第2節(jié)

共價鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)——分子的空間結(jié)構(gòu)與分子性質(zhì)選擇性必修二第2章微粒間相互作用與物質(zhì)性質(zhì)交流·研討在日常生活中，你肯定會注意到身邊的許多物體如建筑物、汽車、動物、植物甚至某些自然景觀等，都顯示出一定的對稱性，并常常用"美"來描述它們。宏觀物體具有對稱性，那么，構(gòu)成它們的微觀粒子如分子也具有對稱性嗎?請你以水、二氧化碳、氨、甲烷等分子為例，分析它們具有怎樣的對稱性。具有對稱性的蝴蝶和花朵分子的對稱性1、分子的對稱性：依據(jù)對稱軸的旋轉(zhuǎn)或借助對稱面的反映能夠復原的分子，分子所具有的這種性質(zhì)稱為對稱性。甲烷分子的對稱軸和對稱面

在光通過某些化合物時，光波震動的方向會旋轉(zhuǎn)一定的角度，這種性質(zhì)稱為旋光性。通過對具有旋光性的物質(zhì)的分析，人們發(fā)現(xiàn)這類物質(zhì)的分子普遍具有一種性質(zhì)：手性。2、對分子性質(zhì)的影響：極性、旋光性及化學性質(zhì)

分子的對稱性3、分子的手性（1）具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左右手一樣互為鏡像，

卻在三維空間里不能重疊，互稱手性異構(gòu)體。左右手不能重疊互為鏡像手性與手性分子分子的對稱性（2）手性分子：具有手性的分子（3）手性分子性質(zhì)特點對稱性比較低，不具有對稱面存在對映異構(gòu)體，具有相反的旋光性等物質(zhì)的量濃度對映異構(gòu)體溶液，不表現(xiàn)旋光性乳酸分子兩種異構(gòu)體（4）手性碳原子：碳原子結(jié)合的4個原子或原子團各不同，該C是手性碳原子，記作﹡C分子的對稱性（5）手性分子的判斷方法①實物與其鏡像能否重合②是否有手性碳原子不能重合，是手性分子化學與生命在生命的產(chǎn)生和演變過程中，往往對一對對映異構(gòu)體中的一種手性分子有所“偏愛”，如自然界存在的糖大多為右旋體、氨基酸大多為左旋體。因為構(gòu)成生命的重要物質(zhì)如蛋白質(zhì)和核酸等多是由手性分子縮合而成的，所以生物體內(nèi)進行的化學反應也往往選擇性地"接納"某種類型的手性分子。人們在研究手性藥物時發(fā)現(xiàn)。手性藥物的兩個對映異構(gòu)體表現(xiàn)出來的生物活性往往是不同的，甚至是截然相反的。例如，由于左旋糖較難被人體吸收，攝入后不會被代謝產(chǎn)生能量，對那些希望攝入低能量甜味劑的人群（例如肥胖、糖尿病人等）來說，是一種理想的甜味劑。右丙氧芬和左丙氧芬是一對對映異構(gòu)體，右丙氧芬具有鎮(zhèn)痛作用，其對映體左丙氧芬無鎮(zhèn)痛作用但卻是有效鎮(zhèn)咳藥。再如，早期用于減輕婦女妊娠反應的藥物沙利度胺，因未能將其中左旋異構(gòu)體分離出去而導致許多胎兒畸形。

因此，藥物的不對稱合成已成為人們極為關注的研究領域。2001年諾貝爾化學獎授予諾爾斯（W.S.Knowles）、野依良治（R.Noyori）和夏普萊斯（K.B.Sharpless），就是為表彰他們在手性催化反應研究方面所做出的杰出貢獻。生命體對手性分子的“偏愛”分子的極性【實驗探究】在酸式滴定管中加入四氯化碳，打開活塞讓四氯化碳緩緩流下，可看到四氯化碳呈直線狀垂直流入燒杯中。將用毛皮摩擦過的橡膠棒靠近四氯化碳液流，觀察四氯化碳的流動方向是否發(fā)生變化。再向另一酸式滴定管中加入蒸餾水，進行同樣的實驗，觀察實驗現(xiàn)象。分子的極性分子極性分子非極性分子正電中心和負電中心不重合，鍵的向量和不為0.正電中心和負電中心重合，鍵的向量和為0.水——極性分子正電荷中心負電荷中心二氧化碳分子——非極性分子δ-δ-δ-δ-δ+四氯化碳分子——非極性分子氨氣分子——極性分子BF3—非極性分子分子的極性★分子極性的判斷方法共價鍵的極性分子空間構(gòu)型決定分子極性（1）雙原子分子：取決于成鍵原子之間的共價鍵是否有極性①A-B型分子(HCl)：異核雙原子分子都是極性分子②A-A型分子(Cl2)：同核雙原子分子是非極性分子③同核多原子分子也有非極性分子，如：P4，C60、S8、B12!特別注意：O3（V型）是極性分子分子的極性（2）多原子分子(ABm型)：取決于分子的空間構(gòu)型和共價鍵的極性形成分子的化學鍵均為非極性鍵，分子的正、負電荷重心重合非極性分子形成分子的化學鍵為極性鍵分子的正、負電荷重心重合分子的正、負電荷重心不重合非極性分子極性分子白磷非極性分子水、氨分子二氧化碳、甲烷分子★分子極性的判斷方法分子的極性注意（1）一般情況下，單質(zhì)分子為非極性分子，但O3是V形分子，空間不對稱結(jié)構(gòu)，故為極性分子。（2）AB型分子均為極性分子。（3）只含有極性鍵的分子不一定是極性分子(如CH4)；（4）極性分子不一定只含有極性鍵(如C2H5OH)；（5）含有非極性鍵的分子不一定是非極性分子(如H2O2)?！锓肿訕O性的判斷方法分子的極性(3)判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律①若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素價電子數(shù)，則為非極性分子，若不等則為極性分子。②若中心原子有孤電子對，則為極性分子；若無孤電子對，則為非極性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4為非極性分子：H2S、SO2、NH3為極性分子。判斷PCl3、CCl4、CS2、SO2分子的極性化合價：+3+4+4+4價電子數(shù)：5446非極性分子★分子極性的判斷方法分子的極性分子極性對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)熔沸點：(2)溶解性：在相對分子質(zhì)量相同的情況下，極性分子比非極性分子有更高的沸點。"相似相溶"原理極性分子易溶于極性溶劑非極性分子易溶于非極性溶劑例：油脂、石油的成分難溶于水，而溶于非極性或極性較小的有機溶劑。例：氨、乙醇等極性分子易溶于水;分子中的大π鍵一、定域π鍵1.概念：兩個相鄰原子的平行p軌道“肩并肩”重疊形成，可描述為雙軌道雙電子π鍵。2.形成定域π鍵的條件：相鄰兩個原子提供一個或兩個相互平行的未雜化p軌道。3.定域π鍵數(shù)目：共價雙鍵中，1個p-pπ鍵；共價三鍵中，2個p-pπ鍵。乙烯的p-pπ鍵乙炔的p-pπ鍵分子中的大π鍵二、離域π鍵

分子中的大π鍵二、離域π鍵再如萘和石墨中中的大π鍵如苯中的大π鍵分子中的大π鍵二、離域π鍵4、大π鍵電子數(shù)的確定

分子中的大π鍵4、大π鍵電子數(shù)的確定①電子式法：結(jié)合原子的電子式，分析原子在形成σ鍵后，剩余的價電子，從而確定參與形成大π鍵的電子數(shù)。下面以吡咯為例，分析其中的大π鍵。第1步，找出吡咯分子中所有的σ鍵，并明確形成這些σ鍵時，成鍵原子雙方參與成鍵的價電子：第2步，統(tǒng)計形成大π鍵的電子數(shù)。若原子在形成σ鍵后，只余1個單電子，則該電子參與形成大π鍵，如吡咯中的碳原子；若無單電子，則最多有一對孤對電子參與形成大π鍵，如吡咯中的氮原子。故吡咯分子中參與形成大π鍵的電子總數(shù)為1*4+2=6，即形成的大π鍵為π56。二、離域π鍵例題講解6.吡咯

中N原子形成______個σ鍵，價層孤電子對占據(jù)______軌道，p軌道上有______個電子，大π鍵形式為____。吡啶

中N原子形成______個σ鍵，價層孤電子對占據(jù)______軌道，p軌道上有______個電子，大π鍵形式為____32p2

2sp21

分子中的大π鍵4、大π鍵電子數(shù)的確定②等電子法：③計算法：如SO2sp2m=18-3×2-2×2×2=4Π34CO32-

sp2m=24-3×2-3×2×2=6Π46NO2+

sp

m=16-2×2-2×2=82個Π34二、離域π鍵例題講解①①號N有孤電子對可以與H+形成配位鍵作業(yè)5.(2024福建三明第一中學月考)下列有關苯分子中的描述不正確的是(

)A.碳原子均以sp2雜化軌道形成正六邊形的碳環(huán),鍵角為120°B.每個碳原子還有一個與碳環(huán)平面垂直的未參與雜化的2p軌道,這六個2p軌道以“肩并肩”的方式相互重疊,形成一個大π鍵C.6個碳碳鍵完全等同,共有6個原子處于同一平面D.每個碳原子的一個sp2雜化軌道分別與1個H原子的1s軌道重疊形成σ鍵C苯分子的平面正六邊形結(jié)構(gòu)苯分子填充模型作業(yè)13.(2023山東菏澤曹縣一中月考)回答下列問題:(1)圖a為S8的結(jié)構(gòu),其硫原子的雜化軌道類型為

。

(2)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的空間結(jié)構(gòu)為

;三氧化硫固體中存在如圖b所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為

。

(3)COCl2分子中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),COCl2分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為

,中心原子的雜化方式為

。

sp3sp3平面正三角形3：1sp2作業(yè)2.(2024山東青島統(tǒng)考)下列物質(zhì)中,酸性最強的是(

)A.CH2ClCOOHB.CH2FCOOH

C.CHF2COOH

D.CHBr2COOHC作業(yè)D作業(yè)

asp3四面體形作業(yè)B作業(yè)sp3四面體Si周圍的NH2基團體積較大,受熱時斥力較強[Si(NH2)4中Si—N鍵鍵能相對較小];產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增多(熵增)sp2＞ClO2中存在大π鍵,Cl2O中僅存在Cl—Oσ鍵sp3非極性分子作業(yè)正四面體sp2作業(yè)sp2、sp3作業(yè)11.(不定項)(2024山東,14)鈞瓷是宋代五大名瓷之一,其中紅色鈞瓷的發(fā)色劑為Cu2O。為探究Cu2O的性質(zhì),取等量少許Cu2O分別加入甲、乙兩支試管,進行如下實驗。下列說法正確的是(

)

實驗操作及現(xiàn)象試管甲滴加過量0.3mol·L-1HNO3溶液并充分振蕩,磚紅色沉淀轉(zhuǎn)化為另一顏色沉淀,溶液顯淺藍色;傾掉溶液,滴加濃硝酸,沉淀逐漸消失試管乙滴加過量6mol·L-1氨水并充分振蕩,沉淀逐漸溶解,溶液顏色為無色;靜置一段時間后,溶液顏色變?yōu)樯钏{色A.試管甲中新生成的沉淀為金屬Cu

B.試管甲中沉淀的變化均體現(xiàn)了HNO3的氧化性C.試管乙實驗可證明Cu(Ⅰ)與NH3形成無色配合物

D.上述兩個實驗表明Cu2O為兩性氧化物ACCu2O+2HNO3=

Cu(NO3)2+H2O+CuCu2O+4NH3·H2O=

2[Cu(NH3)2]OH+3H2O15.(2024山東,9)由O、F、I組成化學式為IO2F的化合物,能體現(xiàn)其成鍵結(jié)構(gòu)的片段如圖所示。下列說法正確的是(

)A.圖中○代表F原子

B.該化合物中存在過氧鍵C.該化合物中I原子存在孤對電子

D.該化合物中所有碘氧鍵鍵長相等作業(yè)C會找重復單元作業(yè)4.在堿性溶液中,Cu2+可以與縮二脲形成紫色配離子,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.該配離子中與水分子形成氫鍵的原子有H、N和OB.該配離子中銅離子的配位數(shù)是4C.基態(tài)Cu原子的價電子排布式是3d104s1D.該配離子中非金屬元素的