分子结构与物质的性质_课件

化学物质的分子结构与物理性质化学物质的分子结构与物理性质是化学学科中的重要内容。

通过对化学物质的分子结构的研究，可以揭示物质的性质及其变化规律。

本文将从分子结构对物质性质的影响、分子间力以及分子结构与物理性质的关系等方面进行论述。

一、分子结构对物质性质的影响分子结构是决定物质性质的重要因素之一。

化学物质的分子结构决定了物质的化学性质和物理性质。

比如，分子中的原子种类和原子间的连接方式将直接影响物质的性质。

1. 功能基团影响在有机化学中，功能基团是决定有机化合物性质的关键。

不同的功能基团具有不同的化学性质，这源于它们的分子结构导致了不同的反应性质。

例如，羧酸基团使有机物具有酸性；醇基团决定了有机物的醇性等。

2. 键长和键角的影响原子之间的键长和键角也直接影响物质的性质。

键长的变化可导致分子内的键能发生改变，从而影响物质的热力学性质。

键角的大小可能会影响分子的立体构型，进而影响物质的光学性质。

二、分子间力对物质性质的影响分子间力是影响物质性质的重要因素之一。

分子间力可以分为三种类型：范德华力、氢键和离子结合。

这些力强弱不同，对物质性质的影响也不同。

1. 范德华力的影响范德华力是非极性分子间的吸引力，其大小取决于分子间的极性差异。

范德华力的强弱直接影响物质的沸点、熔点和溶解性等物理性质。

当范德华力强时，物质的熔点和沸点较高，溶解性较低。

2. 氢键的影响氢键是一种特殊的极性分子间相互作用力。

对于分子间带有氢原子（H）的化合物，氢键可以形成。

氢键的强度较大，能够显著影响物质的性质。

例如，水的氢键结构赋予了其高沸点、高表面张力和高熔点等性质。

3. 离子结合的影响离子结合是由正负离子之间的静电相互作用引起的。

离子结合的强度取决于离子之间的电荷和距离。

离子结合通常导致物质具有高熔点和高溶解度的特点。

三、分子结构与物理性质的关系分子结构与物理性质之间存在密切的关系。

通过对分子结构的了解，可以预测和解释物质的物理性质。

第二章分子结构与性质第一节共价键一、共价键1.共价键的成因：原子通过而形成的化学键称为共价键，其实质是______________________ 2。

共价键的特点:（1）共价键有饱和性因为每个原子所提供的的数目是一定的，所以在共价键的形成过程中，一个原子的未成对电子与另一个原子中未成对电子配对成键后，，一般不能与其它原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能，这称为共价键的饱和性.显然，共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相结合的关系。

(2）共价键有方向性在形成共价键时，愈多，电子愈大，所形成的共价键愈，因此共价键尽可能沿着，这就是共价键的方向性。

共价键的方向性决定了分子的构型。

3.共价键的键型（1)σ键人们把原子轨道以导致而形成的共价键称为σ键。

（2）π键人们把原子轨道以导致而形成的共价键称为π键.在由两个原子形成的多个共价键中，只能有一个键，而键可以是一个或多个。

二、键参数1.键能:2.键长：3.键角:在三个键参数中，键能，分子越；键长越，化学键越。

三、等电子原理:原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,他们的许多性质是相近的，这条规律称为等电子原理,这样的分子叫做等电子体。

同步训练：1. 下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是A．H2S和Na2O2B．H2O2和CaF2 C．NH3和N2D．HNO3和NaCl2。

下列分子中存在π键的是A．H2B．Cl2C．N2D．HCl3.下列各说法中正确的是（）A．分子中键能越高，键长越大,则分子越稳定B．元素周期表中的ⅠA族（除H外）和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C．水分子可表示为HO-H，分子中键角为180°D．H—O键键能为463KJ/mol,即18克H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463KJ 4．下列各组指定原子序数的元素，不能形成AB2型共价化合物是（）A．6和8 B．16和8 C．14和8 D．19和175．下列过程中，共价键被破坏的是：( )A．碘晶体升华B．溴蒸气被木炭吸附 C．酒精溶于水D．HCl气体溶于水6．下列事实中，能够证明HCl是共价化合物的是（）A．HCl易溶于水B．液态的HCl不导电C．HCl不易分解D．HCl溶于水能电离，呈酸性7．下列化合物中没有共价键的是（）A．PBr3B．IBr C．HBr D．NaBr 8．下列说法中,正确的是（）A．在N2分子中，两个原子的总键能是单个键能的三倍.B．N2分子中有一个σ键、两个π键C．N2分子中有两个个σ键、一个π键D．N2分子中存在一个σ键、一个π键1．下列分子中，含有非极性键的化合物的是( )A．H2B．CO2C．H2O D．C2H42．下列化合物中价键极性最小是（）A．MgCl2B．AlCl3C．SiCl4D．PCl53．根据化学反应的实质是原化学键的断裂和新化学键的形成这一观点,下列变化不属于化学反应的是（）A．白磷在260℃时可转化成红磷B．石墨在高温高压下转化成金刚石C．单质碘发生升华现象D．硫晶体(S8）加热到一定温度可转变成硫蒸气（S2）4．下列分子中键能最大的是（）A．HF B．HCl C．HBr D．HI5．下列说法中正确的是( ）A．双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固B．双原子分子中化学键键长越长,分子越牢固C．双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固D．在同一分子中，σ键要比π键的分子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同6．CH4、NH3、H2O、HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是（) A．CH4、NH3、H2O、HF B．HF、H2O、NH3、CH4C．H2O、HF、CH4、NH3 D．HF、H2O、CH4、NH37．下列物质中，含有极性键和非极性键的是( ）A．CO2B．H2O C．Br2D．H2O28．下列单质分子中,键长最长，键能最小的是（)A．H2B．Cl2 C．Br2 D．I29．下列分子中键角最大的是( )A．CH4B．NH3C．H2O D．CO211.80年代,科学研制得一种新分子，它具有空心的类似足球状的结构,分子式为C60。

分子的空间结构与物质性质1.化学键：化学键是分子中原子之间的连接力。

根据键的类型和性质，分子可以分为离子化合物、共价化合物和金属化合物。

离子化合物中，正负离子通过离子键相互吸引，空间结构多为离子晶体结构，物质通常具有高熔点和脆性。

共价化合物中，原子通过共用电子形成共价键，空间结构多样，可以是线性、平面三角、四面体等几何形状，物质性质因分子的空间结构而异。

金属化合物中，金属原子形成金属键，形成密堆积结构，物质常具有高电导性和可塑性。

2.分子的几何构型：分子的几何构型描述了分子中原子的相对位置。

几何构型对分子的理化性质具有重要影响。

以共价键为例，根据VSEPR理论（分子电子对排斥理论），分子中的电子对会尽量排布在能量最低的位置，从而使分子保持最稳定的构型。

线性分子的化合物通常具有较高的极性和溶解性，如CO2；平面三角形分子的形成使分子极化可能性降低，分子通常具有较低的极性和较小的溶解性，如BF3；四面体分子的形成使分子极化进一步降低，分子通常具有较低的活性和较小的溶解性，如CH43.立体异构：立体异构是指相同分子式但空间结构不同的化合物。

立体异构分为构象异构和对映异构。

构象异构是由于原子之间的键能旋转而产生的，如顺式和反式异构体。

这种异构通常不影响分子的性质，如2-氯丙烷的构象异构体。

对映异构是指分子的镜像结构，这种异构体由于具有手性，对极性溶剂和酶活性等都会有重要影响，如D-葡萄糖和L-葡萄糖。

立体异构中的分子的空间结构差异导致了它们在物质性质上的差异。

例如，对映异构体的手性决定了它们与手性分子的相互作用，因此在药物开发和生物学领域具有重要意义。

另外，立体异构体的旋光性也是分辨对映异构体的重要手段，它与分子的构象密切相关。

此外，立体异构也影响了分子的物理性质，如熔点、沸点和密度。

综上所述，分子的空间结构对物质的性质起着至关重要的影响。

通过了解分子的化学键、几何构型和立体异构，我们可以预测和解释物质的性质，为合理设计和利用分子提供指导。

第三节分子结构与物质的性质一、共价键的极性1．键的极性和分子的极性(1)键的极性【注】①根据元素电负性的大小判断键合原子的电性。

形成共价键的两个原子，电负性大的原子显负价，电负性小的原子显正价。

②电负性差值越大的两原子形成的共价键极性越强。

（2）分子的极性分子有极性分子和非极性分子。

分子的极性与分子的空间结构及分子中键的极性有关。

(3)键的极性与分子极性之间的关系①只含非极性键的分子一定是非极性分子（O3除外）。

②含有极性键的分子，如果分子中各个键的极性的向量和等于零，则为非极性分子，否则为极性分子。

③极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。

例如CH4是非极性分子，只含有极性键。

含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的极性分子。

例如：（4）分子极性的判断方法(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是非极性分子。

如O2、H2、P4、C60。

(2)含有极性键的双原子分子都是极性分子。

如HCl、HF、HBr。

(3)含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。

(4)判断AB n型分子极性的经验规律：①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。

②若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。

如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。

【注】①一般情况下，单质分子为非极性分子，但O3是V形分子，其空间结构不对称，故O3为极性分子。

②H2O2的结构式为H—O—O—H，其空间结构如图所示，是不对称的，为极性分子。

③只含极性键的分子不一定是极性分子（如CH4）；极性分子不一定含有极性键（如CH3OH）；含有非极性键的分子不一定是非极性分子（如H2O2）。

例1．下列有关分子的叙述中正确的是()A．以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B．以极性键结合起来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共价键【答案】A[对于抽象的选择题可用举反例法以具体的物质判断正误。