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1、第第2课时课时分子的空间构型与分子性质分子的空间构型与分子性质分子的分子的对称性称性(1)分子的分子的对称因素：称因素：对称称轴、对称面、称面、对称中心称中心对称称轴：对于某条直于某条直线，分子，分子绕该直直线旋旋转一定的角度后一定的角度后可与原分子重合，可与原分子重合，则该直直线称称为该分子的分子的对称称轴。对称面：某平面将分子分称面：某平面将分子分为两部分，且两部分互两部分，且两部分互为镜像关像关系，系，则该平面称平面称为该分子的分子的对称面。称面。对称中心：称中心：对于某一点，通于某一点，通过该点任意向两端作射点任意向两端作射线，距，距离离该点相等的距离点相等的距离处有相同的原子或基有相
2、同的原子或基团，则该点称点称为该分子的分子的对称中心。称中心。笃学笃学一一分子的对称性和极性分子的对称性和极性1.(2)对称分子：依据称分子：依据_的旋的旋转或借助或借助_的反映能的反映能够复原的分子称复原的分子称为对称分子。称分子。(3)对称性：分子所具有的依据称性：分子所具有的依据对称称轴旋旋转或借助或借助对称面的称面的反映能反映能够复原分子的复原分子的这种性种性质称称为对称性。称性。(4)分子的分子的许多性多性质如如_、_及及_等都与等都与分子的分子的对称性有关。称性有关。手性异构体和手性分子手性异构体和手性分子：如果一：如果一对分子，它分子，它们的的组成和原成和原子的排列方式完全相同，
3、但如同左手和右手一子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互互为镜像，像，在三在三维空空间里不能重叠，里不能重叠，这对分子互称分子互称为手性异构体。有手性异构体。有手性异构体的分子称手性异构体的分子称为手性分子。手性分子。2对称称轴对称面称面极性极性旋光性旋光性化学性化学性质手性碳原子手性碳原子：连接：连接_的原子或基团的碳原子称为的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。手性碳原子。分子的极性分子的极性极性分子、非极性分子极性分子、非极性分子(1)极性分子极性分子分子内存在正、负两极且正电荷重心和负电荷重心分子内存在正、负两极且正电荷重心和负电荷重心_的分子。的分子。(2)非极性分子非极性分子分
4、子内没有正、负两极，正电荷重心和负电荷重心分子内没有正、负两极，正电荷重心和负电荷重心_的分子。的分子。(3)实验探究：将一定体积的由实验探究：将一定体积的由X分子组成的液体加入滴定分子组成的液体加入滴定管中；打开滴定管活塞让液体管中；打开滴定管活塞让液体_流下，可看到液体呈流下，可看到液体呈34四个不同四个不同不重合不重合缓缓重合重合_状垂直流入状垂直流入烧杯中；将用毛皮摩擦杯中；将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近液的橡胶棒靠近液体流，体流，观察：若液体流仍呈察：若液体流仍呈_状状(无无变化化)，说明明X为非非极性分子，若液体流极性分子，若液体流发生了生了_，说明明X为极性分子。极性分子。分子极性的
5、判断方法分子极性的判断方法(1)只含非极性只含非极性键的分子，都是的分子，都是_分子。多原子分子。多原子单质分子属非极性分子，如：分子属非极性分子，如：Cl2、N2、O2、P4(O3除外除外)。(2)以极性以极性键结合而形成的异核双原子分子，都是合而形成的异核双原子分子，都是_分分子。即子。即AB型分子，如：型分子，如：HCl、CO均均为极性分子。极性分子。(3)以极性以极性键结合而成的多原子分子，空合而成的多原子分子，空间构型构型为_的分子，是非极性分子；空的分子，是非极性分子；空间构型构型为_的分的分子，是极性分子。子，是极性分子。5直直线直直线偏移偏移非极性非极性极性极性中心中心对称称非
6、中心非中心对称称分子的空分子的空间构型、构型、键的极性和分子极性的关系。的极性和分子极性的关系。提示提示空空间构型、构型、键的极性和分子极性的关系的极性和分子极性的关系【慎思慎思1】类型型实例例两个两个键之之间的的夹角角空空间构型构型X2H2、N2非极性非极性键非极性分子非极性分子直直线形形XYHCl、NO极性极性键极性分子极性分子直直线形形XY2(X2Y)CO2、CS2180极性极性键非极性分子非极性分子直直线形形SO2120极性极性键极性分子极性分子V形形H2O104.5极性极性键极性分子极性分子V形形XY3BF3120极性极性键非极性分非极性分子子平面三角平面三角形形NH3107.3极性
7、极性键极性分子极性分子三角三角锥形形XY4CH4、CCl4109.5极性极性键非极性分非极性分子子正四面体正四面体形形如何判断如何判断ABn型分子的极性？型分子的极性？提示提示若中心原子若中心原子A的化合价的的化合价的绝对值等于等于该元素所在元素所在的主族序数，的主族序数，则为非极性分子；若不等，非极性分子；若不等，则为极性分极性分子。如子。如BF3、CO2等等为非极性分子，非极性分子，NH3、H2O、SO2等等为极性分子。极性分子。【慎思慎思2】分子的分子的对称性称性(1)含含义：对称性是指一个物体包含若干等同部分，称性是指一个物体包含若干等同部分，这些部些部分相互分相互对应且相称，它且相称
8、，它们经过不改不改变物体内任意两点物体内任意两点间距距离的操作能离的操作能够复原，即操作前在物体中某地方有的部分，复原，即操作前在物体中某地方有的部分，经操作后在原有的地方依旧存在相同的部分，也就是操作后在原有的地方依旧存在相同的部分，也就是说无无法区法区别操作前后的物体。操作前后的物体。(2)对称称轴：分子中的所有原子以某条：分子中的所有原子以某条轴线为对称，沿称，沿该轴线旋旋转120或或240时，分子完全复原，我，分子完全复原，我们称称这根根连线为对称称轴。要点一要点一|分子的对称性和极性分子的对称性和极性1像乙像乙烷分子那分子那样以通以通过两个碳原子的两个碳原子的连线为轴旋旋转120或或
9、240时，分子完全复原，我，分子完全复原，我们称称这根根连线为对称称轴。(3)对称面：称面：对于甲于甲烷分子而言，相分子而言，相对于通于通过其中两个其中两个氢和和碳所构成的平面，分子被分割成相同的两部分，我碳所构成的平面，分子被分割成相同的两部分，我们称称这个平面个平面为对称面。称面。(4)联系：分子的系：分子的许多性多性质如极性、旋光性及化学反如极性、旋光性及化学反应等都等都与分子的与分子的对称性有关。称性有关。手性手性(1)手性和手性分子定手性和手性分子定义：如果一：如果一对分子，它分子，它们的的组成和原成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一
10、样互互为镜像，像，在三在三维空空间里不能重叠，里不能重叠，这对分子互称手性异构体。有手分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称性异构体的分子称为手性分子。手性分子。2(2)手性碳原子：当四个不同的原子或基手性碳原子：当四个不同的原子或基团连接在碳原子接在碳原子(如如CHBrClF)上上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基接四个不同的原子或基团的碳原子称的碳原子称为手性碳原子。手性碳原子。特别提醒：特别提醒：对于手性分子，主要掌握两点：于手性分子，主要掌握两点：(1)根据定根据定义判断手性分子。判断手性分子。(2)手性碳原子：手性碳原子：
11、连接四个不同的原子或基接四个不同的原子或基团的碳原子称的碳原子称为手性碳原子。手性碳原子。分子的极性分子的极性(1)极性分子和非极性分子定极性分子和非极性分子定义：分子是：分子是电中性的，但任何中性的，但任何分子都有一个正分子都有一个正电荷重心和一个荷重心和一个负电荷重心。正荷重心。正电荷重心荷重心和和负电荷的重心不相重合的分子是极性分子，正荷的重心不相重合的分子是极性分子，正电荷重心荷重心和和负电荷的重心相重合的是非极性分子。荷的重心相重合的是非极性分子。(2)分子极性的判断分子极性的判断双原子分子的极性双原子分子的极性双原子分子的极性取决于成双原子分子的极性取决于成键原子之原子之间的共价的
12、共价键是否有极是否有极性，以极性性，以极性键结合的双原子分子是极性分子；以非极性合的双原子分子是极性分子；以非极性键结合的双原子分子合的双原子分子为非极性分子。非极性分子。由此可知，由此可知，对双原子分子来双原子分子来说，键的极性与分子的极性是的极性与分子的极性是一致的；化学一致的；化学键有极性，分子就有极性；反之，化学有极性，分子就有极性；反之，化学键无无3极性，通常分子也无极性。极性，通常分子也无极性。多原子分子的极性多原子分子的极性多原子分子的极性与分子中的多原子分子的极性与分子中的键的极性关系比的极性关系比较复复杂。如。如果果组成分子的所有化学成分子的所有化学键均均为非极性非极性键，则
13、分子通常分子通常为非非极性分子，如白磷分子极性分子，如白磷分子(P4)；以极性以极性键结合的多原子分子合的多原子分子(ABm，A为中心原子，中心原子，B为配配位原子位原子)，分子是否有极性取决于分子的空，分子是否有极性取决于分子的空间构型。如：构型。如：水分子、氨分子等是极性分子；二氧化碳分子、甲水分子、氨分子等是极性分子；二氧化碳分子、甲烷分子分子是非极性分子等。是非极性分子等。多原子分子的极性除了与多原子分子的极性除了与键的极性有关外，的极性有关外，还与分子的空与分子的空间构型有关。构型有关。水分子和二氧化碳分子都是由三个原子水分子和二氧化碳分子都是由三个原子组成的分子，但二成的分子，但二
14、氧化碳分子氧化碳分子为直直线形，分子内两个形，分子内两个C=O极性极性键位于碳原位于碳原子的两子的两侧，使正、，使正、负电荷重心重合。因此荷重心重合。因此CO2分子是非极分子是非极性分子，在水分子中，分子内的两个性分子，在水分子中，分子内的两个OH键的的夹角角为104.5，这两个两个OH键极性不能相互抵消，正极性不能相互抵消，正负电荷重心荷重心不重合，所以水分子是极性分子。不重合，所以水分子是极性分子。特别提醒特别提醒：判断分子极性主要是把握住：判断分子极性主要是把握住键的极性与分子构的极性与分子构型的关系。任何一个分子必定存在一个正型的关系。任何一个分子必定存在一个正电荷重心和荷重心和负电荷
15、重心，如果分子中正荷重心，如果分子中正电荷重心和荷重心和负电荷重心重合，荷重心重合，该分分子就是非极性分子。如果分子中正子就是非极性分子。如果分子中正电荷重心和荷重心和负电荷重心荷重心不重合，不重合，该分子就是极性分子。分子中正分子就是极性分子。分子中正负电荷重心相距荷重心相距越越远，分子的极性就越大。，分子的极性就越大。(3)分子极性分子极性对物物质的熔点、沸点、溶解性的影响的熔点、沸点、溶解性的影响分子的极性分子的极性对物物质的熔点、沸点有一定的影响，分子极的熔点、沸点有一定的影响，分子极性越大，分子性越大，分子间的的电性作用性作用强强，克服分子，克服分子间的引力使物的引力使物质熔化或气化
16、所需外界能量就高，故熔点、沸点熔化或气化所需外界能量就高，故熔点、沸点较高。高。分子极性分子极性对物物质的溶解性影响的溶解性影响一般情况下，由于极性分子一般情况下，由于极性分子间的的电性作用，使得极性分子性作用，使得极性分子组成的溶成的溶质容易溶于极性分子容易溶于极性分子组成的溶成的溶剂，难溶于非极性溶于非极性分子分子组成的溶成的溶剂，非极性分子，非极性分子组成的溶成的溶质易溶于非极性分易溶于非极性分子子组成的溶成的溶剂，难溶于极性分子溶于极性分子组成的溶成的溶剂，这在化学上在化学上称称为“相似相溶相似相溶规则”。例如，。例如，氯化化氢易溶于水易溶于水难溶于汽油，溶于汽油，碘易溶于碘易溶于CC
17、l4，难溶于水。溶于水。下列分子是否有下列分子是否有对称性？哪些是称性？哪些是a手性分子？手性分子？b极性分极性分子？子？c非极性分子？非极性分子？(1)CH4(2)CH3CH3(3)(4)CH3CH=CHCH3(5)(6)CHBrClF(7)【例例1】解析解析对于对于(1)(5)均是对称性分子、非极性分子；均是对称性分子、非极性分子；(6)(7)分子中含有一个手性碳原子是手性分子、极性分子。分子中含有一个手性碳原子是手性分子、极性分子。答案答案(1)(2)(3)(4)(5)有有对称性且均是非极性分子；称性且均是非极性分子；(6)(7)是是手性分子、极性分子。手性分子、极性分子。(1)判断分子
18、是否是手性分子主要判断分子是否是手性分子主要针对有机物分子，有机物分子，具有手性的有机物，是因具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子造成其含有手性碳原子造成的；判断有机物是否含有手性碳原子很容易的；判断有机物是否含有手性碳原子很容易看看一个碳原子上是否一个碳原子上是否连有四个不同的原子或基有四个不同的原子或基团。(2)手性分子不一定是极性分子，极性分子不一定是手性分子不一定是极性分子，极性分子不一定是手性分子。手性分子。在有机物分子中，常把在有机物分子中，常把连有有4个不同原子或原子个不同原子或原子团的碳原子称的碳原子称为“手性碳原子手性碳原子”，可用，可用C*标记。例如：丙。例如：丙烷进行
19、行氯代反代反应可分离得到可分离得到4种二种二氯代物代物A、B、C、D(不考不考虑立体异构立体异构)，分子式均，分子式均为C3H6Cl2，当它，当它们进一步一步氯代代为三三氯代物代物时，A只有一种三只有一种三氯代物，代物，B有两种三有两种三氯代物，代物，C和和D都有三种三都有三种三氯代物。已知代物。已知C具有手性碳原子，具有手性碳原子，试写出写出A、B、C、D的的结构构简式并判断分子的极性。式并判断分子的极性。A_，B_，C_，D_。【体验体验1】解析解析由题意得丙烷的二氯代物分别为：由题意得丙烷的二氯代物分别为：它们的氯它们的氯化物各分别有化物各分别有3种、种、3种、种、2种、种、1种，又因为
20、种，又因为(2)有光学活性，有光学活性，可得答案。可得答案。答案答案它们均是极性分子它们均是极性分子下列分子中属于含极性下列分子中属于含极性键的非极性分子的是的非极性分子的是()。AH2OBCl2CNH3DCCl4解析解析Cl2只含非极性只含非极性键(ClCl)，可首先排除，可首先排除B选项；A选项中中H2O为角形角形结构，分子中正构，分子中正负电荷重心不重合，荷重心不重合，为极极性分子；性分子；C选项中中NH3为三角三角锥形形结构，也构，也为极性分子；极性分子；只有只有D选项中的中的CCl4为正四面体形，正四面体形，结构构对称，分子中正称，分子中正负电荷重心重合，荷重心重合，为非极性分子。非
21、极性分子。答案答案D【体验体验2】(1)在在180时，PCl5蒸气中可能存在什么分子？蒸气中可能存在什么分子？试写出分写出分子式和子式和结构式，并指出立体构型。构式，并指出立体构型。【案例案例】(2)在在250时，PCl5蒸气中可能存在什么分子？蒸气中可能存在什么分子？试写出分写出分子式和子式和结构式，并指出立体构型。构式，并指出立体构型。(3)PCl5是共价型分子化合物，熔融是共价型分子化合物，熔融时为什么能什么能导电？解？解释有两种有两种PCl键键长的原因。的原因。解析解析(1)M9.322.4208.3，与，与PCl5相相对分子分子质量量208.5接近，故接近，故为PCl5。其。其为三角双三角双锥形，形，对称称结构且无极性，构且无极性，有两种有两种键长。(2)压强强比等于物比等于物质的量比，故反的量比，故反应后有后有2mol气体。气体。(3)PCl4为正四面体，正四面体，PCl6为八面体，故前者八面体，故前者键长198pm，后者，后者为206pm。答案答案(1)PCl5三角双锥三角双锥形形(2)PCl3、Cl2三角三角锥形形ClCl直直线形形(3)2PCl5=PCl4PCl6；PCl4为正四面体形正四面体形PCl6三三角双角双锥形，故形，故为两种两种键长。
