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第2課時 分子的空間構型與分子性質,分子的對稱性 (1)分子的對稱因素：對稱軸、對稱面、對稱中心 對稱軸：對于某條直線，分子繞該直線旋轉一定的角度后可與原分子重合，則該直線稱為該分子的對稱軸。 對稱面：某平面將分子分為兩部分，且兩部分互為鏡像關系，則該平面稱為該分子的對稱面。 對稱中心：對于某一點，通過該點任意向兩端作射線，距離該點相等的距離處有相同的原子或基團，則該點稱為該分子的對稱中心。,1.,(2)對稱分子：依據_______的旋轉或借助_______的反映能夠復原的分子稱為對稱分子。 (3)對稱性：分子所具有的依據對稱軸旋轉或借助對稱面的反映能夠復原分子的這種性質稱為對稱性。 (4)分子的許多性質如_____、_______及_________等都與分子的對稱性有關。 手性異構體和手性分子：如果一對分子，它們的組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊，這對分子互稱為手性異構體。有手性異構體的分子稱為手性分子。,2．,對稱軸,對稱面,極性,旋光性,化學性質,手性碳原子：連接_________的原子或基團的碳原子稱為手性碳原子。 分子的極性——極性分子、非極性分子 (1)極性分子 分子內存在正、負兩極且正電荷重心和負電荷重心______的分子。 (2)非極性分子 分子內沒有正、負兩極，正電荷重心和負電荷重心_____的分子。 (3)實驗探究：將一定體積的由X分子組成的液體加入滴定管中；打開滴定管活塞讓液體_____流下，可看到液體呈,3．,4．,四個不同,不重合,緩緩,重合,_____狀垂直流入燒杯中；將用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近液體流，觀察：若液體流仍呈_____狀(無變化)，說明X為非 極性分子，若液體流發(fā)生了_____，說明X為極性分子。 分子極性的判斷方法 (1)只含非極性鍵的分子，都是_______分子。多原子單質分子屬非極性分子，如：Cl2、N2、O2、P4(O3除外)。 (2)以極性鍵結合而形成的異核雙原子分子，都是_____分子。即A—B型分子，如：HCl、CO均為極性分子。 (3)以極性鍵結合而成的多原子分子，空間構型為_______ ___的分子，是非極性分子；空間構型為___________的分子，是極性分子。,5．,直線,直線,偏移,非極性,極性,中心對,稱,非中心對稱,分子的空間構型、鍵的極性和分子極性的關系。 提示 空間構型、鍵的極性和分子極性的關系,【慎思1】,如何判斷ABn型分子的極性？ 提示 若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數，則為非極性分子；若不等，則為極性分子。如BF3、CO2等為非極性分子，NH3、H2O、SO2等為極性分子。,【慎思2】,分子的對稱性 (1)含義：對稱性是指一個物體包含若干等同部分，這些部分相互對應且相稱，它們經過不改變物體內任意兩點間距離的操作能夠復原，即操作前在物體中某地方有的部分，經操作后在原有的地方依舊存在相同的部分，也就是說無法區(qū)別操作前后的物體。 (2)對稱軸：分子中的所有原子以某條軸線為對稱，沿該軸線旋轉120°或240°時，分子完全復原，我們稱這根連線為對稱軸。,1．,像乙烷分子那樣以通過兩個碳原子的連線為軸旋轉120°或240°時，分子完全復原，我們稱這根連線為對稱軸。 (3)對稱面：對于甲烷分子而言，相對于通過其中兩個氫和碳所構成的平面，分子被分割成相同的兩部分，我們稱這個平面為對稱面。 (4)聯系：分子的許多性質如極性、旋光性及化學反應等都與分子的對稱性有關。 手性 (1)手性和手性分子定義：如果一對分子，它們的組成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊，這對分子互稱手性異構體。有手性異構體的分子稱為手性分子。,2．,(2)手性碳原子：當四個不同的原子或基團連接在碳原子(如CHBrClF)上時，形成的化合物存在手性異構體。其中，連接四個不同的原子或基團的碳原子稱為手性碳原子。 特別提醒：對于手性分子，主要掌握兩點： (1)根據定義判斷手性分子。 (2)手性碳原子：連接四個不同的原子或基團的碳原子稱為手性碳原子。,分子的極性 (1)極性分子和非極性分子定義：分子是電中性的，但任何分子都有一個正電荷重心和一個負電荷重心。正電荷重心和負電荷的重心不相重合的分子是極性分子，正電荷重心和負電荷的重心相重合的是非極性分子。 (2)分子極性的判斷 ①雙原子分子的極性 雙原子分子的極性取決于成鍵原子之間的共價鍵是否有極性，以極性鍵結合的雙原子分子是極性分子；以非極性鍵結合的雙原子分子為非極性分子。 由此可知，對雙原子分子來說，鍵的極性與分子的極性是一致的；化學鍵有極性，分子就有極性；反之，化學鍵無,3．,極性，通常分子也無極性。 ②多原子分子的極性 多原子分子的極性與分子中的鍵的極性關系比較復雜。如果組成分子的所有化學鍵均為非極性鍵，則分子通常為非極性分子，如白磷分子(P4)； 以極性鍵結合的多原子分子(ABm，A為中心原子，B為配位原子)，分子是否有極性取決于分子的空間構型。如：水分子、氨分子等是極性分子；二氧化碳分子、甲烷分子是非極性分子等。 多原子分子的極性除了與鍵的極性有關外，還與分子的空間構型有關。,水分子和二氧化碳分子都是由三個原子組成的分子，但二氧化碳分子為直線形，分子內兩個C===O極性鍵位于碳原子的兩側，使正、負電荷重心重合。因此CO2分子是非極性分子，在水分子中，分子內的兩個O—H鍵的夾角為104.5°，這兩個O—H鍵極性不能相互抵消，正負電荷重心不重合，所以水分子是極性分子。 特別提醒：判斷分子極性主要是把握住鍵的極性與分子構型的關系。任何一個分子必定存在一個正電荷重心和負電荷重心，如果分子中正電荷重心和負電荷重心重合，該分 子就是非極性分子。如果分子中正電荷重心和負電荷重心不重合，該分子就是極性分子。分子中正負電荷重心相距越遠，分子的極性就越大。,(3)分子極性對物質的熔點、沸點、溶解性的影響 ①分子的極性對物質的熔點、沸點有一定的影響，分子極性越大，分子間的電性作用強，克服分子間的引力使物質熔化或氣化所需外界能量就高，故熔點、沸點較高。 ②分子極性對物質的溶解性影響 一般情況下，由于極性分子間的電性作用，使得極性分子組成的溶質容易溶于極性分子組成的溶劑，難溶于非極性分子組成的溶劑，非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑，難溶于極性分子組成的溶劑，這在化學上稱為“相似相溶規(guī)則”。例如，氯化氫易溶于水難溶于汽油，碘易溶于CCl4，難溶于水。,下列分子是否有對稱性？哪些是a手性分子？b極性分子？c非極性分子？ (1)CH4 (2)CH3CH3 (3) (4)CH3CH===CHCH3 (5) (6)CHBrClF (7),【例1】?,解析 對于(1)～(5)均是對稱性分子、非極性分子；(6)(7)分子中含有一個手性碳原子是手性分子、極性分子。 答案 (1)(2)(3)(4)(5)有對稱性且均是非極性分子；(6)(7)是手性分子、極性分子。,(1)判斷分子是否是手性分子主要針對有機物分子，具有手性的有機物，是因為其含有手性碳原子造成的；判斷有機物是否含有手性碳原子很容易——看一個碳原子上是否連有四個不同的原子或基團。 (2)手性分子不一定是極性分子，極性分子不一定是手性分子。,在有機物分子中，常把連有4個不同原子或原子團的碳原子稱為“手性碳原子”，可用C*標記。例如：丙烷進行氯代反應可分離得到4種二氯代物A、B、C、D(不考慮立體異構)，分子式均為C3H6Cl2，當它們進一步氯代為三氯代物時，A只有一種三氯代物，B有兩種三氯代物，C和D都有三種三氯代物。已知C具有手性碳原子，試寫出A、B、C、D的結構簡式并判斷分子的極性。 A________，B________，C________，D________。,【體驗1】?,解析 由題意得丙烷的二氯代物分別為： 它們的氯 化物各分別有3種、3種、2種、1種，又因為(2)有光學活性，可得答案。,答案 它們均是極性分子,下列分子中屬于含極性鍵的非極性分子的是 ( )。 A．H2O B．Cl2 C．NH3 D．CCl4 解析 Cl2只含非極性鍵(Cl—Cl)，可首先排除B選項；A選項中H2O為角形結構，分子中正負電荷重心不重合，為極性分子；C選項中NH3為三角錐形結構，也為極性分子；只有D選項中的CCl4為正四面體形，結構對稱，分子中正負電荷重心重合，為非極性分子。 答案 D,【體驗2】?,(1)在180 ℃時，PCl5蒸氣中可能存在什么分子？試寫出分子式和結構式，并指出立體構型。,【案例】,(2)在250 ℃時，PCl5蒸氣中可能存在什么分子？試寫出分子式和結構式，并指出立體構型。 (3)PCl5是共價型分子化合物，熔融時為什么能導電？解釋有兩種P—Cl鍵鍵長的原因。 解析 (1)M＝9.3×22.4＝208.3，與PCl5相對分子質量208.5接近，故為PCl5。其為三角雙錐形，對稱結構且無極性，有兩種鍵長。(2)壓強比等于物質的量比，故反應后有2 mol氣體。(3)PCl4＋為正四面體，PCl6－為八面體，故前者鍵長198 pm，后者為206 pm。,答案 (1)PCl5 三角雙錐形 (2)PCl3、Cl2 三角錐形 Cl—Cl 直線形 (3)2PCl5===PCl4＋＋PCl6－；PCl4＋為正四面體形 PCl6－三角雙錐形，故為兩種鍵長。,