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选择性必修2第一单元 分子的空间结构优秀课件ppt
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这是一份选择性必修2第一单元 分子的空间结构优秀课件ppt，文件包含413分子的极性和手性分子同步课件pptx、微波炉加热的原理是什么实验mp4等2份课件配套教学资源，其中PPT共38页， 欢迎下载使用。
1．能依据分子的空间结构和键的极性判断分子的极性。了解极性分子、非极性分子、手性分子的概念，能从微观角度理解分子具有极性(或非极性)、手性的原因。2．会判断分子的极性，了解分子的极性对分子性质的影响。3．能描述手性分子的结构特征和性质特点。4．认识手性分子在药物研究中的重要作用。
微波炉加热的原理是什么?
颜色表示静电势的数值越接近红色，代表电子云密度越大越接近蓝色，代表电子云密度越小
水分子的正电荷重心和负电荷重心不重合,在电场作用下可以定向转动。
分子是电中性的，但任何分子都有一个正电荷重心和一个负电荷重心。
正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子
正电荷重心和负电荷重心相重合的分子
由同种原子形成的共价键
由不同原子形成的共价键
（稀有气体）——非极性分子
单 质——非极性分子
取决于原子间的共价键是否有极性
(3)多原子分子(ABn型)
C=O键是极性键，CO2是直线形、对称分子，两个C=O的极性互相抵消，（ F合=0），∴整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子。
根据元素化合价判断ABm型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，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，其分子为极性分子。
中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键不存在孤电子对，此分子一般为非极性分子；CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，存在孤电子对，此分子一般为极性分子。H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。
根据中心原子最外层电子是否全部成键判断
ABn分子极性的判断方法
①物理模型法（从力的角度分析）
在ABn分子中，A-B键看作相互作用力，根据中心原子A所受合力是否为零来判断，F合=0，为非极性分子（极性抵消），F合≠0，为极性分子（极性不抵消）
共价键和简单分子极性的力学分析示意图
O-H键是极性键，分子是V形不对称分子，两个O-H键的极性不能抵消（ F合≠0），∴整个分子电荷分布不均匀，是极性分子
正四面体形 ，对称分子，C-H键的极性互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子
三角锥形, 不对称分子，键的极性不能抵消，是极性分子
平面三角形，对称分子，键的极性互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子
②根据所含共价键的类型及分子的空间结构判断
双原子分子：HCl、NO、COV型分子：H2O、H2S、SO2三角锥形分子：NH3、PH3非正四面体：CHCl3 特别地：H2O2、O3
单质分子：Cl2、N2、P4、O2直线形分子：CO2、CS2、C2H2正三角形：SO3、BF3平面形：苯、乙烯正四面体：CH4、CCl4、SiF4
分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。
蔗糖和硼酸易溶于H2O，难溶于CCl4；萘和碘却易溶于CCl4，难溶于H2O。
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而极性溶质一般能溶于极性溶剂。
分子结构的相似性“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇分子中的—OH与水分子中的—OH相近，因而乙醇能与水互溶。当然，乙醇分子由于—OH的极性较强，易与H2O形成氢键也是其互溶的原因。而戊醇(CH3CH2CH2CH2CH2OH)中的烃基较大，烃基是非极性基团，是疏水亲油基团。戊醇在水中的溶解度明显小。烃基越大的醇在水中的溶解度就越小，羧酸也是如此。
氢键的影响溶剂与溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因。发生化学反应如果溶质与水能发生化学反应，也会增大溶质的溶解度。如SO2与水发生反应生成H2SO3，而H2SO3可溶于水，因此，SO2的溶解度较大。
例1 在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是_____。(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是_______。(3)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是_______。(4)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是_______。(5)以极性键相结合，具有折线形结构的极性分子是_______。(6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是______。
左手和右手互为镜像，但不能相互叠合。
如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像（对映异构），在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。
同一个碳原子上连有四个不同的原子（基团）
互为镜像的分子在三维空间里不能叠合
当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。每个手性碳原子所连接的原子或基团在空间的排布就像左右手关系（或实物与其镜像关系）那样，相似但不能重叠。
一对手性异构体的物理性质（如沸点、熔点、密度等）基本相同，但它们的旋光性和生理作用往往不同。
苧烯分子手性异构体的结构与存在
例如，苧烯的一对手性异构体的气味就完全不同，其中一种异构体存在于云杉的球果中，具有松节油的气味；而另一种存在于橙子中，具有橙子的气味。
20世纪60年代，欧洲发生的“反应停”药物事件引起了科学家的高度重视，这也引发了手性药物研究和开发的课题。
人们把含有手性分子的药物称为手性药物。一种药物分子必须包含适宜的官能团，这些官能团还必须以具有生物活性的构型排列。因此，在药物的合成过程中，“左”旋和“右”旋的药物手性异构体往往会被同时制造出来。
目前所用的很多药物都具有手性，它们主要通过与体内的酶、核苷酸等大分子作用，抑制（或激发）该大分子的生理活性，达到治疗疾病的目的。常用的手性药物有维生素E制剂、止痛药布洛芬等。药品布洛芬是D-异构体和L-异构体的外消旋混合物。L-布洛芬是止痛药，而D-布洛芬不是。但在人体内D-布洛芬可被转化为L-布洛芬。因此，人们直接服用外消旋混合物即可达到同样的治疗效果，而不需要服用更昂贵的L-布洛芬。
2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成的药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。
用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成为药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。
例2．下列对分子性质的解释中，不正确的是( )A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶规则”解释B．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子C．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键D．青蒿素的分子式为C15H22O5，结构如图所示，该分子中包含7个手性碳原子
分子的极性分子的极性判断方法分子的极性对分子性质的影响
手性分子手性碳原子手性分子应用
1、下列现象中，不能用“相似相溶规则”解释的是( )A．乙醇与水以任意比例互溶B．用纯碱洗涤油脂C．氨易溶于水D．用苯将溴水中的溴萃取出来
2．下列分子中含有手性碳原子的是( )A．CBr2FClB．CH3CH2CH2OHC．CH3CH2CH3D．CH3CH(NO2)COOH
1．能依据分子的空间结构和键的极性判断分子的极性。了解极性分子、非极性分子、手性分子的概念，能从微观角度理解分子具有极性(或非极性)、手性的原因。2．会判断分子的极性，了解分子的极性对分子性质的影响。3．能描述手性分子的结构特征和性质特点。4．认识手性分子在药物研究中的重要作用。
微波炉加热的原理是什么?
颜色表示静电势的数值越接近红色，代表电子云密度越大越接近蓝色，代表电子云密度越小
水分子的正电荷重心和负电荷重心不重合,在电场作用下可以定向转动。
分子是电中性的，但任何分子都有一个正电荷重心和一个负电荷重心。
正电荷重心和负电荷重心不相重合的分子
正电荷重心和负电荷重心相重合的分子
由同种原子形成的共价键
由不同原子形成的共价键
（稀有气体）——非极性分子
单 质——非极性分子
取决于原子间的共价键是否有极性
(3)多原子分子(ABn型)
C=O键是极性键，CO2是直线形、对称分子，两个C=O的极性互相抵消，（ F合=0），∴整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子。
根据元素化合价判断ABm型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数时，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，其分子为极性分子。
中心原子即其他原子围绕它成键的原子。分子中的中心原子最外层电子若全部成键不存在孤电子对，此分子一般为非极性分子；CH4、BF3、CO2等分子中的中心原子的最外层电子均全部成键，它们都是非极性分子。分子中的中心原子最外层电子若未全部成键，存在孤电子对，此分子一般为极性分子。H2O、NH3、NF3等分子中的中心原子的最外层电子均未全部成键，它们都是极性分子。
根据中心原子最外层电子是否全部成键判断
ABn分子极性的判断方法
①物理模型法（从力的角度分析）
在ABn分子中，A-B键看作相互作用力，根据中心原子A所受合力是否为零来判断，F合=0，为非极性分子（极性抵消），F合≠0，为极性分子（极性不抵消）
共价键和简单分子极性的力学分析示意图
O-H键是极性键，分子是V形不对称分子，两个O-H键的极性不能抵消（ F合≠0），∴整个分子电荷分布不均匀，是极性分子
正四面体形 ，对称分子，C-H键的极性互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子
三角锥形, 不对称分子，键的极性不能抵消，是极性分子
平面三角形，对称分子，键的极性互相抵消（ F合=0） ，是非极性分子
②根据所含共价键的类型及分子的空间结构判断
双原子分子：HCl、NO、COV型分子：H2O、H2S、SO2三角锥形分子：NH3、PH3非正四面体：CHCl3 特别地：H2O2、O3
单质分子：Cl2、N2、P4、O2直线形分子：CO2、CS2、C2H2正三角形：SO3、BF3平面形：苯、乙烯正四面体：CH4、CCl4、SiF4
分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。
蔗糖和硼酸易溶于H2O，难溶于CCl4；萘和碘却易溶于CCl4，难溶于H2O。
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而极性溶质一般能溶于极性溶剂。
分子结构的相似性“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。如乙醇分子中的—OH与水分子中的—OH相近，因而乙醇能与水互溶。当然，乙醇分子由于—OH的极性较强，易与H2O形成氢键也是其互溶的原因。而戊醇(CH3CH2CH2CH2CH2OH)中的烃基较大，烃基是非极性基团，是疏水亲油基团。戊醇在水中的溶解度明显小。烃基越大的醇在水中的溶解度就越小，羧酸也是如此。
氢键的影响溶剂与溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因。发生化学反应如果溶质与水能发生化学反应，也会增大溶质的溶解度。如SO2与水发生反应生成H2SO3，而H2SO3可溶于水，因此，SO2的溶解度较大。
例1 在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2分子中：(1)以非极性键结合的非极性分子是_____。(2)以极性键相结合，具有直线形结构的非极性分子是_______。(3)以极性键相结合，具有正四面体结构的非极性分子是_______。(4)以极性键相结合，具有三角锥形结构的极性分子是_______。(5)以极性键相结合，具有折线形结构的极性分子是_______。(6)以极性键相结合，而且分子极性最大的是______。
左手和右手互为镜像，但不能相互叠合。
如果一对分子，它们的组成和原子的排列方式完全相同，但如同左手和右手一样互为镜像（对映异构），在三维空间里不能重叠，这对分子互称手性异构体。有手性异构体的分子称为手性分子。
同一个碳原子上连有四个不同的原子（基团）
互为镜像的分子在三维空间里不能叠合
当四个不同的原子或基团连接在碳原子上时，形成的化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。每个手性碳原子所连接的原子或基团在空间的排布就像左右手关系（或实物与其镜像关系）那样，相似但不能重叠。
一对手性异构体的物理性质（如沸点、熔点、密度等）基本相同，但它们的旋光性和生理作用往往不同。
苧烯分子手性异构体的结构与存在
例如，苧烯的一对手性异构体的气味就完全不同，其中一种异构体存在于云杉的球果中，具有松节油的气味；而另一种存在于橙子中，具有橙子的气味。
20世纪60年代，欧洲发生的“反应停”药物事件引起了科学家的高度重视，这也引发了手性药物研究和开发的课题。
人们把含有手性分子的药物称为手性药物。一种药物分子必须包含适宜的官能团，这些官能团还必须以具有生物活性的构型排列。因此，在药物的合成过程中，“左”旋和“右”旋的药物手性异构体往往会被同时制造出来。
目前所用的很多药物都具有手性，它们主要通过与体内的酶、核苷酸等大分子作用，抑制（或激发）该大分子的生理活性，达到治疗疾病的目的。常用的手性药物有维生素E制剂、止痛药布洛芬等。药品布洛芬是D-异构体和L-异构体的外消旋混合物。L-布洛芬是止痛药，而D-布洛芬不是。但在人体内D-布洛芬可被转化为L-布洛芬。因此，人们直接服用外消旋混合物即可达到同样的治疗效果，而不需要服用更昂贵的L-布洛芬。
2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成的药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。
用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成为药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。
例2．下列对分子性质的解释中，不正确的是( )A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶规则”解释B．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子C．水很稳定(1 000 ℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键D．青蒿素的分子式为C15H22O5，结构如图所示，该分子中包含7个手性碳原子
分子的极性分子的极性判断方法分子的极性对分子性质的影响
手性分子手性碳原子手性分子应用
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