2.3.2分子間的作用力 分子的手性 課件 高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第2課時分子間作用力

分子的手性

壁虎為什么能在天花板土爬行自如？這曾是一個困擾科學(xué)家一百多年的謎。用電子顯微鏡可觀察到，壁虎的四足覆蓋著幾十萬條纖細的由角蛋白構(gòu)成的納米級尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力？實驗證明，如果在一個分幣的面積土布滿100萬條壁虎足的細毛，可以吊起20kg重的物體。近年來，有人用計算機模擬，證明壁虎的足與墻體之間的作用力在本質(zhì)上是它的細毛與墻體之間的范德華力。1.認識分子間存在相互作用，知道范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力，了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用。2.結(jié)合實例初步認識分子的手性對其性質(zhì)的影響。1.結(jié)合實例初步認識分子的手性以及手性分子在生命科學(xué)和藥物合成中的應(yīng)用。（科學(xué)態(tài)度和社會責任）2.能說明分子間作用力(含氫鍵)對物質(zhì)熔、沸點等性質(zhì)的影響。能從微觀層次理解物質(zhì)的某些性質(zhì)與分子間的關(guān)系。（宏觀辨識與微觀探析）

體會課堂探究的樂趣，汲取新知識的營養(yǎng)，讓我們一起吧！進走課堂【思考】以下過程是物理變化還是化學(xué)變化？是否需要吸收能量？冰融化成水，需要吸熱；把水變成水蒸氣仍然需要吸熱。這說明水分子之間存在著某種相互作用力。破壞分子間作用力，需要吸收能量【思考】水變成水蒸氣(100℃)；3000℃時，水會分解生成氫氣和氧氣。這說明了什么？分子間作用力比化學(xué)鍵弱一、分子間作用力1.范德華力

范德華是最早研究分子間普遍存在作用力的科學(xué)家，因而把這類分子間作用力稱為范德華力。①范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2數(shù)量級②范德華力一般沒有方向性和飽和性③范德華力的影響因素（

表2-7）相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大分子極性越大，范德華力越大分子ArCOHIHBrHCl分子量4028128.581.536.5范德華力(kJ/mol)8.508.7526.0023.1121.14①為什么范德華力：HI＞HBr＞HCl＞CO?相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大②為什么范德華力：CO＞Ar?分子極性越大，范德華力越大某些分子間的范德華力【思考交流】2.范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點越高。怎樣解釋鹵素單質(zhì)從F2~I2的熔點和沸點越來越高？單質(zhì)熔點/℃沸點/℃F2－219.6－188.1Cl2－101－34.6Br2－7.258.78I2113.5184.4鹵素單質(zhì)的熔點和沸點提示：鍵能大小影響分子的熱穩(wěn)定性,范德華力的大小影響物質(zhì)的熔、沸點。物質(zhì)的熔、沸點越高范德華力越大決定決定分子的極性越大相對分子質(zhì)量越大【歸納總結(jié)】范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點/℃周期一些氫化物的沸點一般：同一主族非金屬氫化物，從上到下，Mr逐漸增大，熔沸點應(yīng)逐漸升高．而HF、H2O、NH3卻出現(xiàn)反常，為什么？氫鍵是由已經(jīng)與____________的原子形成共價鍵的_______（如水分子中的H）與另一個電負性很大的原子（如水分子中的O）之間形成的作用力。電負性很大氫原子3.氫鍵除了范德華力之外的另一種分子間作用力①X、Y為N、O、F②A、B可以相同，也可以不同

③“—”表示共價鍵,“???”表示形成的氫鍵

X—H???Y定義H—O鍵極性很強無內(nèi)層電子，幾乎成為“裸露”的質(zhì)子電負性大，半徑小氫鍵OHHOHHδ＋δ＋δ－δ－…構(gòu)成條件①部分裸露的氫原子核②電負性很大且半徑小的原子提供孤電子對H—O鍵極性很強無內(nèi)層電子，幾乎成為“裸露”的質(zhì)子電負性大，半徑小氫鍵OHHOHHδ＋δ＋δ－δ－…氫鍵具有方向性和飽和性特征①方向性X—H…Y三個原子一般在同一方向上

原因是在同一方向上成鍵兩原子電子云之間的排斥力最小,形成的氫鍵最強,體系最穩(wěn)定

原因是H原子半徑很小,再有一個原子接近時,會受到X、Y原子電子云的排斥。②飽和性每一個X一H只能與一個Y原子形成氫鍵,水分子間形成以一個水分子為中心的正四面體結(jié)構(gòu)，故每個水分子與相鄰四個水分子形成四個氫鍵，而二個水分子共一個氫鍵，故一個水分子可形成二個氫鍵?！舅伎加懻摗恳粋€水分子最多能形成幾個氫鍵？是靜電吸引作用，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級，是一種比范德華力強的分子間作用力。本質(zhì)分類②分子間氫鍵①分子內(nèi)氫鍵①對物質(zhì)熔、沸點的影響a.分子間氫鍵使其熔、沸點反常的高；b.同分異構(gòu)體熔、沸點：分子間氫鍵>分子內(nèi)氫鍵對羥基苯甲酸鄰羥基苯甲酸

>4.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響②對物質(zhì)溶解度的影響溶質(zhì)分子與溶劑分子間能形成氫鍵，氫鍵使溶質(zhì)的溶解度增大如氨、甲醇、甲醛、甲酸等易溶于水③對物質(zhì)密度的影響NH3極易溶于水：甲醇和水互溶：冰的結(jié)構(gòu)：冰中水分子間氫鍵，形成疏松晶體，體積膨脹，密度減小。如蔗糖和氨

溶于水，

溶于四氯化碳。萘和碘

溶于四氯化碳，

溶于水。非極性溶質(zhì)一般能溶于

，極性溶質(zhì)一般能溶于

。非極性溶劑極性溶劑易難易難5.溶解性相似相溶分子極性相似溶質(zhì)和溶劑的分子結(jié)構(gòu)相似程度越大,其溶解性越

。分子結(jié)構(gòu)相似大如乙醇與水

而戊醇在水中的溶解度明顯減小。互溶外界因素主要有

等。氫鍵溫度和壓強溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好；無氫鍵相互作用的溶質(zhì)在有氫鍵的水中溶解度就比較?。?）比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用相似相溶規(guī)律理解它們的溶解度不同？NH3為極性分子，CH4為非極性分子，而水為極性分子，根據(jù)相似相溶規(guī)律，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。且NH3與水分子之間可形成氫鍵，使得NH3更易溶于水。（2）為什么在日常生活中用有機溶劑(如乙酸乙酯)溶解油漆而不用水？油漆是非極性分子，有機溶劑(如乙酸乙酯）也是非極性溶劑，而水為極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律，應(yīng)當用有機溶劑溶解油漆而不能用水溶解油漆。【思考討論】碘在水和四氯化碳中的溶解性(3)在一個小試管里放入一小粒碘晶體，加入約5mL蒸餾水，觀察碘在水中的溶解性（若有不溶的碘，可將碘水溶液傾倒在另一個試管里繼續(xù)下面的實驗）。在碘水溶液中加入約1mL四氯化碳（CCl4），振蕩試管，觀察碘被四氯化碳萃取，形成紫紅色的碘的四氯化碳溶液。再向試管里加入1mL濃碘化鉀（KI）水溶液，振蕩試管，溶液紫色變淺，這是由于在水溶液里可發(fā)生如下反應(yīng)：I2＋I－

I3－。實驗表明碘在純水還是在四氯化碳中溶解性較好？為什么？實驗表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性較好。這是因為碘和四氯化碳都是非極性分子，非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，而水是極性分子。

具有完全相同的

和

的一對分子，如同左手和右手一樣互為

，卻在三維空間里不能

，互稱手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體）。二、分子的手性有

的分子。組成原子排列鏡像疊合手性異構(gòu)體1.手性異構(gòu)體2.手性分子01同種分子02不是同種分子繞軸旋轉(zhuǎn)不能疊合繞軸旋轉(zhuǎn)能疊合3.手性分子形成的條件互為鏡像關(guān)系的分子能疊合，是同種分子繞軸旋轉(zhuǎn)能疊合CH2ClBr同一個C上連有4個不同的原子或基團，用*標記，手性碳原子一定是飽和碳原子分子的手性通常是由不對稱碳引起，即一個碳上的四個基團互不相同4.手性碳原子*5.分子的手性判斷(1)判斷方法：有機物分子中是否存在

。(2)手性碳原子：連接四個互不相同的原子或基團的碳原子稱為手性碳原子。用*C來標記。具有手性的有機物，是因為其含有手性碳原子。手性碳原子

(1)合成手性藥物

(2)合成手性催化劑6.手性分子的應(yīng)用

手性分子在生命科學(xué)和藥物生產(chǎn)方面有廣泛的應(yīng)用。對于手性藥物,一個異構(gòu)體可能是有效的，而另一個異構(gòu)體可能是無效甚至是有害的。分子的手性分子間的作用力范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響溶解性相似形溶手性異構(gòu)體手性分子手性分子的判斷1.鹵素互化物指不同鹵素原子之間以共價鍵結(jié)合形成的化合物，XX′型鹵素互化物與鹵素單質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似、性質(zhì)相近。下圖是部分鹵素單質(zhì)和XX′型鹵素互化物的沸點與其相對分子質(zhì)量的關(guān)系圖。試推測ICl的沸點所處的范圍是在 (

)A．Cl2和BrCl之間 B．Br2和IBr之間C．IBr和I2之間 D．BrCl和Br2之間B2．若不斷升高溫度，會實現(xiàn)“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的轉(zhuǎn)化。在轉(zhuǎn)化的各階段被破壞的主要作用依次是 (

)A．氫鍵、范德華力、非極性鍵B．氫鍵、氫鍵、極性鍵C．氫鍵、極性鍵、范德華力D．范德華力、氫鍵、非極性鍵B3．根據(jù)實際和經(jīng)驗推知，下列敘述不正確的是(

)A．鹵化氫易溶于水，不易溶于四氯化碳B．碘易溶于汽油，微溶于水C．氯化鈉易溶于水，也易溶于食用油D．丁烷易溶于煤油，難溶于水C4．含有手性碳原子的物質(zhì)一定具有光學(xué)活性，具有光學(xué)活性，則此有機化合物分子中手性碳原子的個數(shù)為(

)A．1

B．2C．3 D．4A5.（2023重慶選擇考）NCl3和SiCl4均可發(fā)生水解反應(yīng)，其中NCl3

的水解機理示意圖如下：D下列說法正確的是（

）A.NCl3和SiCl4均為極性分子B.NCl3和NH3中的N均為sp2雜化C.NCl3和SiCl4的水解反應(yīng)機理相同D.NHCl2和NH