化学键学习过程中我们会遇到一个概念,就是化学键的极性,如何判断化学键的极性以及分子的极性也是高种化学考察的一个重要知识点,高一正在学习或者刚刚学过这部分的同学们一定要仔细看哦~
分子极性判断方法
STEP1、共价键的极性判断
化学键有无极性,是相对于共价键而言的。从本质上讲,共价键有无极性取决于共用电子对是否发生偏移,有电子对偏移的共价键即为极性键,无电子对偏移的共价键即为非极性键。从形式上讲,一般来说,由同种元素的原子形成的共价键即为非极性键,由不同种元素的原子形成的共价键即为极性键。
在学习共价键的极性判断时,一定要走出这样一种误区“由同种元素的原子形成的共价键一定为非极性键”。
对于化合物来说,象H3C-CH3中的“C-C”键、CH2=CH2中的“C=C”键、Na2O2中的“O-O”键等具有结构对称的分子中同种元素原子间形成的共价键的确是非极性键。但象CH3CH2OH、CH3COOH等结构不对称的分子中的“C-C”键却不是非极性键,而是极性键。
对于单质来说,象在H2、O2、N2、P4、C60、金刚石、石墨等共价单质中的共价键的确是非极性键。但在O3分子中的“O-O”键却不是非极性键,而是极性键。这是因为O3分子结构呈“V”型(或角型),键长为127.8pm(该键长正好位于氧原子单键键长148 pm与双键键长112 pm之间),与SO2结构相似,可模仿SO2把O3称作“二氧化氧”,所以O3分子中的“O-O”键是极性键,其分子是极性分子。
二、分子的极性判断
分子是否存在极性,不能简单的只看分子中的共价键是否有极性,而要看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种类和数目的多少,可将分子分为单原子分子、双原子分子和多原子分子,各类分子极性判断依据是:
1、单原子分子:分子中不存在化学键,故无极性分子或非极性分子之说,如He、Ne等稀有气体分子。
2、双原子分子:对于双原子分子来说,分子的极性与共价键的极性是一致的。若含极性键就是极性分子,如HF、HI等;若含非极性键就是非极性分子,如I2、O2、N2等。
3、多原子分子:
⑴以非极性键结合的多原子单质分子,都是非极性分子,如P4等。
⑵以极性键结合的多原子化合物分子,其分子的极性判断比较复杂,可能是极性分子,也可能是非极性分子,这主要由分子中各键在空间的排列位置来决定。若分子中的电荷分布均匀,排列位置对称,则为非极性分子,如CO2、BF3、CH4等;若分子中的电荷分布不均匀,排列位置不对称,则为极性分子,如H2O、NH3、PCl3等。
STEP3、共价键的极性和分子的极性的关系
极性键是由于两个原子对电子的吸引能力不同,成键时电子偏向吸引力较强的那个原子。比如HCl中,Cl对电子的吸引力较强,电子偏向了Cl,这个键就是极性键,造成分子中电荷分布不均,形成极性分子
然而并不是所有由极性键构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,但是由于四氯化碳的分子结构对称,键的极性互相抵消,分子本身不显极性。
总而言之,极性分子中一定有极性键,但是有极性键的分子不一定是极性分子,这还与分子结构是否对称有关
具体情况可见下表:
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STEP4、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
分子有无极性主要看分子中正、负电荷的分布是否对称,而电荷分布情况又跟分子的形状有密切的关系,因此可根据分子的形状先分析分子的对称性。若分子高度对称,则为非极性分子,反之为极性分子。具体的做法可将分子中同种元素的原子看成集中于一点,有几种元素就可以找几个点,然后再比较这几个点是否重合,若能重合,就说明该分子是高度对称的,这样的分子没有极性,是非极性分子,反之为极性分子。因此只要清楚分子的形状(常见分子的形状见上表),就能判断分子是否有极性。
2、价、位关系法
所谓“价、位关系”是指元素的化合价和该元素在周期表中的位置(主族序数)之间的关系。对于ABn型的分子来说,若A的化合价的绝对值和A在周期表中的主族序数相等,则该分子是非极性分子,若不相等,则是极性分子。例如,NH3分子中,N元素的化合价为—3价,绝对值为3,它在第ⅴA族,价与位不等(3≠5),故NH3为极性分子。而CH4、SO3、PCl5等分子中的中心元素C、S、P都符合价、位相等关系,都是非极性分子。
3、孤对电子数法
对于ABn型的分子来说,若中心原子A的最外层有孤对电子,分子有极性,反之,无极性。如,NH3分子中N原子上有一对孤对电子,所以,NH3分子是极性分子,而CO2分子中C原子上无孤对电子,所以,CO2分子是非极性分子。