怎么判断极性分子和非极性分子(什么叫做极性键和非极性键)

在学习化学的过程中,我们会碰到一个概念,就是化学键的极性。如何判断化学键和分子的极性也是高等化学考察中的一个重要知识点。今天就为同学们总结一下这些知识吧。正在学

在学习化学的过程中,我们会碰到一个概念,就是化学键的极性。如何判断化学键和分子的极性也是高等化学考察中的一个重要知识点。今天就为同学们总结一下这些知识吧。正在学习或者刚学完这部分的高一学生一定要仔细看看!

怎么判断极性分子和非极性分子(什么叫做极性键和非极性键)插图

分子极性判断方法

第一步。判断共价键的极性

化学键没有极性,这是相对于共价键而言的。本质上,共价键的非极性取决于普通电子对是否发生位移。有电子对位移的共价键是极性键,没有电子对位移的共价键是非极性键。从形式上来说,一般来说,同一元素的原子形成的共价键为非极性键,不同元素的原子形成的共价键为极性键。

在学习共价键的极性判断时,一定要走出这样一个误区,“同一元素的原子形成的共价键一定是无极性键”。

对于化合物来说,结构对称的分子中相同元素的原子之间形成的共价键如H3C-CH3中的“C-C”键,CH2=CH2中的“C=C”键,Na2O2中的“O-O”键,确实是非极性键。而CH3CH2OH、CH3COOH等不对称分子中的“C-C”键不是非极性键,而是极性键。

对于简单的物质,共价键如H2、O2、N2、P4、C60、金刚石和石墨确实是非极性键。但O3分子中的“O-O”键不是非极性键,而是极性键。这是因为O3的分子结构为V型(或角形),键长为127.8pm(键长正好介于氧原子的单键长度和148 pm的双键长度之间),与SO2的结构相似,所以O3可以模仿SO2称为“二氧化氧”,所以O3中的“O-O”键是极性的,其分子也是极性的。

二、分子的极性判断

一个分子是否具有极性,不是简单地取决于分子中的共价键是否具有极性,而是取决于整个分子中的电荷分布是否均匀对称。

根据组成分子的原子的种类和数量,分子可分为单原子分子、双原子分子和多原子分子。每个分子的极性根据下式判断:

1.单原子分子:分子中没有化学键,所以没有极性分子和非极性分子之分,比如稀有气体分子如he和Ne。

2.双原子分子:对于双原子分子,分子的极性与共价键的极性一致。如果含有极性键,则为极性分子,如HF、HI等。如果它含有非极性键,则是非极性分子,如I2、O2、N2等。

3.多原子分子:

(1)与非极性键结合的多原子单质分子是非极性分子,如P4。

⑵以极性键结合的多原子化合物分子的分子极性比较复杂,可能是极性的,也可能是非极性的,主要由空之间分子中各键的排列位置决定。如果分子中电荷分布均匀,对称排列,则是非极性分子,如CO2、BF3、CH4等。如果分子内电荷分布不均匀,排列位置不对称,则为极性分子,如H2O、NH3、PCl3等。

第三步。共价键的极性与分子极性的关系

极性成键是因为两个原子吸引电子的能力不同,成键时电子倾向于吸引力较强的原子。比如在HCl中,Cl对电子有很强的吸引力,电子倾向于Cl。这种键是极性键,导致分子中电荷分布不均匀,形成极性分子。

但是,并不是所有由极性键组成的分子都是极性分子,比如四氯化碳。虽然碳和氯之间的键是极性键,但由于四氯化碳分子结构的对称性,键的极性相互抵消,分子本身不是极性的。

综上所述,极性分子中一定有极性键,但有极性键的分子不一定是极性分子,这也与分子结构是否对称有关。

有关详细信息,请参见下表:

类型

例子

键极性

分子的极性

空配置

X2

I2、O2、N2

非极性键

非极性分子

线性类型

正常男性染色体组型

HF、嗨

极性键

极性分子

线性类型

XY2

二氧化碳、二硫化碳

极性键

非极性分子

线性类型

二氧化硫

极性键

极性分子

交兴

H2O、H2S

极性键

极性分子

交兴

XY3

BF3

极性键

非极性分子

平面正三角形

NH3、三氯化磷

极性键

极性分子

三角锥形

XY4

甲烷、四氯化碳

极性键

非极性分子

正四面体型

XYZ3

CH3Cl、CH2Cl2

极性键

极性分子

非四面体型

第四步。由极性键结合的多原子分子的极性判断技巧。

1.位置对称法

分子的非极性主要取决于分子中正负电荷的分布是否对称,电荷的分布与分子的形状密切相关。所以可以根据分子的形状来分析分子的对称性。如果分子高度对称,则为非极性分子,否则为极性分子。特定的方法可以将一个分子中相同元素的原子集中在一点上。如果有几个要素,可以找几个点,然后比较这几个点是否重合。如果两者重合,说明分子是高度对称的。这样的分子没有极性,而是非极性分子,反之亦然。因此,只要分子的形状清楚(常见分子的形状见上表),就可以判断分子是否具有极性。

2.价格-头寸关系法

所谓“价位关系”,是指元素的化合价与其在元素周期表中的位置(主族序数)的关系。对于ABn型分子,如果A的化合价绝对值等于周期表中A的主族数,则为非极性分子;如果不是,就是极性分子。比如NH3分子中,N元素的化合价是-3,绝对值是3。属于ⅴA族,价态和位置不同(3≠5),所以NH3是极性分子。而中心元素C、S、P则以CH4、SO3、PCl5等为主。都是化合价和位置相等的非极性分子。

3.孤对数方法

对于ABn型分子,如果中心原子A的最外层有孤对电子,则该分子具有极性,否则没有极性。比如NH3分子中N原子上有一对孤对,所以NH3分子是极性的,而CO2分子中C原子上没有孤对,所以CO2分子是非极性的。

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(来源:网络)

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