高中化学第2章化学键与分子间作用力第2节第3课时分子的空间构型与分子性质学案鲁科版

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1、第3课时　分子的空间构型与分子性质[学习目标定位]　1.知道手性分子的概念，会判断手性碳原子。2.理清共价键的极性、分子的空间构型与分子极性的关系，学会判断简单分子极性的方法。一　分子的对称性1．CH3CH3(乙烷)、H2O、NH3三种分子如图所示：　(1)若将三种分子分别绕C1、C2、C3轴旋转一定角度后可与原分子重合，C1、C2、C3分别为相应分子的对称轴。(2)甲烷分子中碳原子和其中两个氢原子所构成的平面为甲烷分子的对称面。(3)依据对称轴的旋转或借助对称面的反映能够复原的分子称为对称分子，分子所具有的这种性质称为对称性

2、。(4)分子的许多性质如极性、旋光性及化学性质等都与分子的对称性有关。2．观察比较下图所示两种分子的结构(1)它们的相同点是分子组成相同，都是CHFClBr；从平面上看相似。不同点是在空间上完全不同，它们构成实物和镜像关系。(2)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，可以分别用D和L来标记。有手性异构体的分子叫做手性分子。(3)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R1R2

3、R4R3，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。[归纳总结]1．手性同分异构体(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”。2．构成生命体的有机物绝大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同，且手性有机11物中必定含手性碳原子。[活学活用]1．下列化合物中含有手性碳原子的是(　　)A．CCl2F2B．CH3CH2OHC．CHOHCH2OHCH2OHD．CHCH3OHCOOH答案　D解析　中心原子连有四个不同的原子或基团，化合物的分子才具有手性。A中C原子只连

4、有Cl、F两种原子，故A项错误；CHHHCHHOH分子中两个C原子分别连有2种和3种不同的原子或基团，故B项错误；HH2OHH2OHOH分子中1、3号C原子结构对称，故2号C原子连有3种原子或基团，1、3号C原子相同，连有2个氢原子，即连有3种不同原子或基团，故C项错误；H3HOHOOH分子中2号C原子连有—CH3、—H、—COOH、—OH四种不同的原子或基团，故D项正确。2．有机物CH2===CCHOHCH2CH3CH2OCOCH3具有手性，发生下列反应后，生成的分子仍有手性的是(　　)①与H2发生加成反应　②与乙酸发生酯化

5、反应　③发生水解反应　④发生消去反应A．①②B．②③C．①④D．②④答案　B解析　原有机物中与—OH相连的碳原子为手性碳原子，与H2加成后，该碳原子连有两个乙基，不再具有手性；与乙酸发生酯化反应后，该碳原子所连四个取代基不同，仍具有手性；发生水解反应后，该碳原子所连四个取代基也不同，仍具有手性；当发生消去反应时，原手性碳原子生成双键后不再具有手性。故选B项。二　分子的极性1．分析讨论下列分子中的电荷分布情况，填写下表。共价分子HFN2H2OCO2键的极性极性键非极性键极性键极性键整个分子电荷分布不对称对称不对称对称正电荷与负电

6、荷重心不重合重合不重合重合结论分子有极性分子无极性分子有极性分子无极性2.由上述分析可知(1)极性分子是电荷分布不对称，正电荷重心和负电荷重心不重合的分子；非极性分子11是电荷分布对称，正电荷重心和负电荷重心重合的分子。(2)分子的极性是分子中化学键的极性的向量和。当分子中各个键的极性的向量和为零时，该分子是非极性分子，否则是极性分子。(3)只含非极性键的分子一定是非极性分子。只含极性键的分子不一定是极性分子。3．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立体构型两方面共同决定的。判断分子极性时，可根据以下

7、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，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。(4)常见ABn型分子的极性分子类型分子空间构型键角键的极性分子极性常见物质A2直线形(对称)－非极性键非极性分子H2、O2、N2等AB直线形(非对称)－极性键极性分子HX(X为卤素)、CO、NO等AB2直线形(对称)180°极性键非极性分子CO2、CS2等A2BV形(不对称)－

8、极性键极性分子H2O、H2S等AB3正三角形(对称)120°极性键非极性分子BF3、SO3等AB3三角锥形(不对称)－极性键极性分子NH3、PCl3等AB4正四面体形(对称)109.5°极性键非极性分子CH4、CCl4等[归纳总结]1．判断分子极性的一般思路112．键的极性和