高一化学---极性键与非极性键
1.极性键与非极性键
共价键是指原子间通过共用电子对所形成的化学键。根据共价键形成过程中,共用电子对在形成共价键的原子间的偏移现象,可将共价键分为极性键与非极性键。
Cl2的分子结构示意图 H2的分子结构示意图
以单质分子中的H—H键、Cl—Cl键为例,在单质分子中,由于是同种原子间形成的共价键,它们对共用电子对的吸引能力是相同的,使共用电子对不偏向任何一个原子,因此各原子均不显电性,这样的共价键称之为非极性键。一般地说,HCl的分子结构示意图 由同种元素的原子所形成的共价键是非极性键。
同理,在化合物中由不同种元素的原子所形成的共价键,由于形成共价键的原子对共用电子对的吸引力是不相同的,共用电子对将偏向某一原子,使共价键产生极性。因此不同原子键形成的共价键是极性键。如HCl分子中的H—Cl键。
具体区别,可见下列表格
2.共价键的极性与分子的极性 .
如果分子中的键都是非极性的,所形成分子里电荷分布是对称的,这种分子就是非极性分子。如H2、Cl2、O2、N2等,一般单质的分子都是非极性分子。
几种典型单质的分子构型及极性:
分子类型 X2型分子 白磷(P4) 硫(S8)
H-H, Cl-Cl 构型 N≡N等 直线型
极性 非 极 性 分 子
以极性键所形成的多原子分子,分子的极性受分子的空间构型的影响。对ABn型分子的极性的判断方法,可见下表:
由此可见,对含有极性键的多原子分子的极性认识,可形象地借助于分子中的中心原子的所受合力是否为零来加以判断。如:
可见,NH3、HF、H2O等分子为极性分子,而CO2、CCl4等分子为非极性分子,其中CCl4可看作是甲烷分子中的四个H原子被Cl原子取代后的结果。若在Cl原子逐步取代H原子的过程中,形成的CH3Cl、„、CHCl3等分子,由于中心的C原子所受合力不为零,因而这些分子将为极性分子。见右图。
至此我们可以将键的极性与分子的极性之间的相互关系总结如下:
非极性键
非极性分子 分子中单纯含有 非极性分子 极性键 极性分子
对ABn型的分子极性的简单判别依据:
中心元素的化合价的绝对值 = 中心元素的最高正价 非极性分子 ≠中心元素的最高正价 极性分子
3.极性分子与非极性分子
极性分子与非极性分子的实验证明:观察由极性分子或非极性分子所组成的物质是否能在外电场的作用下发生偏转。
由极性分子所组成的物质(H2O) 由非极性分子所组成的物质(CCl4)则偏转不明显 可在外电场的作用下,发生明显
极性分子与非极性分子判断的具体应用:可用于解释物质的溶解性(相似相溶)
即:由极性分子组成的溶质易溶于由极性分子所组成的溶剂中,如:HCl、NH3等气体都易溶于水,Cl2、O2、N2、H2、CO2等气体在水中的溶解性都不大;而由非极性分子组成的溶质易溶于由非极性分子所组成的溶剂中。如P4易溶于CS2,溶于水的Br2、I2等易被非极性分子组成的溶剂(苯、四氯化碳、汽油)所萃取。
4、典型例题解析
例1.已知O3在水中的溶解度比O2要大得多(实验值约大9倍)。 据此推断:O3分子应为________(极性,非极性)分子,构型为_________,与_____分子的构型相似(同主族 的氧化物),其中O—O键为_______(极性,非极性)键。
解析:通过O3在水中的溶解度比O2大9倍的实验事实,可以得知O3是极性分子,由此O3分子的构型就不可能是直线型(这将形成非极性分子),若为V型,其构型就将与SO2相似;O3分子是极性分子,从中可推知O—O键一定是极性键。
由同种原子形成的共价键为极性键,这就要求我们在分析问题解决问题的过程中,勇于突破固有观念的束缚,尊重客观事实,并作出合理的解释。这体现出概念学习过程的相对性。
例2 下列物质中含有共价键的离子化合物是( )
①MgF2 ②Na2O2 ③NaOH ④NH4Cl ⑤CO2 ⑥H2O2 ⑦N2
(A)②③④⑤⑦ (B)②③④ (C)①②③④⑥ (D)①③⑤⑥ 解析: ⑤⑦⑧都是由非金属元素组成的共价物质,因选项A和D中均含⑤,故不合
+-+
题意。NH4Cl属于离子化合物.在NH4Cl中NH4与Cl属于离子键,NH4中N与H之间是共价键,在MgCl2中只有离子键而无共价键。②③④各物质中既含有离子键,又含有共价键,其电子式分别
H
+-+-
为:Na[: O : O :]2Na、Na+[: O : H ] [ H : N : H ]+ [ : Cl : ]-
H 答 B.
巩固练习
1.关于化学键的的正确的是
(A)构成分子晶体的微粒一定含有共价键
(B)由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物 (C)非极性键只存在于双原子分子中
(D)不同元素组成的多原子分子中的化学键一定有极性键 2.下列物质中,同时具有离子键和共价键的是
(A)NH3 (B)NH4Cl (C)H2S (D)KCl 3.既有离子键又有极性共价键的化合物是
(A)Na2O2 (B)NaOH (C)CaBr2 (D)HF 4.下列分子中,具有极性键的非极性分子是
(A)CCl4 (B)H2O (C)Br2 (D)CO2 5.下列物质中,含有非极性键的离子化合物是
(A)CaCl2 (B)Na2O2 (C)H2O2 (D)Na2CO3 6.下列变化中,不需要破坏化学键的是
(A)干冰气化 (B)氯化氢溶于水
(C)加热水使其分解成氢气和氧气 (D)加热使氯化钠融化
7.A、B、C三种短周期元素,最高正价依次为+1、+2、+7,它们形成的双原子分子的种数
最多可能为
(A) (A)一种 (B)二种 (C)三种 (D)四种 二、填空题:
8.根据第二周期的气态氢化物分子的极性分析和已有知识,请就同一周期的共价氟
9.试分析:为说明卤素单质(Cl2、Br2、I2)一般容易被某些有机溶剂(如:汽油、苯等) 所萃取? .
10.笑气(N2O)是人类最早应用于临床的麻醉剂之一。它与CO2具有相似的结构(即具有
相同的电子式),已知在N2O分子中,氧原子仅与一个氮原子相连,则N2O的电子式可表示为_______,空间构型为____,其分子为______(“极性”或 “非极性”)分子。
参 考 答 案
1.BD 2.B 3.B 4.AD 5.B 6.A 7.C 8.
9.因为卤素单质(Cl2、Br2、I2)的分子都是非极性分子,所以它们在由非极性分子所组成
的溶剂——有机溶剂(如:汽油、苯等)中的溶解性要大于在由极性的水分子所形成的水中的溶解性,因而可被这些有机溶剂所萃取。
10.: N :: N :: O : ,直线型,极性