分子极性

《分子极性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分子极性（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、分子极性分子极性分子的极性取决于两个因素分子的极性取决于两个因素：一是分子中每一个键两端的原子的电负性的差异，差异 越大的，键的极性越强；另一个因素就是每个键极性向量的向量和，其向量和不为零的分 子就是极性分子。极性分子间有偶极偶极作用力，非极性分子间则只有 London dispersion forces（即瞬间偶极感应偶极作用力），后者是所有分子间都有的作用力。 而偶极偶极作用力与 London dispersion forces 通称为范德华力。氢键可视为极性分子的一个极端，因为 HF, HO, HN 的键中，氢原子的唯一一个 电子几乎被电负性极强的 F、O 和 N 拉走，所以氢原子上带

2、有相当的正电荷，比如 HF 分子， 其上的氢原子相当于带有+0.45 电子电荷，而氟原子上带有0.45 电子电荷。这氢原子与 旁边的另一个 F, O, 或 N 原子就会有极强的作用力，即是氢键。当一个键两端的原子的电 负性的差异大到非常大，则形成离子键。“分子的极性相近，互溶的效果较佳”是极性分子间作用力的很好例子，不过溶解是 溶质、溶剂分子间，溶质、溶质分子间，溶剂、溶剂分子间作用力的比较，可以扩大到其 它的分子间作用力，如氢键、离子与极性分子间作用力。其它相关作用力的例子，如表面张力, 粘度, 附着力等。极性分子间的作用力较非极 性者为高，因此分子量相同的两化合物，极性高者沸点与熔点较高。

3、分子的极性运用在溶 解度上是最重要的，例如要从天然植物萃取天然物时，常由极性低的溶剂开始萃取，依次 用极性越来越高的溶剂，在不同极性的萃取液中会得到不同的化合物。做再结晶时常用一 可溶的溶剂搭配一不可溶的溶剂，当然也是靠着溶剂极性的差异。做管柱层析时，也常利 用极性不同的溶剂来冲洗，达成分离的效果。有些时候重要的并非整个分子的极性，而是区域性的极性，例如肥皂就是很好的例子， 肥皂分子的一端是极性很高的，具有亲水性，另一端则是极性很低的，具有亲油性，因此 造成了肥皂的清洁效果。实际上细胞膜也是由类似肥皂般的分子构成，细胞膜的内表面与 外表面是极性端可与水亲和，内外表面之间则是排列着非极性的长链烷

4、类，是憎水的，阻 挡了水中的极性分子任意进出。按照细胞膜构成的原理，也可以人工方式制造出微胞 (micell)，若将药物放在微胞中，在人体内可将药物慢慢的释放出来。 在小分子内极性基 团相互的作用力，也会控制分子的结构或称构型。如何来衡量分子是否有极性？如何来衡量分子是否有极性？偶极矩是衡量分子极性大小的物理量。物理学中，把大 小相等符号相反彼此相距为 d 的两个电荷（+q 和q）组成的体系称为偶极子，其电量与 距离之积，就是偶极矩（）。=qd。极性分子就是偶极子。因为，对分子中的正负电 荷来说，可以设想它们分别集中于一点，叫做正电荷中心和负电荷中心，或者叫分子的极 （正极或负极）。极性分子的

5、偶极矩等于正负电荷中心间的距离乘以正电中心（或负电中 心）上的电量。偶极矩是一个矢量，既有数量，又有方向，其方向是从正极到负极。因为 电子的电量为 1.61019C。已知偶极矩的数值，可以求出偶极长度，即正负电荷中心之 间的距离 d，两个中心间的距离和分子的直径有相同的数量级，即 1010m。所以，偶极矩 的大小数量级为 1030Cm。如 H2、CH4、CCl4，等分子的偶极矩为 0，即它们都是非极性分 子；NH3的偶极矩为 4.91030Cm 不等于零，是极性分子，且偶极矩越大，分子极性越大。键的极性与电负性的关系键的极性与电负性的关系在共价化合物中，由于不同元素的原子吸引电子的能力不同，共

6、用电子对就必然或多 或少地偏向于对它吸引力较大的那个原子，所以形成的键就具有不同程度的极性。两种元 素的电负性相差越大，它们之间键的极性就越强，其中，电负性较大的原子为负极，电负 性较小的原子为正极。例如，卤素中氟的电负性为 4.0，氯为 3.0，溴为 2.8，碘为 2.5， 而氢的电负性为 2.1。显然，卤化氢分子中键的极性强弱的顺序为 HFHClHBrHI，其 中前两种为强极性键，HI 为弱极性键，而 HBr 则介于两者之间。卤素原子是负极，氢 原子是正极。那么电负性差值达到什么程度，极性键就转变为离子键呢？实际上，在离子键和共 价键之间没有一条绝对分明和固定不变的界限。一般地，当两个原子

7、电负性差值约为 1.7 时，单键的离子性和共价性各约为 50%，所以当两个原子电负性差值大于 1.7 时，可认为 它们形成的是离子键，该物质是离子型化合物；而当两个原子电负性差值小于 1.7 时，则 形成的是共价键，该物质是共价化合物。键极性与极性分子键极性与极性分子1共价键的种类（1）非极性共价键键结电子被两个相同原子核均等共享，如 H2、Cl2及 N2等（2）极性共价键相异原子结合，电子不均匀分布于二原子间，其电子对不均等共享，而略偏向于电负 度较大的原子，使键的一端稍带 +而另一端稍带 ，如 HCl、H2O 等 2 偶极矩(极性大小的量度)定义：键的偶极矩称为键矩键矩()为分子内二原子间

8、转移的部份电荷()与键长(r)的相乘积 =r ：两原子间的移转移电荷；r：键长3 极性分子与非极性分子（1）分子的偶极矩：分子中各部份键矩之向量和若 =0 非极性分子；0 极性分子如：CO2、H2O，分子极性取决于分子偶极矩的大小（2）双原子分子的分子极性取决于键的偶极矩（键矩）的大小而定，而偶极矩的大小 又和键两端原子之电负性差有关：电负性差愈大，键的偶极矩愈大。故分子极性：HFHClHBrHI （3） 多原子分子之极性与分子内各键矩向量和大小而定，故多原子分子之极性取决 于分子的几何形状对称型分子 =0 必为非极性分子AX2，直线形，如：BeF2AX3，平面三角形，如：BF3AX4，正四面

9、体，如：CH4AX5，双三角锥，如：PCl5AX6，八面体，如 SF6非对称型分子及对称型分子但周围原子不同0 故为极性分子，如：H2O、NH3、CH3Cl、BF2Cl、 CH2Cl2（4）分子极性大小之比较键结原子电负度差愈大，分子极性愈大。如：HFHCl键矩的方向及各键的夹角：键角愈小，键矩的向量和愈大，偶极矩愈大，故分子极 性愈大 。未共享电子对的影响：未共享电子对失去倾向大者，分子偶极矩增大，极性愈大。 如：NH3NF3。极性分子必具有极性共价键，具有极性共价键的分子不一定为极性分子。分子极性及其判断规律分子极性及其判断规律一、分类：按照分子的极性，可把分子分为两类。一、分类：按照分子

10、的极性，可把分子分为两类。1. 非极性分子：正负电荷重心重合，分子对外不显示电负性的分子。例如：HO22、等。NClBrCOCSCHCClBF22222443、2. 极性分子：正负电荷重心不重合，分子对外显示电负性的分子。例如H ONH23、HCl、H2O2等。二、掌握常见分子极性及其空间构型：常见分子极性及其空间构型可用下表表示。二、掌握常见分子极性及其空间构型：常见分子极性及其空间构型可用下表表示。类型 实例 键的极性 分子极性 空间构型 X2 H2 O2 N2 非极性键 非极性分子 直线形 XY HCl NO 极性键 极性分子 直线形 CO2 CS2 极性键 非极性分子 直线形 SO2

11、极性键 极性分子 三角形 XY2 (X2Y) H2O 极性键 极性分子 三角形 BF3 极性键 非极性分子 平面三角形 XY3 NH3 极性键 极性分子 三角锥形 XY4 CH4 CCl4 极性键 非极性分子 正四面体 三、了解常见分子空间构型及其键角：中学常见分子空间构型及其键角列举如下：三、了解常见分子空间构型及其键角：中学常见分子空间构型及其键角列举如下：（1）等双原子单质分子为直线形，夹角为 180。HON222、（2）为平面形，夹角为 104.5。H O2（3）为三角锥形，夹角为 10718。NH3（4）S 为平面形，夹角为 92。H2（5）为正四面体形，夹角为 10928。CHCC

12、lSiH444()、（6）为四面体形，夹角不确定。CH Cl CH ClCHCl3223()、（7）为直线形，夹角为 180。C H22（8）为平面形，夹角为 120。C H24（9）为平面形，夹角为 60。C H66（10）为正四面体形，夹角为 10928。P4（11）为直线形，夹角为 180。CO CS22()（12）为平面形，夹角为 120。BF3注意：中学常见的四面体物质有CH4 CH Cl3CH Cl22CHCl3 等。其中是正四面体的有CCl4P4NH4SiH4SiF4、共 6 种。四、分子极性判断规律。四、分子极性判断规律。双原子单质分子都是非极性分子。如等。HONClBr22222、双原子化合物分子都是极性分子。如 HCl、HBr、HI 等。多原子分子极性要看空间构型是否对称，对称的是非极性分子，否则是极性分子。如 H2O、等是极性分子；等是非NHHClH OCH Cl3223、COCHCClBF2443、极性分子。形分子极性判断：若 A 原子的最外层电子全部参与成键，这种分子一般为非极ABn性分子。如等。若 A 原子的最外层电子没有全部参与成键，这种分子COCHBF243、一般为极性分子。如等。H ONH23、