2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第3節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第2課時(shí)分子間的作用力分子的手性課件新人教版選擇性必修2

第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第二課時(shí)分子間的作用力分子的手性素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.認(rèn)識(shí)分子間存在相互作用,并從宏觀上能說(shuō)明分子間作用力、氫鍵對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)等性質(zhì)的影響,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.了解分子間作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響并對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)解釋,形成證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。3.結(jié)合實(shí)例如手性合成,初步認(rèn)識(shí)分子的手性對(duì)其性質(zhì)的影響及對(duì)于化學(xué)研究的重大意義,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。兩種分子間作用力:范德華力和氫鍵。氫鍵的兩種類型:分子間氫鍵、分子內(nèi)氫鍵。一個(gè)規(guī)律:“相似相溶”規(guī)律。三種影響:熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性。一種特殊結(jié)構(gòu):手性分子。知識(shí)點(diǎn)一分子間的作用力基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)一分子間的作用力1.范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響分子

相互

作用力

弱

越大

相似

越大

物理

越高

2.氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

電負(fù)性

氫原子

電負(fù)性

N、O、F共價(jià)鍵

氫鍵

分子間

分子內(nèi)

升高

降低

3.溶解性為經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,但有例外,如CO、NO等為極性分子,但難溶于水(1)“相似相溶”規(guī)律:非極性溶質(zhì)一般能溶于

溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于

溶劑。如蔗糖和氨

水,

四氯化碳,而萘和碘卻

四氯化碳,

水。

非極性

極性

易溶于

難溶于

易溶于

難溶于

(2)影響物質(zhì)溶解性的因素①內(nèi)因a.物質(zhì)自身的結(jié)構(gòu),“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。如低級(jí)醇(甲醇、乙醇等)可以與水以任意比例互溶,而戊醇的烴基較大,其中的—OH與水分子的—OH的相似因素小得多,在水中的溶解度明顯減小。b.如果溶質(zhì)和溶劑之間形成氫鍵,則溶質(zhì)在溶劑中的溶解度比較大。如果溶質(zhì)分子不能與水分子形成氫鍵,則在水中的溶解度就比較小。c.化學(xué)反應(yīng)——溶質(zhì)與溶劑反應(yīng)可增大溶解度。如SO2與H2O反應(yīng)生成H2SO3等。②外因a.溫度:一般來(lái)說(shuō),溫度升高,固體物質(zhì)的溶解度增大,氣體物質(zhì)的溶解度減小。b.壓強(qiáng):壓強(qiáng)越大,氣體的溶解度越大。深度思考1.比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用“相似相溶”規(guī)律解釋它們的溶解度不同?2.在元素周期表中氟的電負(fù)性最大,用氫鍵表示式寫(xiě)出氟的氫化物溶液中存在的所有氫鍵。提示

NH3為極性分子,CH4為非極性分子,而水是極性分子,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,NH3易溶于水,而CH4不易溶于水。并且NH3與水之間還可形成氫鍵,使得NH3更易溶于水。提示

HF在水溶液中形成的氫鍵可從HF和HF、H2O和H2O、HF和H2O(HF提供氫)、H2O和HF(H2O提供氫)四個(gè)方面來(lái)考慮。由此可以得出HF水溶液中存在的氫鍵為F—H…F、O—H…O、F—H…O、O—H…F。3.根據(jù)自己的學(xué)習(xí)歸納形成氫鍵應(yīng)具備哪些條件?提示

①氫原子位于X原子和Y原子之間。②X、Y原子所屬元素通常具有很大的電負(fù)性和較小的原子半徑,主要是N、O、F元素。正誤判斷(1)范德華力的實(shí)質(zhì)是電性作用,有一定的方向性和飽和性。(

)提示

范德華力沒(méi)有方向性和飽和性。(2)氫鍵只存在于分子之間。(

)提示

分子內(nèi)也能形成氫鍵。(3)HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱,是因?yàn)榉肿娱g作用力依次減弱。(

)提示

分子的穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān),分子間作用力只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)?！痢痢?4)CS2在水中的溶解度很小,是因?yàn)镃S2是極性分子。(

)提示

根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,水是極性分子,CS2是非極性分子,所以CS2在水中的溶解度很小。(5)氫鍵屬于化學(xué)鍵。(

)提示

氫鍵是分子間作用力,不屬于化學(xué)鍵?！痢撩麕燑c(diǎn)撥氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響概念圖解DNA雙鏈間的氫鍵重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

范德華力和氫鍵的判斷例1下列物質(zhì)的變化,既破壞了氫鍵又破壞了范德華力的是(

)A.碘單質(zhì)的升華B.NaCl溶于水C.將水加熱變?yōu)樗魵釪.NH4Cl受熱分解C解析

碘單質(zhì)升華破壞的只是范德華力,A項(xiàng)不符合題意;NaCl溶于水破壞的是離子鍵,B項(xiàng)不符合題意;液態(tài)水變成水蒸氣,既破壞了氫鍵又破壞了范德華力,C項(xiàng)符合題意;NH4Cl受熱分解為NH3和HCl,破壞的是離子鍵、共價(jià)鍵,D項(xiàng)不符合題意。【變式設(shè)問(wèn)】在實(shí)現(xiàn)“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化過(guò)程中,各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次有哪些?提示

范德華力和氫鍵,范德華力和氫鍵,極性鍵。在雪花、水、水蒸氣中存在O—H…O分子間氫鍵,故在實(shí)現(xiàn)“雪花→水→水蒸氣”的變化階段主要破壞了水分子間的氫鍵與范德華力,而實(shí)現(xiàn)“水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化則破壞了O—H極性共價(jià)鍵。易錯(cuò)警示(1)氫鍵和范德華力都屬于分子間作用力,不能把氫鍵當(dāng)成化學(xué)鍵。(2)分子間氫鍵和范德華力可以同時(shí)存在。(3)分子間作用力主要影響由分子構(gòu)成的物質(zhì)的物理性質(zhì),而化學(xué)鍵決定分子的穩(wěn)定性。(4)只有分子間距離接近到一定程度時(shí)才有分子間作用力(包括范德華力和氫鍵)。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]下列每組物質(zhì)都能形成分子間氫鍵的是(

)A.HClO4和H2SO4

B.CH3COOH和H2SeC.C2H5OH和NaOH D.H2O2和HIA解析

HClO4和H2SO4可形成分子間氫鍵,A正確;Se的非金屬性較弱,H2Se不能形成分子間氫鍵,B錯(cuò)誤;NaOH是離子化合物,不能形成分子間氫鍵,C錯(cuò)誤;HI中碘元素非金屬性較弱,不能形成分子間氫鍵,D錯(cuò)誤。探究角度2

范德華力和氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響例2下列兩組命題中,B組中命題正確,且能用A組中的命題加以解釋的是(

)A組B組Ⅰ.H—I的鍵能大于H—Cl的鍵能①HI比HCl穩(wěn)定Ⅱ.HF分子間存在氫鍵,而HCl分子間無(wú)氫鍵②HF的沸點(diǎn)比HCl高Ⅲ.H2S的范德華力大于H2O的范德華力③H2S的沸點(diǎn)比H2O的高Ⅳ.HI的范德華力小于HCl的范德華力④HI的沸點(diǎn)比HCl的低A.Ⅰ

① B.Ⅱ

②C.Ⅲ

③ D.Ⅳ

④B解析

碘和氯屬于同主族,碘的原子半徑大于氯的原子半徑,碘的非金屬性弱于氯的非金屬性,H—Cl的鍵能大于H—I的鍵能,HCl的穩(wěn)定性大于HI的穩(wěn)定性,A錯(cuò)誤。HF分子間存在氫鍵,HF的沸點(diǎn)比HCl高,B正確。H2S的結(jié)構(gòu)和H2O的結(jié)構(gòu)相似,但由于H2O分子間存在較強(qiáng)的氫鍵,所以H2O的熔、沸點(diǎn)高,C錯(cuò)誤。HCl和HI結(jié)構(gòu)相似,HI的范德華力大于HCl的范德華力,HI的熔、沸點(diǎn)要高于HCl的熔、沸點(diǎn),D錯(cuò)誤?！咀兪皆O(shè)問(wèn)】(1)上題Ⅲ中H2S易溶于H2O的原因有哪些?(2)HI、HCl、HF的穩(wěn)定性和沸點(diǎn)大小順序如何?提示

H2S和H2O都是極性分子,H2S分子中的氫原子與H2O中的氧原子形成氫鍵。提示

穩(wěn)定性HI<HCl<HF,沸點(diǎn)HCl<HI<HF。

思維建模判斷物質(zhì)性質(zhì)影響因素的解題流程(1)首先判斷該性質(zhì)是物理性質(zhì)還是化學(xué)性質(zhì),然后找出其影響因素。(2)根據(jù)作用力的強(qiáng)弱分析物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律。如鍵能越大,鍵長(zhǎng)越短,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定;相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高。(3)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性、密度、相對(duì)分子質(zhì)量等反常要考慮氫鍵的影響。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]生物體系中的DNA的形成和氫鍵有著密切的關(guān)系。關(guān)于氫鍵,下列說(shuō)法正確的是(

)A.分子中有N、O、F原子,分子間就存在氫鍵B.因?yàn)闅滏I的緣故,

比

熔、沸點(diǎn)高C.由于氫鍵比范德華力強(qiáng),所以H2O分子比H2S分子穩(wěn)定D.“可燃冰”——甲烷水合物(例如:8CH4·46H2O)中CH4與H2O之間存在氫鍵B解析

非金屬性較強(qiáng)的元素(如N、O、F等)的氫化物易形成氫鍵,但并不是分子中有N、O、F原子的分子間就存在氫鍵,如NO分子間就不存在氫鍵,A錯(cuò)誤;形成分子內(nèi)氫鍵時(shí),物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都會(huì)降低,形成分子間氫鍵時(shí),物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)就會(huì)升高,

形成分子間氫鍵,

形成分子內(nèi)氫鍵,故

的熔、沸點(diǎn)更高,B正確;分子的穩(wěn)定性與氫鍵無(wú)關(guān),而與化學(xué)鍵有關(guān),C錯(cuò)誤;C—H的極性非常弱,CH4不能與水分子形成氫鍵,可燃冰的形成是因?yàn)樗肿油ㄟ^(guò)氫鍵形成籠狀結(jié)構(gòu),籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑與甲烷分子的直徑相近,剛好可以容納下甲烷分子,而甲烷分子與水分子之間沒(méi)有氫鍵,D錯(cuò)誤。探究角度3

物質(zhì)的溶解性規(guī)律例3(1)下列敘述不正確的是

(填字母)。

A.鹵化氫易溶于水,不易溶于四氯化碳 B.碘易溶于汽油,微溶于水C.氯化鈉易溶于水,也易溶于食用油 D.甲烷易溶于汽油,難溶于水(2)將幾種物質(zhì)在水和四氯化碳中的溶解情況填入表中:物質(zhì)蔗糖磷酸白磷萘①水

②四氯化碳

C易溶易溶難溶難溶難溶難溶易溶易溶其原因是

。

根據(jù)“相似相溶”規(guī)律判斷,極性溶質(zhì)一般易溶于極性溶劑,非極性溶質(zhì)一般易溶于非極性溶劑解析

(1)HX(X為鹵素原子)、H2O均為極性分子,I2、CH4均為非極性分子,CCl4、汽油均為非極性溶劑。根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,可知A、B、D項(xiàng)正確;NaCl為離子化合物,易溶于水,不溶于有機(jī)溶劑,C項(xiàng)不正確。(2)分析題給物質(zhì)和溶劑的極性可知,蔗糖、磷酸、水均是極性分子,而白磷、萘、四氯化碳均是非極性分子。根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,可得出結(jié)論。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3](1)NH3在水中的溶解度很大。下列說(shuō)法與NH3的水溶性無(wú)關(guān)的是

(填字母)。

a.NH3和H2O都是極性分子b.NH3在水中易形成氫鍵d.NH3是一種易液化的氣體(2)金屬鎳粉在CO氣流中輕微加熱,生成無(wú)色揮發(fā)性液體Ni(CO)4,Ni(CO)4呈正四面體形。Ni(CO)4易溶于下列物質(zhì)中的

(填字母)。

a.水

b.CCl4 c.苯

d.NiSO4溶液(3)甲醛、甲醇和甲酸等碳原子數(shù)較少的醛、醇和羧酸均易溶于水的原因是

。

dbc它們都是極性分子且都能與H2O分子形成分子間氫鍵解析

(1)NH3極易溶于水,主要原因有NH3分子與H2O分子間形成氫鍵;NH3和H2O都是極性分子,相似相溶;NH3和H2O能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),a、b、c項(xiàng)不符合題意;NH3易液化是因?yàn)镹H3分子之間易形成氫鍵,與其水溶性無(wú)關(guān),d項(xiàng)符合題意。(2)由Ni(CO)4易揮發(fā)且其空間結(jié)構(gòu)為正四面體形可知,Ni(CO)4為非極性分子,根據(jù)“相似相溶”規(guī)律可知,Ni(CO)4易溶于CCl4和苯。知識(shí)點(diǎn)二分子的手性基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)二分子的手性1.手性異構(gòu)體:具有完全相同的組成和原子排列的

,如同左手和右手一樣互為

,卻在三維空間里不能疊合,互稱

(或?qū)τ钞悩?gòu)體)。

2.手性分子:有

的分子。

一對(duì)分子

鏡像

手性異構(gòu)體

手性異構(gòu)體

3.手性分子的應(yīng)用

領(lǐng)域應(yīng)用醫(yī)藥現(xiàn)今使用的藥物中手性藥物超過(guò)50%對(duì)于手性藥物,一個(gè)異構(gòu)體可能

,而另一個(gè)異構(gòu)體可能是

甚至是

合成手性催化劑:

或者主要

一種手性分子的合成

用

生產(chǎn)藥物,可以只得到或者主要得到一種

,這種獨(dú)特的合成方法稱為手性合成

4.手性碳原子:連接四個(gè)不同原子或基團(tuán)的碳原子,稱為手性碳原子。

有效

無(wú)效

有害的

只催化

催化

手性催化劑

手性分子

深度思考一種氨基酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。氨基酸的一個(gè)分子中含有幾個(gè)手性碳原子?提示

2。根據(jù)手性碳原子周圍連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)可判斷該物質(zhì)有2個(gè)手性碳原子。正誤判斷(1)互為手性異構(gòu)體的分子互為鏡像。(

)(2)手性分子之間,因分子式相同,故其性質(zhì)相同。(

)提示

手性分子的某些物理性質(zhì)是不同的。(3)手性異構(gòu)體分子組成相同。(

)提示

手性異構(gòu)體是同分異構(gòu)體的一種,同分異構(gòu)體分子式相同,所以手性異構(gòu)體分子組成相同。(4)手性異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化。(

)提示

手性異構(gòu)體屬于不同的物質(zhì)?！獭痢獭讨仉y突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度

手性分子的性質(zhì)與判斷例

(1)(2023·新課標(biāo)卷)異山梨醇()分子中有

個(gè)手性碳原子。

(2)(2023·湖北卷)中藥丹參()分子中有

個(gè)手性碳原子。

44解析

分子中的手性碳原子如圖:思維建模解答有關(guān)手性分子問(wèn)題的思維流程如下:[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]丙氨酸(C3H7NO2)分子為手性分子,它存在手性異構(gòu)體,如圖所示:下列關(guān)于丙氨酸的兩種手性異構(gòu)體(Ⅰ和Ⅱ)的說(shuō)法正確的是(

)A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2個(gè)手性碳原子B.Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對(duì)稱,具有相同的分子極性C.Ⅰ和Ⅱ分子都是極性分子,只含有極性鍵,不含非極性鍵D.Ⅰ和Ⅱ的化學(xué)鍵相同,分子的性質(zhì)也相同B解析

Ⅰ和Ⅱ分子中都只含有1個(gè)手性碳原子,都是極性分子,分子中都含有極性鍵和非極性鍵,二者互為手性異構(gòu)體,具有不同的性質(zhì)。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]下列有機(jī)物分子具有手性異構(gòu)體的是(

)A.CH4

B.CH3CH2OHC. D.CH3COOHC解析

只有C項(xiàng)中分子存在手性異構(gòu)體,中標(biāo)有“*”的碳原子是手性碳原子,其余碳原子不是手性碳原子。學(xué)以致用·隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)12345題組1范德華力與氫鍵的理解1.下列關(guān)于范德華力的敘述正確的是(

)A.范德華力是化學(xué)鍵B.范德華力與化學(xué)鍵的區(qū)別是作用力的強(qiáng)弱問(wèn)題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解析

范德華力屬于分子間作用力,不屬于化學(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;范德華力其實(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,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。123452.關(guān)于氫鍵,下列說(shuō)法正確的是(

)A.氫鍵比范德華力強(qiáng),所以它屬于化學(xué)鍵B.冰中存在氫鍵,水中不存在氫鍵C.分子間形成的氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高D.H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物,這是由于氫鍵所致C解析

氫鍵屬于分子間作用力,其大小介于范德華力和化學(xué)鍵之間,不屬于化學(xué)鍵,分子間氫鍵的存在,使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;在冰和水中都存在氫鍵,而H2O的穩(wěn)定性主要是由分子內(nèi)O—H的鍵能決定,B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。12345題組2手性分子及其判斷3.手性分子往往具有一定光學(xué)活性。乳酸分子是手性分子,如圖

。乳酸中的手性碳原子是(

)A.① B.②C.③ D.②③B解析

②號(hào)碳原子連接CH3—、—H、—COOH、—OH四種不同的基團(tuán)。

12345題組3范德華力與氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響4.下列說(shuō)法正確的是(

)A.HF具有弱酸性,與HF分子間存在氫鍵有關(guān)B.鄰硝基苯酚與對(duì)硝基苯酚的沸點(diǎn)相同C.NH3在水中的溶解度較大,與氫鍵無(wú)關(guān)D.H2O的沸點(diǎn)低于H2S的沸點(diǎn)A解析

A項(xiàng),由于氟原子電負(fù)性高,半徑小,HF分子間存在氫鍵,在水中與水分子也形成氫鍵使其不易電離出H+,呈弱酸性,正確;B項(xiàng),前者主要形成分子內(nèi)氫鍵,后者主要形成分子間氫鍵,故后者沸點(diǎn)高,錯(cuò)誤;C項(xiàng),在極性溶劑中,若溶質(zhì)分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度