分子极性(精)

分子极性巧判断有关“分子的极性”的判断，大多数同学们感觉到内容较为抽象，比较难理解，在判断时也常常出现错误。

对于共价型分子如何判断分子的极性，作者提出一些方法，供参考。

1、单原子分子：单原子分子一般指由稀有气体元素原子构成的分子，都为非极性分子，如He、Ne、Ar等。

2、双原子分子；双原子分子可以从单质和化合物两个方面去考虑。

（1）单质：由于形成的化学键为非极性键，故形成的分子为非极性分子。

（2）化合物：对于化合物的极性，我们可以从四个方面去分析。

①从分子中的化学键的种类去判断如果分子中的化学键全部为非极性键，则该分子为非极性分子；若分子是以以极性键结合而形成的分子，那么既可能是极性分子，又可能是非极性分子，这时就必须看分子空间构型。

分子的空间构型均匀对称的是非极性分子，如AB2型的直线形分子CO2，AB3型的平面正三角锥形分子BF3，AB4型的正四面体结构分子CH4等；分子的空间构型不对称的多原子分子为极性分子，如V型的H2O，三角锥型的NH3，不规则四面体分子CH3Cl等。

②从分子中中心原子所形成共价键的数目去判断凡是多原子的共价分子中中心原子最外层电子全部成键，且连接相同的原子或原子团，则在中学阶段该分子一定是非极性分子。

否则为非极性分子。

③从分子中中心元素的化合价去判断若中心原子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。

如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、H2O、SO2等为极性分子。

④从分子在某溶剂中的溶解性去判断极性分子易溶于极性分子溶剂中（如HCl易溶于水中），非极性分子易溶于非极性分子溶剂中（如碘易溶于苯中，白磷易溶于CS2中）。

【典例】下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是（）A、CH4和Br2B、NH3和H2OC、H2S和CCl4D、CO2和HCl【解析】Br—Br为非极性键；CH4、CCl4、CO2虽然由极性键形成，但它们为对称结构，C的化合价的数值与C原子的最外层电子数相同，为非极性分子；NH3、H2O由极性键形成，H2O 空间构型为“V”型，NH3的空间构型为三角锥型，结构不对称，N、O的化合价的数值与最外层电子数不相等，故为极性键形成的极性分子，选B。

键的极性和分子的极性在H2（或I2）分子中，两个成键的H原子（或I原子）对共用电子对的吸引能力是相等的，整个分子的正电荷中心和负电荷中心是重合的，这种分子为非极性分子，H－H（或I－I）键为非极性共价键。

但HI分子则是极性分子，H－I键是极性共价键。

因为I的电负性（2.5）大于H（2.1），所以H－I键的共用电子对偏向于I的一端。

或者说HI分子中，I端显负性，而H端为正性。

凡由电负性不同的两个原子形成的共价键为极性共价键，它们的共用电子对偏向电负性大的一方，使电负性大的原子带部分负电荷，电成键原子的电负性差值（△χ）越大，键的极性就越大。

当0＜△χ＜1.7时，为极性共价键；当△χ＞1.7时，电子对将完全偏于电负性大的原子一边，这就和离子键一样了。

例如Cl的电负性为3.0，Na为0.9，Mg为1.2，Na和Cl，Mg和Cl之间△χ值都大于1.7，因而都形成离子键。

由此可见离子键和共价键虽然是两种不同的化学键，但它们之间有联系，从离子键到共价键有递变关系。

例如BeCl2中的Be（χ=1.5）和Cl之间△χ为1.5，Be和Cl 原子形成极性很强的共价键，BeCl2在室温虽是固体，但熔点（405℃）比离子化合物如MgCl2（714℃），CaCl2（782℃）低得多，BeCl2的性质可以说是介于离子化合物和共价化合物之间的过渡状态。

键的极性是一种“矢量”，不但有大小，还有方向，它的方向用从正极到负极的方向表示。

分子的极性与键的极性有关，在双原子分子中，键有极性，分子就有极性，如HI，HCl等。

但以极性键结合的多原子分子，是否有极性，还要看分子的空间构型，因为它决定键的方向。

若分子结构的对称性使键的极性互相抵消，则分子没有极性。

如CO2分中的C=O键是极性键，但由于CO2分子呈直线型对称结构，两个C=O键的极性大小相等，方向相反，互相抵消，整个分子就成了没有极性的非极性分子：下图列举了CH4，NH3和H2O分子的构型和键角。

分子结构参数分子结构参数是指描述分子内部结构和性质的一系列参数。

这些参数可以用来预测物质的物理性质、化学性质以及生物活性等。

本文将从分子结构参数的角度，介绍一些常见的参数及其在化学和生物领域中的应用。

一、分子质量（Molecular Weight）分子质量是指分子中所有原子的质量之和。

它是描述分子大小的重要参数，通常以原子量单位（Dalton，Da）表示。

分子质量对于预测物质的物理性质和化学反应很重要。

例如，较大的分子质量通常意味着较高的沸点和熔点，较低的挥发性和较长的化学反应时间。

二、分子体积（Molecular Volume）分子体积是指分子所占据的空间大小。

它与分子的形状和大小密切相关。

分子体积对于预测分子在溶液中的扩散性质、分子间相互作用以及溶解度等有重要影响。

例如，较大的分子体积通常意味着较低的溶解度和较慢的扩散速率。

三、分子极性（Molecular Polarity）分子极性是指分子中正电荷和负电荷的分布是否对称。

分子极性对于分子的溶解性、极性溶剂中的溶解度以及分子间相互作用等起着关键作用。

极性分子通常具有较高的溶解度和较强的分子间相互作用能力，而非极性分子则相反。

四、分子电荷（Molecular Charge）分子电荷是指分子中正电荷和负电荷的总量。

分子电荷对于分子的化学反应、酸碱性质以及与其他分子的相互作用等有重要影响。

例如，带正电荷的分子通常具有较强的亲电性，而带负电荷的分子则具有较强的亲核性。

五、分子架构（Molecular Architecture）分子架构是指分子中原子的排列方式和连接方式。

分子架构对于分子的立体构型、手性性质以及活性中心的形成等起着关键作用。

分子架构的不同可能导致分子性质的巨大差异，甚至是对称性的变化。

六、分子表面性质（Molecular Surface Properties）分子表面性质是指分子表面的化学成分和形态特征。

分子表面性质对于分子的溶解度、吸附性质以及与其他分子的相互作用等起着重要作用。

极性分子与非极性分子你知道冰为什么在4℃时密度最大吗？这就是本讲所学内容——分子间作用力和氢键的有关知识。

由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构。

根据近代X射线的研究，证明了冰具有四面体的晶体结构。

这个四面体是经过氢键形成的，是一个敞开式的松弛结构，因为5个水分子不能把全部四面体的体积占完，在冰中氢键把这些四面体联系起来，成为一个整体。

这种通过氢键形成的定向有序排列，空间利用率较小，约占34%，因此冰的密度较小。

液态水不像冰那样完全是有序排列了，而是有一定程度的无序排列，即水分子间的距离不像冰中那样固定，H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。

这样，分子间的空隙减少，密度就增大了。

温度升高时，水分子的四面体集团不断被破坏，分子无序排列增多，使密度增大。

但同时，水分子的热运动也增加了分子间的距离，使密度又减小。

这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡，因此，在4℃时水的密度最大。

过了4℃后，分子的热运动使分子间的距离增大的因素，就占优势了，水的密度又开始减小。

知识延伸一、分子间作用力分子型物质无论是气态、液态或固态，都是由许多分子组成的，在分子间存在着一种较弱的作用力叫分子间作用力，也叫做范德华力。

它比分子内原子间的作用力（化学键）要小。

分子间的作用力是一个总的提法，按作用力产生的原因和特性可分为三种力：l．取向力当两个极性分子靠近时，同极相斥，异极相吸，产生相对转动，最后必然是异极相对，同极尽量远离，这叫做分子的取向。

这种由于极性分子取向而产生的力叫取向力。

2．诱导力当极性分子接近非极性分子时，极性分子的偶极电场使非极性分子发生极化从而产生正、负电荷重心不相重合，这种由于外来的影响而产生的偶极叫诱导偶极，诱导偶极与固有偶极产生的力称为诱导力。

一般说来，极性分子的极性越大，诱导力越大。

分子的变形性越大，诱导力也越大。

3．色散力非极性分子之间也存在着相互吸引力，非极性分子内部的原子核和电子都在不断地运动，不断地改变它们相对的位置。

第2课时分子的极性与手性分子目标与素养：1.初步认识分子的极性、手性分子等概念。

(微观探析)2.认识分子的空间构型与分子极性的关系。

(宏观辨识)一、分子的极性1．极性分子与非极性分子(1)极性分子：正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子。

(2)非极性分子：正电荷重心和负电荷重心相重合的分子。

2．分子极性的判断方法分子的极性是由分子中所含共价键的极性与分子的空间构型两方面共同决定的。

判断分子极性时，可根据以下原则进行：(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，空间结构中心对称的是非极性分子；空间结构中心不对称的是极性分子。

3．分子的极性对物质溶解性的影响——相似相溶规则非极性分子构成的物质一般易溶于非极性溶剂，极性分子构成的物质一般易溶于极性溶剂。

二、手性分子1．观察比较下图所示两种分子的结构(1)相同点是分子组成相同、都是CHFClBr，从平面上看相似。

(2)不同点是在空间上不同，它们构成实物和镜像关系。

(3)具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称为手性异构体。

有手性异构体的分子叫做手性分子。

2．手性分子的判断判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子是否连有4个不同的原子或基团，即有机物分子中是否存在手性碳原子，如，R1、R2、R3、R4互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有手性。

3．手性分子的重要用途由于手性分子对生命及生理活动有其特殊的活性，化学工作者期望可以找到对癌症和一些目前的疑难杂症有治疗作用的手性药品；同时也期望早日实现“手性分子”的合成和分离的工业化；期望能制造出可以利用的“手性分子”作为高分子聚合物的单体，用以合成易降解的高分子化合物，减少环境污染。

(1)手性异构体(又称对映异构体、光学异构体)的两个分子互为镜像关系，即分子形式的“左撇子和右撇子”。

键的极性和分子的极性判断分子是极性分子还是非极性分子需要看正电中心和负电中心是否重合（很难直接判断），或者看键的极性的向量和是否为0。

方法1：参考物理上求合力是否为0的方法，如下图方法2（经验规律）：一般来说对于AB m型分子，若中心原子A化合价的绝对值等于其价电子数，该分子为非极性分子；若中心原子A化合价的绝对值不等于其价电子数，该分子为极性分子。

如PCl3是极性分子而PCl5是非极性分子。

解释：中心原子化合价等于价电子数说明所有价电子均参与成键，结合价层电子对互斥理论，价层电子通常会均匀分布，从而使各化学键极性的向量和为0。

方法3：根据所含键的类型及分子的立体构型判断（在本章很多资料包括金版教程35页提到对称、非对称的概念，注意此处的对称与数学上的对称不同，对于AB m型分子只有中心原子化学键类型和物质类别的关系:1.不含有化学键的物质：稀有气体分子。

2.只含非极性键的物质：同种非金属元素构成的单质。

H2、P4、金刚石等3.只含极性键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物。

HCl、NH3等4.含非极性键和极性键的物质：H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6等5.只含离子键的物质：活泼金属与活泼非金属元素形成的化合物。

MgCl2、K2O等6.含离子键和非极性键的物质：Na2O2、CaC2等7.含离子键和极性键的物质：NaOH等8.含离子键、极性键和非极性键的物质：CH3COONa等9.只含金属键的物质：金属和合金（第三章内容）10.含金属键和共价键的物质:石墨（第三章内容）分子极性与键的极性的关系：1.只含非极性键的物质一定是非极性分子（除O3外的单质分子。

O3分子是V形结构，存在一个大π键，从而导致整个分子正电中心与负电中心不重合。

有时候题中会考查O3的分子构型，可根据O3与SO2互为等电子体判断）。

2. AB型的双原子分子只含一个极性键，一定是极性分子。

3.只含极性键的AB m型分子可能是极性分子（如H2O、NH3等），也可能是非极性分子（如CO2、BF3、CCl4等）。