复习题教学设计实例

第3课时

分子的空间构型与分子性质

课

标

解

读

1.初步认识分子的极性、手性分子等概念。

2.认识分子的空间构型与分子极性的关系。

3.能运用有关理论预测分子的极性。

重

点

难

点

1.极性分子、非极性分子的判断。(重点) 2.手性分子。(重、难点) 课前自主导学

一、分子的对称性

1.手性异构体和手性分子

和

完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能

的一对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。

2．手性碳原子

当四个不同的原子或基团连接在同一碳原子上时，形成的化合物存在

。其中，连接四个不同的原子或基团的

称为手性碳原子。

3．手性分子的重要用途

由于手性分子对生命及生理活动有其特殊的活性，化学工作者期望可以找到对癌症和一些目前的疑难杂症有治疗作用的手性药品；同时也期望早日实现“手性分子”的合成和分离的工业化；期望能制造出可以利用的“手性分子”作为高分子聚合物的单体，用以合成易降解的高分子化合物，减少环境污染。

二、分子的极性

1.极性分子与非极性分子

(1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心

的分子。

(2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心

的分子。

2．非极性分子、极性分子的判断方法

(1)双原子分子

分子的极性取决于成键原子之间的共价键是否有

，以

结合的双原子分子是极性分子，以

结合的双原子分子是非极性分子。

(2)以极性键结合的多原子分子(ABm型) 分子的极性取决于分子的

。若配位原子

地分布在中心原子周围，整个分子的正、负电荷重心

，则分子为非极性分子。

3．分子的极性对物质溶解性的影响——相似相溶规则

非极性分子构成的物质一般易溶于

溶剂，极性分子构成的物质一般易溶于

溶剂。

思考交流

如何理解NH3与CH4在水中的溶解度不同？

课堂互动探究一、键的极性与分子极性之间的关系

【问题导思】

中华资源库①由极性键形成的分子中，怎样判断正电荷的重心和负电荷的重心是否重合？

②含极性键的分子一定是极性分子吗？

温馨提醒

分子的极性是分子中化学键的极性向量和。只含有非极性键的分子一定是非极性分子；而含极性键的分子，如果分子的空间结构是对称的，则键的极性相互抵消，各个键的极性的向量和为零，整个分子就是非极性分子；反之，则是极性分子。

例1

下列叙述中正确的是(

) A．以非极性键结合的双原子分子一定是非极性分子

B．以极性键结合的分子一定是极性分子C．非极性分子只能是双原子单质分子

D．非极性分子中一定含有非极性键

变式训练

1．某化合物的分子式为AB2，该分子是否为极性分子取决于(

)

A．键的极性

B．键的空间排列

C．键的极性和空间排列

D．都不是

二、ABm型分子极性的判断方法

【问题导思】

①判断HCl、CO2、NH3、CH4分子的极性。

②判断CH3Cl分子的极性。

1. 化合价法

ABm型分子中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，其分子为极性分子。Ziyanku.com Ziuanku.com

2．物理模型法

将ABm型分子中心原子看做一个受力物体，将A、B间的极性共价键看做作用于中心原子上的力，根据ABm的空间构型，判断中心原子受力是否平衡，如果受力平衡，则ABm型分子为非极性分子，否则为极性分子。

温馨提醒

CH4分子中，碳原子的化合价为－4，其绝对值为4；碳原子的价电子数为4，故二者相等，CH4为非极性分子。

CH3Cl分子中，碳原子的化合价为－2，其绝对值为2；碳原子的化合价不等于碳原子的价电子数，故该分子为极性分子。

例2

下列叙述中不正确的是(

) A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，稳定性也越强

B．以极性键结合的分子，一定是极性分子

C．判断A2B或AB2型分子为极性分子必须具有极性键且空间构型不对称

D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合

变式训练

2．(2011·海南高考)下列分子中，属于非极性的是(

) A．SO2

B．BeCl2

C．BBr3

D．COCl2

课堂小结

当堂双基达标

1．实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，则BeCl2属于

(

) A．由极性键构成的极性分子

B．由极性键构成的非极性分子

C．由非极性键构成的极性分子WWW.ziyuanku.com D．由非极性键构成的非极性分子

2．下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是(

) A．CO2、H2S B．C2H4、CH4

C．Cl2、C2H2

D．NH3、HCl

3．微波炉加热时，电炉内的微波场以极高的频率改变电场的方向，使水分子迅速摆动而产生热效应。在高频改变方向的电场中水分子会迅速摆动的原因是(

) A．水分子具有极性共价键

B．水分子中有共用电子对

C．水由氢、氧两元素的原子组成

D．水分子是极性分子

4．(2013·南通高二质检)当一个碳原子所连四个原子或原子团不同时，该碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2个手性碳原子的是(

)

5．请完成下列表格的填空：

6．白磷的结构如图所示，白磷分子中，每个磷原子成键电子对数为________，原子轨道采用的杂化方式是________。白磷分子是正四面体型结构，它应该是________(选填“极性”或“非极性”)分子，在CS2中________(选填“能”或“不能”)溶解。

参考答案

课前自主导学

一、1.组成

原子的排列方式

重叠

2．手性异构体

碳原子

二、1. (1)不相重合

(2)相重合

2．

(1)极性

极性键

非极性键

(2)空间构型

对称

相重合3．非极性

极性

思考交流

【提示】

NH3分子是三角锥型分子，具有较强的极性，根据相似相溶规则，NH3易溶于极性溶剂水中。另外，由于NH3与H2O分子间可形成氢键，也促进了NH3的溶解；NH3与H2O反应，也是NH3在水中溶解度大的原因之一。而CH4分子是正四面体结构，尽管C—H键也有极性，但CH4分子为非极性分子，根据相似相溶规则，CH4分子难溶于极性溶剂水中。

课堂互动探究

一、【问题导思】

【提示】

①通过分子的空间构型，对称分子正、负电荷的重心重合；不对称分子正、负电荷重心不重合。

②不一定。CO2为含极性键的非极性分子；H2O为含极性键的极性分子。

WWW.ziyuanku.com

例1 【解析】

对于抽象选择题，可用反例法以具体的物质判断正误。A项是正确的，如O2、H2、N2等；B项错误，以极性键结合的分子不一定是极性分子，若分子构型对称，正负电荷重心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，非极性键也存在于某些共价化合物中，如H2O2、C2H4、C2H5OH，某些离子化合物中也存在非极性键，如Na2O2；D项错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等。【答案】

A 变式训练

1．【解析】

键的极性和空间排列决定了分子是否有极性。分子有极性，键一定有极性；而WWW.ziyuanku.com$来&源：ziyuanku.com

分子无极性，键可能无极性也可能有极性。

【答案】

C 二、【问题导思】

【提示】

①极性分子：HCl、NH3；非极性分子：CO2、CH4。

②CH3Cl为极性分子。

例2 【解析】

在HF、HCl、HBr、HI分子中，卤素的非金属性越强，H—X键的极性越强；以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，但以极性键结合的多原子分子也可能是非极性分子，如CO2是非极性分子；A2B型分子如H2O、H2S等，AB2型分子如SO2等，判断其是极性分子的根据是必有极性键，且空间构型不对称。CO2、CS2等多原子分子，其空间构型对称，这样的非极性分子中可以含有极性键。

【答案】

BD 变式训练

2．【解析】

A、B、C三项利“化合价法”判断：SO2中S的化合价为＋4，价电子数为6，SO2为极性分子；BeCl2中Be的化合价为＋2，价电子数为2，该分子为非极性分子；BBr3中B的化合价为＋3，价电子数为3，该分子为非极性分子；D项结构为为非对称结构，故为极性分子。

【答案】

BC ，此结构当堂双基达标

1．【解析】

Be—Cl键由不同元素的原子形成，两种原子吸引电子能力不同，为极性键。由于两个Be—Cl键间的夹角为180°，分子空间构型为直线形，分子内正负电荷重心重合，共价键的极性抵消，分子没有极性。由此可见，BeCl2属于由极性键构成的非极性分子。

【答案】

B 2．【解析】

A项中CO2和H2S都含极性键，但前者是非极性分子(直线形)，后者是极性分子(V形)；B项中C2H4是平面分子，CH4为正四面体型，均含极性键且均为非极性分子；C项中Cl2不含极性键；D项中NH3、HCl均为极性分子。

【答案】

B 3．【解析】

水分子在不断改变方向的电场中迅速摆动，说明水分子显示电性作用，其根本原因是水分子属于极性分子。

【答案】

D 4．【解析】

A、B、D中各一个手性碳原子。

【答案】

C 5．【解析】

本题着重考查分子的极性与键的极性以及分子空间构型之间的关系。由非极性

键构成的分子一般都是非极性分子。由极性键构成的分子，若能空间对称，分子中电荷不显电性，分子则无极性，这样的空间对称有三种：一是直线形对称，键角为180°，常见的分子有：CO2、CS2、C2H2等；二是平面对称，键角为120°，分子构型为平面正三角形，常见的分子有BF3、BBr3等；三是立体对称，键角为109.5°，分子构型为正四面体，常见的分子有CH4、CCl4、SiH4等。

【答案】

5＋36．【解析】

P4分子中磷原子的价电子对数为＝4，采用sp3杂化，成键电子对数为3，2孤电子对数为1。白磷分子呈中心对称结构，属于非极性分子，应溶于非极性溶剂CS2中。

【答案】

3

sp3

非极性

能