高中化學(xué)魯科版 (2019)選擇性必修2微項(xiàng)目 青蒿素分子的結(jié)構(gòu)測定——晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用背景圖ppt課件

這是一份高中化學(xué)魯科版 (2019)選擇性必修2微項(xiàng)目 青蒿素分子的結(jié)構(gòu)測定——晶體在分子結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用背景圖ppt課件，共40頁。PPT課件主要包含了必備知識·素養(yǎng)奠基，對稱軸，對稱面，旋光性，不相同，分子極性的判斷，關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成，常見分子的極性，課堂回眸，課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、分子中的原子排布與對稱性1.分子的對稱性(1)依據(jù)_______的旋轉(zhuǎn)或借助_______的反映能夠復(fù)原的分子。(2)對稱性與分子性質(zhì):分子的許多性質(zhì)如_____、_______及_______性質(zhì)等都與分子的對稱性有關(guān)。
【巧判斷】(1)所有的分子都有一定的對稱性。(　　)提示:×。只有依據(jù)對稱軸的旋轉(zhuǎn)或者借助對稱面的反映能夠復(fù)原的分子才能稱之為對稱分子。(2)對稱分子都具有旋光性。(　　)提示:×。對稱分子不一定具有旋光性,只有手性異構(gòu)體才有旋光性。(3)對稱分子與物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。(　　)提示:×。對稱分子不一定與物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。
2.手性分子(1)手性:一種分子和它在鏡中的像,就如人的左手和右手,_____而不完全相同,即它們不能重疊。(2)手性分子:具有手性的分子。手性分子和它的鏡像分子構(gòu)成一對對映異構(gòu)體。(3)不對稱碳原子:①定義:僅通過_____連接其他原子,其所連接的四個(gè)原子或基團(tuán)均_______。②應(yīng)用:常用有無不對稱碳原子推測分子是否為手性分子,推測分子有無_______。
二、分子中的電荷分布與極性1.極性分子與非極性分子(1)極性分子:分子內(nèi)存在正、負(fù)兩極的分子。(2)非極性分子:分子內(nèi)不存在正、負(fù)兩極的分子。
【情境·思考】2020年,新冠病毒引起的肺炎疫情席卷全球,我國積極進(jìn)行應(yīng)對。網(wǎng)傳瑞德西韋可能是治療新冠病毒的特效藥。已知瑞德西韋的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。據(jù)此回答以下問題:
(1)在瑞德西韋中標(biāo)“☆”的碳原子是手性碳原子嗎?為什么?提示:不是。因?yàn)閳D中標(biāo)“☆”的碳原子上連接有兩個(gè)相同的原子團(tuán)——乙基,所以不是手性碳原子。(2)根據(jù)瑞德西韋的結(jié)構(gòu)簡式分析,結(jié)合你所學(xué)過的知識,瑞德西韋是極性分子還是非極性分子?提示:瑞德西韋分子不具有對稱性,所以該分子是極性分子。
(3)結(jié)合瑞德西韋的極性以及其分子中含有的官能團(tuán)分析,瑞德西韋的溶解性如何?提示:由于瑞德西韋分子是極性分子,且分子中含有羥基和氨基等,可以與水分子形成氫鍵,增加其水溶性,所以瑞德西韋應(yīng)該是可以溶解在水中的。
知識點(diǎn)　分子極性的判斷【重點(diǎn)釋疑】1.鍵的極性和分子極性的關(guān)系
2.判斷分子極性的一般思路
3.判斷ABn型分子極性的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律(1)若中心原子A的化合價(jià)的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù),則為非極性分子,若不等則為極性分子。(2)若中心原子有孤電子對,則為極性分子;若無孤電子對,則為非極性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4為非極性分子;H2S、SO2、NH3為極性分子。
【易錯(cuò)提醒】鍵的極性對分子的極性的影響根據(jù)分子構(gòu)型可以判斷分子的極性,但必須注意鍵對極性的影響。例如,同是直線形的O C O和H—C≡N,前者為非極性分子,后者為極性分子;同是四面體形的CH4和CH3Cl,前者為非極性分子,后者為極性分子。
【思考·討論】(1)雙原子形成的分子一定是非極性分子嗎?提示:不是。兩個(gè)原子形成的單質(zhì)一定是非極性分子,但是由兩個(gè)原子形成的化合物分子一定是極性分子。(2)極性分子的電荷分布不均勻,非極性分子的電荷分布均勻嗎?提示:非極性分子的空間結(jié)構(gòu)對稱,因此電荷分布均勻,因此不顯極性;極性分子的空間結(jié)構(gòu)不對稱,因此電荷分布不均勻,顯示極性。
【案例示范】【典例】(2020·惠州高二檢測)有一種AB2C2型分子,在該分子中A為中心原子。下列關(guān)于該分子的立體構(gòu)型和極性的說法中,正確的是(　　)A.假設(shè)為平面四邊形,則該分子一定為非極性分子B.假設(shè)為四面體形,則該分子一定為非極性分子C.假設(shè)為平面四邊形,則該分子可能為非極性分子D.假設(shè)為四面體形,則該分子可能為非極性分子
【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)分子的極性與分子的對稱性有關(guān);(2)分子的極性與化學(xué)鍵的極性沒有必然聯(lián)系?！窘馕觥窟xC。
【母題追問】(1)該分子可能為正四面體嗎?為什么?提示:該分子不可能為正四面體,主要原因是A與B之間形成的化學(xué)鍵的鍵長和A與C之間形成的化學(xué)鍵的鍵長不等長。(2)該分子為平面四邊形時(shí)是非極性分子的形狀是什么?提示:若該分子是平面四邊形,是非極性分子應(yīng)該在分子完全對稱的情況下,具體構(gòu)型是 。
【規(guī)律方法】判斷ABn型分子是否有極性,關(guān)鍵是看分子的空間構(gòu)型。只含有非極性鍵的分子一般是非極性分子,例如P4、C60(O3除外)等。如果含有極性鍵的分子的空間構(gòu)型為直線形、正四面體形、三角雙錐形、正八面體形等對稱結(jié)構(gòu),則為非極性分子;如果含有極性鍵的分子的空間構(gòu)型為角形、三角錐形、四面體(非正四面體)形等非對稱結(jié)構(gòu),則為極性分子。
【遷移·應(yīng)用】1.(2020·南京高二檢測) 下列敘述正確的是(　　)A.NH3是極性分子,分子中N原子處在由3個(gè)H原子所組成的三角形的中心B.CCl4是非極性分子,分子中C原子處在由4個(gè)Cl原子所組成的正方形的中心C.H2O是極性分子,分子中O原子不處在由2個(gè)H原子所連成的線段的中點(diǎn) D.CO2是非極性分子,分子中C原子不處在2個(gè)O原子所連成的線段的中點(diǎn)
【解析】選C。NH3是空間構(gòu)型為三角錐形的極性分子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;CCl4是以C原子為中心的正四面體形分子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2是C原子在2個(gè)O原子中點(diǎn)的直線形分子,D項(xiàng)錯(cuò)誤;而水分子是O原子在兩個(gè)H原子中間的“V”形分子,即 ,故C項(xiàng)正確。
2.實(shí)驗(yàn)測得BeCl2為共價(jià)化合物,兩個(gè)Be—Cl鍵間的夾角為180°。由此可見,BeCl2屬于(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　A.由極性鍵構(gòu)成的極性分子B.由極性鍵構(gòu)成的非極性分子C.由非極性鍵構(gòu)成的極性分子D.由非極性鍵構(gòu)成的非極性分子【解析】選B。Be—Cl鍵為極性鍵。鍵長相等,夾角為180°,分子為直線形,因此分子內(nèi)正負(fù)電荷重心重合,為非極性分子。
3.(2020·濟(jì)寧高二檢測)下列反應(yīng)中,同時(shí)有離子鍵、極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵的斷裂和形成的是(　　)A.NH4Cl NH3↑+HCl↑B.NH3+CO2+H2O====NH4HCO3C.2NaOH+Cl2 ====NaCl+NaClO+H2OD.2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2
【解析】選D。A、B項(xiàng)中無非極性共價(jià)鍵的斷裂和形成;C項(xiàng)中無非極性共價(jià)鍵的形成;D項(xiàng)中反應(yīng)物Na2O2既含有離子鍵又含有非極性共價(jià)鍵,CO2中含有極性共價(jià)鍵,生成物Na2CO3既含有離子鍵又含有極性共價(jià)鍵,O2中含有非極性共價(jià)鍵,故選D項(xiàng)。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列各組物質(zhì)中,都是由極性鍵構(gòu)成的極性分子的一組是(　　)A.CH4和Br2　　　　　　B.NH3和H2OC.H2S和CCl4D.CO2和HCl【解析】選B。A項(xiàng)中CH4、Br2為非極性分子;C項(xiàng)中CCl4為非極性分子;D項(xiàng)中CO2為非極性分子。
2.(2020·成都高二檢測)下列有關(guān)分子的敘述中正確的是(　　)A.以非極性鍵結(jié)合起來的雙原子分子一定是非極性分子B.以極性鍵結(jié)合起來的分子一定是極性分子C.非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子D.非極性分子中一定含有非極性鍵
【解析】選A。對于抽象的選擇題可用舉反例法以具體的物質(zhì)判斷正誤。A項(xiàng)正確,如O2、H2、N2等;B項(xiàng)錯(cuò)誤,以極性鍵結(jié)合起來的分子不一定是極性分子,若分子的空間結(jié)構(gòu)對稱,正電重心和負(fù)電重心重合,就是非極性分子,如CH4、CO2、CCl4、CS2等;C項(xiàng)錯(cuò)誤,非極性分子不一定是雙原子單質(zhì)分子,如CH4;D項(xiàng)錯(cuò)誤,非極性分子中不一定含有非極性鍵,如CH4、CO2等。
【素養(yǎng)提升】PH3又稱磷化氫,在常溫下是一種無色、有大蒜氣味的氣體,電石氣的雜質(zhì)中常含有它。它的結(jié)構(gòu)與NH3分子結(jié)構(gòu)相似。如果遇到痕量其他磷的氫化物如乙磷化氫,會引起自燃。磷化氫按照高毒性且自燃的氣體處理。吸入磷化氫會對心臟、呼吸系統(tǒng)、腎、腸胃、神經(jīng)系統(tǒng)和肝臟造成影響。
思考:(1)PH3分子的中心磷原子的雜化類型是什么?空間構(gòu)型是什么?提示:根據(jù)雜化軌道的判斷方法可知,PH3分子的中心磷原子的雜化類型為sp3雜化;根據(jù)價(jià)電子對互斥理論,由于磷原子有1對孤電子對,所以其空間構(gòu)型是三角錐形。(2)PH3分子中的P—H鍵是何種共價(jià)鍵?該分子是極性分子還是非極性分子?提示:PH3分子中的P—H鍵是極性鍵,PH3是極性分子。
1.下列化合物中含有3個(gè)“手性碳原子”的是(　　)A. 　　 B. C. D. 【解析】選C。A、B、C三個(gè)選項(xiàng)中的有機(jī)物中含有的手性碳原子的數(shù)目分別為1、2、3,D項(xiàng)中的有機(jī)物中不含有手性碳原子。
2.下列物質(zhì)中既有極性鍵,又有非極性鍵的非極性分子是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　A.二氧化硫B.四氯化碳C.雙氧水D.乙烯【解析】選D。SO2只含極性鍵,是極性分子;四氯化碳是只含極性鍵的非極性分子;H2O2是既含極性鍵(O—H)又含非極性鍵(O—O)的極性分子;乙烯是既含極性鍵(C—H)又含非極性鍵(C C)的非極性分子。
3.下列有機(jī)物分子中屬于手性分子的是(　　)① ② ③乙酸A.只有①B.①③C.①②D.①②③【解析】選C。有機(jī)物分子中含有手性碳原子的分子是手性分子,手性碳原子連接四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)。
4.(雙選)(2020·濟(jì)南高二檢測) 下列敘述中正確的是(　　)A.NH3、CO都是極性分子,CO2是非極性分子B.CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子C.HCl、H2S、NH3中的非氫原子的雜化方式分別是sp、sp2、sp3D.CS2、H2O、C2H2都是直線形分子
【解析】選A、B。分子的極性一般與分子的空間構(gòu)型有關(guān),鍵的極性只與成鍵原子的電負(fù)性有關(guān)。雜化軌道類型與中心原子形成σ鍵數(shù)目和容納未成鍵的孤電子對數(shù)有關(guān)。分子空間構(gòu)型可用價(jià)電子對互斥理論預(yù)測。A項(xiàng)中NH3、CO為極性分子CO2屬于非極性分子;C項(xiàng)中中心原子S、N均采取sp3雜化方式;D項(xiàng)中的H2O分子中的O原子有兩對成鍵電子和兩對孤電子對,故分子呈角形結(jié)構(gòu)。
5.NH3、H2S為極性分子,CO2、BF3、CCl4等為非極性分子,據(jù)上述事實(shí)可推出ABn型分子是非極性分子的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律為(　　)A.分子中不能含有氫原子B.在ABn分子中A原子的所有價(jià)電子都參與成鍵C.在ABn分子中每個(gè)共價(jià)鍵相同D.在ABn分子中A的相對原子質(zhì)量應(yīng)小于B的【解析】選B。A項(xiàng)中CH4也為非極性分子;C項(xiàng)中NH3價(jià)鍵相同,仍為極性分子;D項(xiàng)與相對原子質(zhì)量無關(guān)。
6.(2020·三明高二檢測) 雙氧水(H2O2)是一種醫(yī)用消毒殺菌劑。H2O2分子不是直線形的,兩個(gè)H原子猶如在半展開的書的兩面紙上,書面角為93°52′,而兩個(gè)O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。試回答:(1)H2O2分子的電子式為_____________,?結(jié)構(gòu)式為________________。?(2)H2O2分子中存在________鍵和________鍵,為______________(填“極性”或“非極性”)分子。?(3)H2O2難溶于CS2,其原因是_________________________________。?(4)H2O2分子中氧元素的化合價(jià)為______________,原因是_______________。