第三节分子的性质第1课时键的极性和分子的极性范德华力和氢键1.了解共价键的极性和分子的极性及产生极性的原因。
2.知道范德华力、氢键对物质性质的影响。
3．能应用分子结构的知识判断分子的极性。
键的极性和分子的极性[学生用书P28]1．键的极性2．分子的极性3．键的极性和分子的极性的关系(1)一般只含非极性键的分子是非极性分子。
(2)含有极性键的分子，若分子结构是空间对称的，则为非极性分子，否则是极性分子。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)极性分子中不可能含有非极性键。
( )(2)离子化合物中不可能含有非极性键。
( )(3)非极性分子中不可能含有极性键。
( )(4)一般极性分子中含有极性键。
( )(5)H2O、CO2、CH4都是非极性分子。
( )答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2．下列各组物质中，都是由极性键形成极性分子的一组是( )A．CH4和Br2B．NH3和H2OC．H2S和CCl4D．CO2和HCl解析：选B。
CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子，NH3、H2O、H2S都是由极性键形成的极性分子，Br2是由非极性键形成的非极性分子。
分子极性的判定1．判断分子极性的一般思路2．判断AB n型分子极性的方法(1)化合价法：AB n型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该原子的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，该分子为极性分子。
具体实例如下：分子BF3CO2SO3(g) H2O NH3SO2中心原子的化合价的绝对值3 4 6 2 3 4中心原子的价电子数3 4 6 6 5 6分子极性非极性非极性非极性极性极性极性类型实例键的极性立体构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XY HCl、NO 极性键直线形极性分子XY2 (X2Y) CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S 极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子下列叙述中正确的是( )A．NH3、CO、CO2都是极性分子B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子[解析] CO2是非极性分子，A项错误。
非金属性：F＞Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，C项错误。
由价层电子对互斥理论可知，H2O分子的立体构型为V形，D项错误。
[答案] B(1)非金属单质中，O3是V形分子，为空间不对称结构，故O3为极性分子(非金属单质中的特例)。
(2)可从分子立体结构是否对称来判断复杂的多原子分子是极性分子还是非极性分子。
如H—C ≡N为直线形分子，为不对称结构，属于极性分子；又如H2O2的结构式为H—O—O—H，其立体结构如图所示，它不是对称结构，属于极性分子。
键的极性与分子的极性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解析：选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。
A项正确，如O2、H2、N2等；B项错误，以极性键结合起来的分子不一定是极性分子，若分子的空间结构对称，正电中心和负电中心重合，就是非极性分子，如CH4、CO2、CCl4、CS2等；C项错误，非极性分子不一定是双原子单质分子，如CH4；D项错误，非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4、CO2等。
2．下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是( )A．二氧化硫B．四氯化碳C．双氧水D．乙烯解析：选D。
SO2只含极性键，是极性分子；四氯化碳是只含极性键的非极性分子；H2O2是既含极性键(O—H)又含非极性键(O—O)的极性分子；乙烯是既含极性键(C—H)又含非极性键(C===C)的非极性分子。
3．PH3又称磷化氢，在常温下是一种无色、有大蒜气味的气体，电石气的杂质中常含有它。
它的结构与NH3分子结构相似。
以下关于PH3的叙述中正确的是( ) A．PH3是非极性分子B．PH3分子中有未成键的电子对C．PH3是一种强氧化剂D．PH3分子中的P—H键是非极性键解析：选B。
PH3与NH3分子的结构相似，因此在P原子的最外层有一对孤电子对未成键。
P—H键是由不同种原子形成的共价键，属于极性键。
根据PH3的分子结构可知该分子的正电中心和负电中心不重合，故分子有极性。
PH3中P呈－3价，具有很强的还原性。
分子间作用力及其对物质性质的影响[学生用书P29]1．范德华力2．氢键(1)概念由已经与电负性很大的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。
(2)表示方法氢键通常用A—H…B—表示，其中A、B为N、O、F，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。
(3)分类氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。
存在分子间氢键。
前者的沸点低于后者。
(4)特征氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，比化学键的键能小1～2个数量级。
(1)强度：共价键＞氢键＞范德华力。
(2)氢键键长一般定义为A—H…B的长度，而不是H…B 的长度。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)分子间作用力是分子间相互作用力的总称。
( )(2)分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高，分子内氢键使物质的熔、沸点降低。
( )(3)氢键属于分子间作用力。
( )(4)氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中。
( )(5)HF的沸点较高，是因为H—F键的键能很大。
( )答案：(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×2．下列叙述正确的是( )A．F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高，与分子间作用力大小有关B．H2S的相对分子质量比H2O的大，其沸点比水的高C．稀有气体的化学性质比较稳定，是因为其键能很大D．干冰汽化时破坏了共价键解析：选A。
A项，从F2→I2，相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高；B项，H2O分子之间有氢键，其沸点高于H2S；C项，稀有气体分子为单原子分子，分子内无化学键，其化学性质稳定是因为原子的最外层为8电子稳定结构(He为2个)；D项，干冰汽化破坏的是范德华力，并未破坏共价键。
1．范德华力对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响①通常组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高。
如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2；CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4。
②分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越强，范德华力越小，物质的沸点通常越低。
如沸点：对二甲苯＜间二甲苯＜邻二甲苯。
③相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。
如熔、沸点：N2＜CO。
(2)对物质溶解性的影响溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。
如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。
范德华力只影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
2．氢键对物质性质的影响(1)氢键对物质熔、沸点的影响①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏普通的分子间作用力外，还需要破坏分子间的氢键，消耗更多的能量，所以存在着分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。
例如：ⅤA～ⅦA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键，如图所示。
②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。
如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的。
(2)氢键对物质溶解度的影响如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。
由于氨分子与水分子间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。
低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子形成氢键有关。
(3)氢键的存在引起密度的变化由于水分子之间的氢键，水结冰时，体积变大，密度变小。
冰融化成水时，体积减小，密度变大。
在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。
(2017·兰州高二检测)根据下列表1和表2数据，回答问题：表1 ⅤA、ⅥA、ⅦA族氢化物沸点化合物沸点/℃化合物沸点/℃化合物沸点/℃H2O 100 HF 19.5 NH3－33.3H2S －60.7 HCl －84 PH3－87.4H2Se －42 HBr －67.0 AsH3－62H2Te －1.8 HI －35.4 SbH3a结构简式分子式相对分子质量沸点/℃①H—OH H2O 18 100②CH3OH(甲醇) CH4O 32 64③CH3CH2OH(乙醇) C2H6O 46 78④CH3COOH(乙酸) C2H4O260 118⑤CH3COCH3(丙酮) C3H6O 58 56⑥CH3CH2CH2OH(丙醇) C3H8O 60 97⑦CH3CH2OCH3(甲乙醚) C3H8O 60 11(2)根据表1数据，同主族元素简单氢化物沸点高低的规律是________________________________________________________________________。
(3)根据表2沸点数据找规律，由②③⑥得出：________________________________________________________________________；由①④⑥得出：______________________________________。
[解析] (1)从表1数据可以得出－62＜a＜－33.3。
(2)水、氟化氢、氨分子间存在氢键，沸点出现“反常”，因此同主族元素简单氢化物沸点高低与氢键和相对分子质量有关。
(3)表2中规律仍然要从氢键、相对分子质量等因素变化得出。
[答案] (1)－62＜a＜－33.3(2)同主族元素简单氢化物沸点随相对分子质量增大而升高，如果含氢键，该氢化物沸点最高(3)组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，沸点越高分子间存在氢键，会使其沸点升高，分子极性越大，氢键越强，沸点越高范德华力的概念及其对物质性质的影响1．下列关于范德华力的叙述中，正确的是( )A．范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B．范德华力与化学键的区别是作用力的强弱问题C．任何分子间在任意情况下都会产生范德华力D．范德华力非常微弱，故破坏分子间的范德华力不需要消耗能量解析：选B。
