2024-2025年高中化學(xué)第2章第2節(jié)第2課時(shí)分子的空間構(gòu)型與分子性質(zhì)教案魯科版選修3

PAGE7-第2課時(shí)分子的空間構(gòu)型與分子性質(zhì)目標(biāo)與素養(yǎng)：1.了解極性分子和非極性分子。(微觀探析)2.了解“手性分子”在生命科學(xué)等方面的應(yīng)用。(社會(huì)責(zé)任)一、分子的對(duì)稱(chēng)性1．對(duì)稱(chēng)分子(1)概念依據(jù)對(duì)稱(chēng)軸的旋轉(zhuǎn)或借助對(duì)稱(chēng)面的反映能夠復(fù)原的分子。(2)性質(zhì)具有對(duì)稱(chēng)性。(3)與分子性質(zhì)的關(guān)系分子的極性、旋光性及化學(xué)性質(zhì)等都與分子的對(duì)稱(chēng)性有關(guān)。2．手性分子(1)手性一種分子和它在鏡中的像，就猶如人的左手和右手，相像而不完全相同，即它們不能重疊。(2)手性分子具有手性的分子。一個(gè)手性分子和它的鏡像分子構(gòu)成一對(duì)異構(gòu)體，分別用D和L標(biāo)記。(3)手性碳原子四個(gè)不同的原子或基團(tuán)連接的碳原子。(4)應(yīng)用①手性分子縮合制蛋白質(zhì)和核酸。②分析藥物有效成分異構(gòu)體的活性和毒副作用。③藥物的不對(duì)稱(chēng)合成。二、分子的極性1．分子極性的試驗(yàn)探究試驗(yàn)操作在一酸式滴定管中加入四氯化碳，打開(kāi)活塞，將用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒靠近四氯化碳液流在另一酸式滴定管中加入蒸餾水，打開(kāi)活塞，并將用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒靠近水液流現(xiàn)象四氯化碳液流方向不變水流方向發(fā)生變更結(jié)論四氯化碳液流與橡膠棒無(wú)電性作用水流與橡膠棒間有電性作用說(shuō)明四氯化碳分子中無(wú)正極和負(fù)極之分水分子中存在帶正電荷的正極和帶負(fù)電荷的負(fù)極2.極性分子和非極性分子類(lèi)別極性分子非極性分子概念分子內(nèi)存在正、負(fù)兩極的分子分子內(nèi)沒(méi)有正、負(fù)兩極的分子雙原子分子分子內(nèi)含極性鍵分子內(nèi)含非極性鍵多原子分子分子內(nèi)含極性鍵，分子空間構(gòu)型不對(duì)稱(chēng)分子內(nèi)只含非極性鍵或分子空間構(gòu)型對(duì)稱(chēng)微點(diǎn)撥：相像相溶原理是指極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑，非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑。3．分子極性的推斷(1)(2)1．推斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)CH4分子是面對(duì)稱(chēng)。(√)(2)NH3和H2O分子是面對(duì)稱(chēng)。(×)(3)由極性鍵構(gòu)成的分子都是極性分子。(×)(4)含有手性碳原子的分子都是極性分子。(√)2．下列分子為手性分子的是()B[B項(xiàng)乳酸分子的中間碳原子連—CH3、—H、—OH、—COOH四種不同的原子和基團(tuán)，為手性分子。]3．用一帶靜電的玻璃棒靠近A、B兩種純液體流，現(xiàn)象如圖所示，據(jù)此分析，A、B兩種液體分子的極性正確的是()A．A是極性分子，B是非極性分子B．A是非極性分子，B是極性分子C．A、B都是極性分子D．A、B都是非極性分子B[由圖示用一帶靜電的玻璃棒靠近A時(shí)，A不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明A無(wú)極性，靠近B時(shí)，B偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明B有極性。]分子的對(duì)稱(chēng)性1.對(duì)稱(chēng)軸：以通過(guò)兩個(gè)碳原子的連線為軸線旋轉(zhuǎn)120°或240°時(shí)，分子完全復(fù)原原狀，我們稱(chēng)這條連線為對(duì)稱(chēng)軸。2．對(duì)稱(chēng)面：如甲烷分子，通過(guò)與碳原子相連的兩個(gè)氫原子所構(gòu)成的平面，分子被分割成相同的兩部分，我們稱(chēng)這個(gè)平面為對(duì)稱(chēng)面。3．碳原子形成雙鍵或叁鍵時(shí)不是手性碳原子，手性碳原子和非手性碳原子可以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化。4．含有手性碳原子的分子是手性分子?！镜淅?】下列分子含有“手性”碳原子，屬于手性分子的是()C[抓住“手性”的含義，碳原子上連接有四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)，即為手性碳原子。]分子是否表現(xiàn)手性的推斷分子表現(xiàn)手性，是因?yàn)槠浜惺中蕴荚?。假如一個(gè)碳原子所連接的四個(gè)原子或基團(tuán)各不相同，那么該碳原子稱(chēng)為手性碳原子，用*C來(lái)表示。例如，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團(tuán)。所以，推斷一種有機(jī)物分子是否具有手性，就看其含有的碳原子是否連有四個(gè)不同的原子或基團(tuán)。1．如下圖中兩分子的關(guān)系是()A．互為同分異構(gòu)體 B．是同一種物質(zhì)C．是手性分子 D．互為同系物B[本題很簡(jiǎn)單看成為鏡面對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)而選擇手性分子，但依據(jù)手性分子的推斷方法，根本找不到手性碳原子，所以不是手性分子；分子相同，構(gòu)型相同，是同一種物質(zhì)。]推斷分子極性的方法1.依據(jù)分子的對(duì)稱(chēng)性推斷分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，正電荷重心和負(fù)電荷重心重合，則為非極性分子，正、負(fù)電荷重心不重合，則為極性分子。2．依據(jù)鍵的極性推斷3．閱歷規(guī)律(1)化合價(jià)法：若中心原子A的化合價(jià)的肯定值等于該元素所在的主族序數(shù)，則為非極性分子，否則為極性分子。(2)孤對(duì)電子法：若中心原子有孤電子對(duì)則為極性分子，否則為非極性分子。如BF3、CO2等為非極性分子，NH3、H2O、SO2等為極性分子。4．常見(jiàn)分子極性與非極性的推斷分子類(lèi)型鍵的極性分子構(gòu)型分子極性代表物雙原子分子A2非極性鍵直線形(對(duì)稱(chēng))非極性H2、O2、Cl2、N2等AB極性鍵直線形(不對(duì)稱(chēng))極性HF、HCl、CO、NO等三原子分子A2B(或AB2)極性鍵直線形(對(duì)稱(chēng))非極性CO2、CS2等(鍵角180°)極性鍵V形(不對(duì)稱(chēng))極性H2O(鍵角104．5°)、SO2(鍵角119．5°)等四原子分子AB3極性鍵平面三角形(對(duì)稱(chēng))非極性BF3、BCl3等極性鍵三角錐形(不對(duì)稱(chēng))極性NH3(鍵角107．3°)等五原子分子AB4極性鍵正四面體形(對(duì)稱(chēng))非極性CH4、CCl4(鍵角109．5°)等ABnC4－n(n<4且為整數(shù))極性鍵四面體形(不對(duì)稱(chēng))極性CHCl3、CH2Cl2等【典例2】在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：(1)以非極性鍵結(jié)合的非極性分子是________。(2)以極性鍵結(jié)合的具有直線形結(jié)構(gòu)的非極性分子是________________。(3)以極性鍵結(jié)合的具有正四面體形結(jié)構(gòu)的非極性分子是________________。(4)以極性鍵結(jié)合的具有三角錐形結(jié)構(gòu)的極性分子是____________________。(5)以極性鍵結(jié)合的具有sp3雜化軌道結(jié)構(gòu)的分子是__________________。[解析]HF是含有極性鍵的雙原子分子，為極性分子；H2O中氧原子實(shí)行sp3雜化方式，與H原子形成極性鍵，為極性分子；NH3中有極性鍵，N原子實(shí)行sp3雜化，三角錐形結(jié)構(gòu)；CS2與CO2相像，極性鍵、直線形非極性分子；CH4中C原子實(shí)行sp3雜化方式與H原子形成極性鍵，正四面體構(gòu)型，非極性分子；N2是由非極性鍵結(jié)合的非極性分子。[答案](1)N2(2)CS2(3)CH4(4)NH3(5)NH3、H2O、CH42．下列說(shuō)法正確的是()A．由極性鍵構(gòu)成的分子都是極性分子B．含非極性鍵的分子肯定是非極性分子C．極性分子肯定含有極性鍵，非極性分子肯定含有非極性鍵D．以極性鍵結(jié)合的雙原子分子肯定是極性分子D[由極性鍵構(gòu)成的分子若空間構(gòu)型勻稱(chēng)對(duì)稱(chēng)，則分子是非極性分子，A項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；含非極性鍵的分子也可能含有極性鍵，分子也可能是極性分子，如CH3CH2OH等，B項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；CO2是由極性鍵形成的非極性分子，C項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；以極性鍵結(jié)合的雙原子分子都是極性分子，D項(xiàng)說(shuō)法正確。]1．下列化合物中含有手性碳原子的是()D[推斷手性碳原子的方法：(1)寫(xiě)出各項(xiàng)物質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)式；(2)推斷是否有碳原子連接四個(gè)不同的原子或基團(tuán)。經(jīng)分析可推斷只有D項(xiàng)符合。]2．試驗(yàn)測(cè)得BeCl2為共價(jià)化合物，兩個(gè)Be—Cl鍵間的夾角為180°。由此可見(jiàn)，BeCl2屬于()A．由極性鍵構(gòu)成的非極性分子B．由極性鍵構(gòu)成的極性分子C．由非極性鍵構(gòu)成的極性分子D．由非極性鍵構(gòu)成的非極性分子A[Be—Cl共價(jià)鍵為不同元素的原子間形成的極性鍵，BeCl2為直線形對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，故為非極性分子。]3．下列分子中，屬于含有極性鍵的非極性分子的是()A．H2O B．Cl2C．NH3 D．CCl4D[H2O分子中O—H鍵為極性鍵，H2O分子為V形，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)，是極性分子；Cl2是雙原子單質(zhì)分子，Cl—Cl鍵是非極性鍵，屬含非極性鍵的非極性分子，NH3分子中N—H鍵是極性鍵，分子構(gòu)型是三角錐形，N原子位于頂端，電荷分布不對(duì)稱(chēng)，是極性分子；CCl4分子中C—Cl鍵是極性鍵，分子構(gòu)型呈正四面體形，C原子位于正四面體中心，四個(gè)Cl原子分別位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，電荷分布對(duì)稱(chēng)，是非極性分子。]4．下列含有極性鍵的非極性分子是()①CCl4②NH3③CH4④CO2⑤N2⑥H2S⑦SO2⑧CS2⑨H2Oeq\o(○,\s\up5(10))HFA．②③④⑤⑧ B．①③④⑤⑧C．①③④⑧ D．以上均不對(duì)C[NH3、H2S、SO2、H2O、HF是含極性鍵的極性分子，N2是含非極性鍵的非極性分子。]5．A、B、C、D、E為五種由短周期元素構(gòu)成的微粒，它們都有10個(gè)電子，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：微粒ABCDE原子核數(shù)雙核多核單核多核多核電荷數(shù)1－02＋1＋0其中：B是由極性鍵構(gòu)成的4原子分子，A和D可以形成B和E。(1)A、C、E的化學(xué)式是：A________，C________，E________。(2)B分子是________分子(填“極性”或“非極性”)，室溫下，等物質(zhì)的量的B與鹽酸反應(yīng)后，溶液pH________7(填“<”“>”或“＝”)。(3)B、E兩種分子的空間構(gòu)型分別為：B________