資源簡介

新授課
第二章 分子結構與性質
課時10 分子間的作用力 分子的手性
【學習目標】
1.了解范德華力和氫鍵的實質、特點及其對物質性質的影響。 2.認識分子的手性對其性質的影響。
【學習活動】
學習任務
目標一：了解范德華力和氫鍵的實質、特點及其對物質性質的影響。 任務1：閱讀p56內容，思考并完成下列問題。 1.范德華力是化學鍵嗎？范德華力的特征是？ 2.任何物質的分子之間都一定存在作用力嗎？范德華力與化學鍵的作用微粒有什么不同？從作用強度來看，范德華力和化學鍵有什么不同？ 3.Cl2、Br2、I2三者的組成和化學性質均相似，但狀態卻分別為氣、液、固，其原因是什么？HF、HCl、HBr、HI的穩定性依次減弱，是因為分子間作用力依次減弱？ 任務2：閱讀p57-p58內容，思考并完成下列問題。 1.如何表示氫鍵？氫鍵與范德華力的區別有哪些？ 2.水分子間存在氫鍵，思考其具有特殊性質的原因。 ①若不斷地升高溫度，實現“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次有哪些？ ②如圖所示氧族元素的氫化物中水的熔、沸點為什么反常高？ ③大量實驗證明，接近水的沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比按化學式H2O計算出來的相對分子質量大一些，為什么？ ④冰的密度為什么比水的密度小？ 3.已知有機物A()可以形成分子內氫鍵，其結構可以表示為(虛線表示氫鍵)，而有機物B()只能形成分子間氫鍵。工業上用水蒸氣蒸餾法將A和B進行分離，首先被蒸出的成分是哪一種？為什么？ 4.鄰硝基苯酚（）比對硝基苯酚（）在水中的溶解度低，試解釋其原因。 任務3：閱讀p59內容，思考并完成下列問題。 1.有機溶劑都是非極性溶劑嗎？ 2.為什么NH3極易溶于水，而CCl4難溶于水？ 3.在做鹵素單質的萃取實驗時，經常選用四氯化碳或苯做萃取劑，這是因為什么？ 4.實驗表明一元醇與一元羧酸隨分子中的烴基增大，在水中的溶解度逐漸降低，如何解釋這種現象？
目標二：認識分子的手性對其性質的影響。 任務：閱讀p60內容，思考并完成下列問題。 1.手性碳原子連接的基團有何特點？ 2.互為手性異構體的物質化學性質幾乎完全相同，分析其原因。 3.乳酸()有強的防腐保鮮功效，可用在果酒、飲料、肉類、食品、蔬菜腌制及罐頭加工、水果貯藏，具有調節pH、抑菌、延長保質期、調味保持食品色澤等作用。下圖是兩種乳酸分子的手性關系。 ①兩種乳酸分子在結構上的相同點和差異點是什么？兩者是同一種物質嗎？ ②乳酸的結構為，其分子結構中有幾個手性碳原子？用*將手性碳原子標出來。 4.有機物具有手性，若它與H2發生加成反應后，其產物還有手性嗎？
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
2新授課
第二章 分子結構與性質
課時10 分子間的作用力 分子的手性
【學習目標】
1.了解范德華力和氫鍵的實質、特點及其對物質性質的影響。 2.認識分子的手性對其性質的影響。
【學習活動】
學習任務
目標一：了解范德華力和氫鍵的實質、特點及其對物質性質的影響。 任務1：閱讀p56內容，思考并完成下列問題。 1.范德華力是化學鍵嗎？范德華力的特征是？ 參考答案： 范德華力不是化學鍵，范德華力很弱，比化學鍵的鍵能小1～2個數量級。 范德華力是廣泛存在于分子之間的一種分子間作用力，但只有分子間充分接近時才有分子間的相互作用力。范德華力是沒有飽和性和方向性。 2.任何物質的分子之間都一定存在作用力嗎 范德華力與化學鍵的作用微粒有什么不同 從作用強度來看，范德華力和化學鍵有什么不同 參考答案：一定存在。 化學鍵的成鍵微粒包括原子、離子、電子，范德華力存在于分子之間。 范德華力屬于弱相互作用，化學鍵屬于強相互作用。 3.Cl2、Br2、I2三者的組成和化學性質均相似，但狀態卻分別為氣、液、固，其原因是什么 HF、HCl、HBr、HI的穩定性依次減弱，是因為分子間作用力依次減弱？ 參考答案： Cl2、Br2、I2的組成和結構相似，由于相對分子質量逐漸增大，所以范德華力逐漸增大，故熔、沸點升高，狀態由氣態變為液態、固態。 分子的穩定性與化學鍵有關，分子間作用力只影響物質的物理性質。 任務2：閱讀p57-p58內容，思考并完成下列問題。 1.如何表示氫鍵？氫鍵與范德華力的區別有哪些？ 參考答案：氫鍵是除范德華力之外的另一種分子間作用力，它是由已經與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的氫)與另一個電負性很大的原子(如水分子中的氧)之間的作用力。 氫鍵的通式可用X—H…Y—表示。式中X和Y為F、O、N，“—”表示共價鍵，“…”表示形成的氫鍵。 氫鍵有兩個與一般范德華力不同的特點，氫鍵有飽和性和方向性。其飽和性表現在X—H只能再與一個Y原子相結合，一個氫原子不能同時形成兩個氫鍵。氫鍵的方向性主要表現為在可能范圍內要盡量使X—H…Y在同一直線上，這樣相互作用最強烈。 2.水分子間存在氫鍵，思考其具有特殊性質的原因。 ①若不斷地升高溫度，實現“雪花→水→水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間的主要相互作用依次有哪些？ 參考答案：范德華力和氫鍵、范德華力和氫鍵、極性鍵。在雪花、水、水蒸氣中存在O—H…O分子間氫鍵，故在實現“雪花→水→水蒸氣”的變化階段主要破壞了水分子間的氫鍵與范德華力，而實現“水蒸氣→氧氣和氫氣”的變化則破壞了O—H極性共價鍵。 ②如圖所示氧族元素的氫化物中水的熔、沸點為什么反常高 參考答案：水分子間存在氫鍵，增大了水分子間作用力，所以熔、沸點反常高。 ③大量實驗證明，接近水的沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比按化學式H2O計算出來的相對分子質量大一些，為什么 參考答案：接近水的沸點的水蒸氣中存在相當量的水分子因氫鍵而相互締合形成所謂的締合分子(H2O)n。 ④冰的密度為什么比水的密度小 參考答案：常溫下液態水中除了含有簡單H2O外，還含有通過氫鍵聯系在一起的締合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一個水分子的氧原子與另一個水分子的氫原子沿該氧原子的一個sp3雜化軌道的方向形成氫鍵，因此當所有H2O全部締合——結冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氫鍵，成為晶體，因此在冰的結構中形成許多空隙，體積膨脹，密度減小。故冰的體積大于等質量的水的體積，冰的密度小于水的密度。 3.已知有機物A()可以形成分子內氫鍵，其結構可以表示為(虛線表示氫鍵)，而有機物B()只能形成分子間氫鍵。工業上用水蒸氣蒸餾法將A和B進行分離，首先被蒸出的成分是哪一種？為什么？ 參考答案：首先被蒸出的物質為A。因為A易形成分子內氫鍵，B易形成分子間氫鍵，所以B的沸點比A的高。 4.鄰硝基苯酚（）比對硝基苯酚（）在水中的溶解度低，試解釋其原因。 參考答案：鄰硝基苯酚易形成分子內氫鍵，與水分子間的氫鍵較弱，而對硝基苯酚不能形成分子內氫鍵，與水分子間形成氫鍵更充分，所以水溶性更強。 任務3：閱讀p59內容，思考并完成下列問題。 1.有機溶劑都是非極性溶劑嗎 參考答案：有機溶劑大多數是非極性溶劑，如CCl4、C6H6等，但也有少數極性溶劑，如酒精。 2.為什么NH3極易溶于水，而CCl4難溶于水 參考答案：NH3和H2O均為極性分子且NH3與H2O可形成分子間氫鍵，而CCl4為非極性分子。 3.在做鹵素單質的萃取實驗時，經常選用四氯化碳或苯做萃取劑，這是因為什么 參考答案：鹵素單質為非極性分子，而苯或四氯化碳均為非極性分子，水為極性分子，根據極性相似的分子之間更易相互溶解，故選用四氯化碳或苯做萃取劑萃取水中的鹵素單質。 4.實驗表明一元醇與一元羧酸隨分子中的烴基增大，在水中的溶解度逐漸降低，如何解釋這種現象 參考答案：從結構上看，低分子的醇或酸與水的結構相似程度更大，根據相似相溶可知溶解性更好。
目標二：認識分子的手性對其性質的影響。 任務：閱讀p60內容，思考并完成下列問題。 1.手性碳原子連接的基團有何特點 參考答案：飽和碳原子連接四個不同的原子或原子團。 2.互為手性異構體的物質化學性質幾乎完全相同，分析其原因。 參考答案：物質結構決定性質。互為手性分子的物質組成、結構幾乎完全相同，所以其化學性質幾乎完全相同。 3.乳酸()有強的防腐保鮮功效，可用在果酒、飲料、肉類、食品、蔬菜腌制及罐頭加工、水果貯藏，具有調節pH、抑菌、延長保質期、調味保持食品色澤等作用。下圖是兩種乳酸分子的手性關系。 ①兩種乳酸分子在結構上的相同點和差異點是什么？兩者是同一種物質嗎？ 參考答案：兩種乳酸分子的組成基團完全相同，但二者呈鏡像對稱關系；二者是兩種不同的物質，互為同分異構體。 ②乳酸的結構為，其分子結構中有幾個手性碳原子？用*將手性碳原子標出來。 參考答案：只有一個手性碳原子；。 4.有機物具有手性，若它與H2發生加成反應后，其產物還有手性嗎？ 參考答案：該有機物與H2加成的產物是，該物質不存在手性碳原子，無手性。 【知識小結】 1.手性分子的理解 (1)手性同分異構體(又稱對映異構體、光學異構體)的兩個分子互為鏡像關系，即分子形式的“左撇子和右撇子”。 (2)手性碳原子一定是飽和碳原子，且碳原子是sp3雜化。 (3)手性異構體雖然分子組成、官能團完全相同，但性質和用途不一定相同。 (4)可以通過條件的控制(如催化劑)選擇有利于目標手性異構體的合成。 2.判斷手性碳原子的方法 判斷一種有機物是否具有手性碳原子，就看該有機物含有的碳原子是否連有四個互不相同的原子或基團。如：，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團，中心碳原子即為手性碳原子。
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
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