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课件网) 分子的空间结构与分子性质 1.知道分子的某些性质与分子的对称性有关,认识手性分子的定义,会判断不对称碳原子; 2.理解共价键的极性、分子的空间结构与分子极性的关系,学会判断简单分子极性的方法,据此对分子的一些典型性质及其应用做出解释。 宏观物体具有对称性,那么,构成它们的微观粒子如分子也具有对称性吗?请以水、二氧化碳、氨、甲烷等分子为例,分析它们具有怎样的对称性。 一、分子中的原子排布与对称性 (1) 分子的对称性 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。 在光透过某些化合物时,光波振动的方向会旋转一定的角度,这种性质称为旋光性。 对称性对分子性质的影响: 极性、旋光性 对称轴 对称面 以小组为单位动手搭建两个CHFClBr模型,通过旋转模型,看这两个模型是否可以完全重合? 经过实践,我们发现存在两个模型不能完全重合的情况,并且它们总是除C外有两个原子交换了位置。因此CHFClBr有两种空间结构,它们互为同分异构体。 绕轴旋转 不能叠合 对比上面的两种CHFClBr分子,它们的空间结构呈现出怎样的特征? 它们的关系像一双手,不能相互重合,但是却互为镜像。 一、分子中的原子排布与对称性 (2) 分子的手性 手性:分子本身和它们在镜中的像, 就如同人的左手和右手,相似但不能重叠,因而称这类分子表现出手性 手性分子:具有手性的分子 对称性比较低,不具有对称面 存在对映异构体,具有相反的旋光性 等物质的量浓度对映异构体溶液,不表现旋光性 手性分子性质特点: 自然界中手性是很普遍的现象,许多天然产物和人体内的活性分子都是手性分子。例如,作为生命活动重要基础的生物大分子,如蛋白质、多糖、核酸等几乎都是手性的。 存在人体内用于合成蛋白质的氨基酸仅有20种,这20种氨基酸中,除了甘氨酸(R=H)外,其他均有手性。氨基酸的通式可以下面的结构表达: 在机体的代谢和调控过程中所涉及的物质(如酶和细胞表面的受体)一般也都具有手性,在生命过程中发生的各种生物———化学反应过程均与手性的识别和变化有关。 借助有无不对称碳原子推测分子是否为手性分子 不对称碳原子:仅通过单键连接其他原子的碳原子,其所连接的四个原子或基团均不相同。 大多数的手性分子都含有不对称碳原子,因此常用有无不对称碳原子推测分子是否为手性分子。 下列物质中不存在对映异构体的是( ) A. BrCH2CHOHCH2OH C. CH3CHOHCOOH D. CH3COCH2CH3 D 【观察·思考】分子的极性 在酸式滴定管中加入四氯化碳,打开活塞让四氯化碳缓缓流下,可看到四氯化碳呈直线状垂直流入烧杯中。将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流,观察四氯化碳的流动方向是否发生变化;再向另一酸式滴定管中加入蒸馏水,进行同样的实验,观察实验现象。 实验操作 在一酸式滴定管中加入四氯化碳,打开活塞,将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近四氯化碳液流 在另一酸式滴定管中加入蒸馏水,打开活塞,并将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流 现象 结论 解释 四氯化碳液流方向不变 水流方向发生改变 四氯化碳液流与橡胶棒无电性作用 水流与橡胶棒间有电性作用 四氯化碳分子中无正极和负极之分 水分子中存在带正电荷的正极和带负电荷的负极 二、分子中的电荷分布与极性 像水分子这样分子内存在正、负两极的分子,称为极性分子; 像四氯化碳分子这样分子内不存在正、负两极的分子,称为非极性分子。 如果一个分子它的正电中心和负电中心不重合,使分子的某一个部分呈正电性(δ+),另一部分呈负电性(δ-),则它是极性分子。 如果一个分子它的正电中心和负电中心重合,则它是非极性分子。 利用极性分子和非极性分子的概念, ... ...