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高二化学选修3《分子的性质》人教版
细胞和细胞膜是双分子膜,由大量两性分子组装而成
3、为什么双分子膜以头向外而尾向内的方式 排列? 由于细胞膜的两侧是水溶液,而两性分子膜的头
基是极性基团、尾基是非极性基团
二、范德华力及其对物质性质的影响 把分子聚集在一起的作用力又称范德华力
作用微粒
作用力强 弱
意义
影响物质的化 相邻原子 作用力强烈 化学键 学性质和物理 之间 性质 影响物质的物 范德华力 分子之间 作用力微弱 理性质(熔、 沸点及溶解度 等)
四、溶解性
方法能力
1.比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样 用相似相溶规律理解它们的溶解度不同? 2.为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙 酸乙酯)溶解油漆而不用水? 3.怎样理解汽油在水中的溶解度很小? 4.怎样理解低碳醇与水互溶,而高碳醇 在水中的溶解度却很小?
五、手性
五、手性
具有完全相同的组成和原子排列的一对分 子,如同左手与右手一样互为镜像,却在 三维空间里不能重叠,互称手性异构体。 有手性异构体的分子叫做手性分子。
H
H H
C
H
正四面体型 ,对称结构,C-H键的极性 互相抵消( F合=0) ,是非极性分子
H
H 109º 28' H
1、常见分子的构型及分子的极性
常见分子 键的极性 键角 分子构型 分子类型
双原 H2、Cl2 子分 HCl 子 三原 CO2 子分 H2O 子 四原 NH3 子分 BF3 子 五原 CH4 子
二、范德华力及其对物质性质的影响
干
冰
二、范德华力及其对物质性质的影响
1、范德华力大小
分子 范 德 华 力 (kJ/mol) 共价键键能 (kJ/mol)
HCl 21.14
431.8
HBr 23.11
366
HI 26.00
298.7
范德华力很弱,约比化学键能小1-2数量级
二、范德华力及其对物质性质的影响
“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。
乙醇的化学式为CH3CH2OH,其中的一OH与水分子的一 OH 相 近 , 因 而 乙 醇 能 与 水 互 溶 ; 而 戊 醇 CH3CH2CH2CH2CH2OH 中的烃基较大,其中的一 OH 跟 水分子的一 OH的相似因素小得多了,因而它在水中的溶 解度明显减小。 思考与交流: 1、比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律 NH3为极性分子,CH4为非极性分子。 理解它们的溶解度不同? 2 .为什么在日常生活中用有机溶剂 ( 如乙酸乙酯等 ) 溶 解油漆而不用水? 溶质和溶剂分子极性相似,则相溶。 3、在一个小试管里放入一小粒碘晶体,加入约5mL蒸馏 水,观察碘在水中的溶解性 (若有不溶的碘,可将碘水溶 液倾倒在另一个试管里继续下面的实验)。在碘水溶液中
2、范德华力与相对分子质量的关系
2
相对分子 质量 范德华力 (kJ/mol)
HCl 36.5
21.14
HBr 81
23.11
HI 128
26.00
结构相似,相对分子质量越大,范德 华力越大
二、范德华力及其对物质性质的影响
3、范德华力与分子的极性的关系 分子 CO Ar 相对分 子质量 28 40 分子的 极性 极性 非极性 范德华力 (kJ/mol) 8.75 8.50
一、键的极性和分子的极性
判断方法 同种非金属元素原子间形成的共价键 是非极性键 不同种非金属元素原子间形成的共价 键是极性键
一、键的极性和分子的极性
2、极性分子与非极性分子
非极性分子: 电荷分布均匀对称的分子 极性分子: 电荷分布不均匀不对称的分子
① ②
③
④
非极性分子:①②③⑦⑧ 极性分子:④⑤⑥⑨ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
比较熔沸点: HF > HCl H2O > H2S 邻羟基苯甲醛 < 对羟基苯甲醛
液 态 水 中 的 氢 键
科学视野 三、氢键及其对物质性质的影响
生物大分子中的氢键
四、溶解性 现象: 蔗糖和氨易溶于水,难溶于四氯化碳; 而萘和碘却易溶于四氯化碳,难溶于水。 “相似相溶”的规律:非极性溶质一般 能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于 极性溶剂。 水和甲醇相互溶 解,氢键存在增 大了溶解性
-50
×
CBr4
0
-100 -150 -200 -250
100 200 300 400 500 × CCl4 ×CF4 × CF
4
相对分子质量
四卤化碳的熔沸点与 相对原子质量的关系
壁虎为什么能在天花板土爬行自如?这曾 是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察 到,壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的 纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力 ? 实验证明,如 果在一个分币的面积土布满 100 万条壁虎足的细毛,可 以吊起20kg重的物体。近年来,有人用计算机模拟,证 明壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与 墙体之间的范德华力。
*
*
*
*
Cl
Cl
五、手性
拓展体验
1.下列说法不正确的是( A ) A.互为手性异构的分子组成相同,官能 团不同 B.手性异构体的性质不完全相同 C.手性异构体是同分异构体的一种 D.利用手性催化剂合成可得到或主要得 到一种手性分子
五、手性
拓展体验
2.下列化合物中含有手性碳原子的是( B ) B.CH3—CH—COOH OH C.CH3CH2OH D.CH3—OH
一、键的极性和分子的极性
思考 含有极性键的分子一定是极性
分子吗? 分析方法:从力的角度分析
在ABn分子中,A-B键看作AB原 子间的相互作用力,根据中心原子A 所受合力是否为零来判断,F合=0,为 非极性分子(极性抵消), F合≠0, 为极性分子(极性不抵消)
NH3: N
107º 18' 三角锥形, 不对称,键的极 性不能抵消,是极性分子 F3 BF3: 平面三角形,对称,键 120º 的极性互相抵消( F合 =0) ,是非极性分子 F F1 2 ’ F
科学视野
三、氢键及其对物质性质的影响
氢键的本质: 氢键:是由已经与电负性很强的原子形成共价键 的氢原子 ( 如水分子中的氢 ) 与另一个分子中电负 性很强的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。 氢键的表示: 表示为:X-H Y(X、Y为N、O、F)。
沸点/℃
100 75 50 25 0 -25 -50 -75 -100 -125 -150 CH4 NH3 HF
分子间内氢键:使物质的熔、沸点降低。
三、氢键及其对物质性质的影响
氢键对物质熔沸点影响: 分子间氢键使物质熔沸点升高
分子内氢键使物质熔沸点降低
氢键对物质溶解度的影响: 极性溶剂里,溶质分子与溶剂分子间的氢键 使溶质溶解度增大,而当溶质分子形成分子 间氢键使使溶质溶解度减小。
三、氢键及其对物质性质的影响 课堂讨论
l2F2
五、手性
拓展体验
3.下列各组物质中,属于同分异构体的是(AC ) A、 与
B、
与
C、CH3CH2CH(CH3)CH3 与 CH3(CH2)3 CH3
五、手性
具有手性碳原子的有机物具有光学活性. (1)下列分子中,没有光学活性的是______ B , A.乳酸 CH3—CHOH—COOH B.甘油 CH 2OH —CHOH— CH 2OH C.脱氧核糖 CH 2OH —CHOH—CHOH—CHO D.核糖 CH 2OH —CHOH—CHOH—CHOH—CHO
五、手性
手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的 应用。如图所示的分子,是由一家德国制药厂在 1957 年 10月1日上市的高效镇静剂,中文药名为“反应停”,它 能使失眠者美美地睡个好觉,能迅速止痛并能够减轻孕 妇的妊娠反应。然而,不久就发现世界各地相继出现了 一些畸形儿,后被科学家证实,是孕妇服用了这种药物 导致的随后的药物化学研究证实,在这种药物中,只有 图左边的分子才有这种毒副作用,而右边的分子却没有 这种毒副作用。人类从这一药物史上的悲剧中吸取教训, 不久各国纷纷规定,今后凡生产手性药物,必须把手性 异构体分离开,只出售能治病的那种手性异构体的药物。
二、范德华力及其对物质性质的影响
分子间 作用力 将干冰气化,破坏了CO2分子晶体的—————
思考:
共价键 将CO2气体溶于水,破坏了CO2分子的————
二、范德华力及其对物质性质的影响
二、范德华力及其对物质性质的影响
温度/℃
250 200 150 CBr4 ×
沸点
×
熔点
CI4
100 CCl 4 × 50
四、溶解性
加入约1mL四氯化碳(CCl4),振荡试管,观察碘被四氯化 碳萃取,形成紫红色的碘的四氯化碳溶液。再向试管里加 入1mL浓碘化钾(KI)水溶液,振荡试管,溶液紫色变浅, 这是由于在水溶液里可发生如下反应:I2+I—=I3—。实验 表明碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好?为什么?
溶质分子与溶剂分子的结构越相似,相互溶 解越容易。 溶质分子的分子间力与溶剂分子的分子 间力越相似,越易互溶。
五、手性
(2)有机物X的结构简式为
若使X通过化学变化,失去光学活性,可能发 ABE . 生的反应类型有________ A.酯化 B.水解 C.氧化 D.还原 E.消去 F.缩聚
了解巴斯德实验室合成的有机物 酒石酸盐并制得手性机物酒石酸盐过程。
科学史话
六、无机含氧酸分子的酸性 1、对于同一种元素的含氧酸来说,该元素 的化合价越高,其含氧酸的酸性越强。 HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4
相对分子质量相同或相近时,分子的极性越 大,范德华力越大
二、范德华力及其对物质性质的影响
4、范德华力对物质熔沸点的影响 单质 F2 Cl2 Br2 相对分子 质量 38 71 160 熔点/℃ -219.6 -101.0 -7.2 沸点/℃ -188.1 -34.6.5