析:BF3、CS2、CF4是非極性分子。4.下列關(guān)于分子極性及分子的空間結(jié)構(gòu)的判斷錯(cuò)誤的是(

)選項(xiàng)ABCD化學(xué)式PCl3CS2SO2CH4分子極性極性非極性極性非極性空間結(jié)構(gòu)平面三角形直線形V形正四面體形√解析:PCl3是三角錐形分子,A項(xiàng)錯(cuò)誤。5.現(xiàn)有X、Y兩種元素,它們可組成下列物質(zhì),這些物質(zhì)的分子肯定有極性的是(

)A.XY4 B.XY3C.XY D.XY2√解析:以極性鍵結(jié)合而成的分子中,雙原子分子一定是極性分子,即XY型分子,如HCl、CO均為極性分子,三原子及三原子以上的分子,結(jié)構(gòu)有可能對(duì)稱,鍵的極性相互抵消,有可能為非極性分子。題后悟道分子的極性與鍵的極性和分子空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系學(xué)習(xí)任務(wù)2鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響『自主梳理』1.羧酸酸性強(qiáng)弱衡量標(biāo)準(zhǔn)羧酸的酸性大小與其分子

和

有關(guān)?？梢杂?/p>

表示,pKa=-lgKa,pKa越大則酸性越弱,反之酸性越強(qiáng)。組成結(jié)構(gòu)pKa不同羧酸的pKa如下表所示。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)0.232.鍵的極性對(duì)羧酸酸性的影響酸性強(qiáng)弱原因三氟乙酸

三氯乙酸電負(fù)性:F

Cl;↓鍵的極性:F—C

Cl—C,F3C—

Cl3C—;↓羧基中O—H的極性:CF3COOH

CCl3COOH甲酸

乙酸

丙酸烷基(R—)是推電子基團(tuán),與羧基相連接的烷基越長,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>>>>>>>[示例]根據(jù)鍵的極性對(duì)羧酸的酸性的影響,比較下列酸的酸性強(qiáng)弱(填“>”“<”或“=”)。(1)乙酸

丁酸。

(2)三氯乙酸(CCl3COOH)

三溴乙酸(CBr3COOH)。

>>『互動(dòng)探究』探究鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響問題1:乙酸分子結(jié)構(gòu)中哪些共價(jià)鍵的極性較強(qiáng)?乙酸的官能團(tuán)是羧基,乙酸的酸性說明在乙酸分子結(jié)構(gòu)中哪些共價(jià)鍵容易發(fā)生斷裂?提示:比較電負(fù)性可知O—H極性較強(qiáng);乙酸的酸性說明O—H極性較強(qiáng)而容易發(fā)生斷裂。問題2:Na分別與乙醇和水的反應(yīng),哪個(gè)反應(yīng)更劇烈?試分析其原因。提示:與水反應(yīng)更劇烈;因?yàn)橐掖贾械囊一鶎儆谕齐娮踊鶊F(tuán),使羥基的極性減小,使其電離的難度加大,與金屬鈉反應(yīng)的劇烈程度減小。問題3:試比較三氯乙酸(CCl3COOH)、二氯乙酸(CHCl2COOH)、氯乙酸(CH2ClCOOH)的酸性。提示:三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸。電負(fù)性大的原子越多酸性越強(qiáng)。問題4:結(jié)合以上分析,共價(jià)鍵的極性與化學(xué)性質(zhì)之間有什么關(guān)系?提示:共價(jià)鍵的極性越強(qiáng),鍵的活潑性也越強(qiáng),容易發(fā)生斷裂,易發(fā)生相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)。歸納拓展1.鍵的極性對(duì)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有重要影響由于不同的成鍵原子間電負(fù)性的差異,共用電子對(duì)會(huì)發(fā)生偏移,偏移的程度越大,即共價(jià)鍵的極性越強(qiáng),在反應(yīng)中越容易斷裂。2.羧酸的酸性大小與分子組成和結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)含鹵素原子的一元羧酸的酸性。①含相同個(gè)數(shù)的不同鹵素原子的羧酸,鹵素原子的電負(fù)性數(shù)值越大,羧酸的酸性越強(qiáng)。②含不同數(shù)目的同種鹵素原子的羧酸,鹵素原子的數(shù)目越多,羧酸的酸性越強(qiáng)。(2)只含烷基的一元羧酸的酸性。隨著烷基加長,酸性的差異越來越小。(3)只含烷基的多元羧酸的酸性。烷基所含碳原子數(shù)越少,羧基個(gè)數(shù)越多,酸性越強(qiáng)?！侯}組例練』1.下列羧酸酸性最弱的是(

)A.HCOOH B.CH3COOHC.CH2ClCOOH D.CHCl2COOH√解析:烷基是推電子基團(tuán),導(dǎo)致羧基中O—H的極性減小,電離出氫離子的能力減弱,酸性減小,故酸性HCOOH>CH3COOH;Cl的電負(fù)性比H大,C—Cl的極性大于C—H,導(dǎo)致羧基中O—H的極性增大,電離出氫離子的能力增強(qiáng),酸性增強(qiáng),碳原子數(shù)相同時(shí),氯原子越多,酸性越強(qiáng),故酸性CHCl2COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH,故酸性最弱的是CH3COOH,B項(xiàng)符合題意。2.下列各物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱關(guān)系正確的是(

)A.CH2Cl—COOH>CHCl2—COOHB.CCl3—COOH<CFCl2—COOHC.CH3—CF2—COOH>CHF2—COOHD.C17H35—COOH>C4H9—COOH√解析:氯原子的電負(fù)性大,C—Cl的極性大,C—Cl越多,使O—H的極性越強(qiáng),酸性越強(qiáng),A錯(cuò)誤;電負(fù)性F大于Cl,極性F—C大于C—Cl,使O—H的極性越強(qiáng),酸性越強(qiáng),F—C越多,酸性越強(qiáng),B正確;烷基屬于推電子基團(tuán),烷基鏈越長推電子效應(yīng)越大,使羧基中的羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱,C、D錯(cuò)誤?！褐R(shí)整合提升』學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)CO2的資源化利用是解決溫室效應(yīng)的重要途徑。以下是在一定條件下用NH3捕獲CO2生成重要化工產(chǎn)品三聚氰酸的反應(yīng):(1)三聚氰酸的分子式為

,三聚氰酸分子中碳原子采取

雜化。

C3H3N3O3sp2解析:(1)據(jù)題中信息,三聚氰酸的分子式為C3H3N3O3,該分子中C與N形成雙鍵,則采取sp2雜化。(2)以上變化中屬于極性分子的是

;含有極性鍵的非極性分子是

。

NH3、H2O解析:(2)三聚氰酸分子中碳原子與氮原子間形成極性鍵,其各鍵排列對(duì)稱,為非極性分子。CO2、三聚氰酸(3)利用電化學(xué)催化法可將CO2轉(zhuǎn)化為甲酸:①HCOOH顯酸性,而H2O顯中性,這是由于HCOOH分子中存在

(填“吸”或“推”)電子基團(tuán),這種基團(tuán)是

。

吸解析:(3)①HCOOH顯酸性,H2O呈中性,說明甲酸分子中存在強(qiáng)吸電子基團(tuán),能使—OH上的氫原子活潑性增強(qiáng),甲酸中含有醛基,故醛基屬于強(qiáng)吸電子基團(tuán)?！狢HO②下列物質(zhì)中,酸性最強(qiáng)的是

(填字母)。

A.HCOOH B.HOCOOHC.CH