范德華力和氫鍵溶解性ppt課件

1、共價鍵共價鍵極性鍵極性鍵非極性鍵非極性鍵空間不對稱空間不對稱極性分子極性分子雙原子分子：雙原子分子：HCl、NO、IBrV型分子：型分子：H2O、H2S、SO2三角錐形分子：三角錐形分子：NH3、PH3非正四面體：非正四面體：CHCl3非極性分子非極性分子單質(zhì)分子：單質(zhì)分子：Cl2、N2、P4、O2直線形分子：直線形分子：CO2、CS2、C2H2正四面體：正四面體：CH4、CCl4、CF4空間對稱空間對稱復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧因為存在一種把分子聚集在一起的作用力因為存在一種把分子聚集在一起的作用力而我們把這種作用力稱為而我們把這種作用力稱為分子間作用力分子間作用力。通常包括范德華力和氫鍵。通常包括范

2、德華力和氫鍵。二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響二、范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響1、范德華力：很弱、范德華力：很弱，比化學(xué)鍵小，比化學(xué)鍵小12個個數(shù)量級。數(shù)量級。不屬于化學(xué)鍵不屬于化學(xué)鍵2 2、影響范德華力大小的因素、影響范德華力大小的因素分子分子HClHClHBrHBrHIHI相對分子相對分子質(zhì)量質(zhì)量36365 58181128128范德華力范德華力(kJ/mol)(kJ/mol)21.1421.1423.1123.1126.0026.00大大（1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 的分子，相對分子質(zhì)量越的分子，相對分子質(zhì)量越 ，范德范德華力華力越越 ，熔、沸越，熔、沸越 。相似相似大大高高分子分子相對分相對分子質(zhì)

3、量子質(zhì)量分子的分子的極性極性熔點熔點/沸點沸點/CO28極性極性-205.05-191.49N228非極性非極性-210.00-195.81（2）相對分子質(zhì)量）相對分子質(zhì)量 或或 時，分子的極性時，分子的極性越越 ，范德華力范德華力越越 ，熔、沸越，熔、沸越 。 相同相同相近相近大大大大請分析下表中數(shù)據(jù)請分析下表中數(shù)據(jù)高高 范德華力影響物質(zhì)的范德華力影響物質(zhì)的物理性質(zhì)物理性質(zhì)（熔、沸點等）（熔、沸點等） 3 3、范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響、范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響單質(zhì)單質(zhì)相對分相對分子質(zhì)量子質(zhì)量熔點熔點/沸點沸點/F F2 23838-219.6-219.6 -188.1-188.1ClCl2

4、27171-101.0-101.0-34.6-34.6BrBr2 2160160-7.2-7.258.858.8I I2 2254254113.5113.5184.4184.4分子間范德華力越大，熔沸點越高分子間范德華力越大，熔沸點越高壁虎為什么能在天花板土爬行自如壁虎為什么能在天花板土爬行自如?這曾是一個困擾這曾是一個困擾科學(xué)家一百多年的謎。用電子顯微鏡可觀察到，壁虎科學(xué)家一百多年的謎。用電子顯微鏡可觀察到，壁虎的四足覆蓋著幾十萬條纖細(xì)的由角蛋白構(gòu)成的納米級的四足覆蓋著幾十萬條纖細(xì)的由角蛋白構(gòu)成的納米級尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力?實驗證明，如果在一實驗證明，如果

5、在一個分幣的面積土布滿個分幣的面積土布滿100萬條壁虎足的細(xì)毛，可以吊起萬條壁虎足的細(xì)毛，可以吊起20kg重的物體。近年來，有人用計算機模擬，重的物體。近年來，有人用計算機模擬，證明壁證明壁虎的足與墻體之間的作用力在本質(zhì)上是它的細(xì)毛與墻虎的足與墻體之間的作用力在本質(zhì)上是它的細(xì)毛與墻體之間的范德華力體之間的范德華力。思考？夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬行，思考？夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬行，卻掉不下來，為什么？卻掉不下來，為什么？將干冰氣化，破壞了將干冰氣化，破壞了CO2分子晶體的分子晶體的將將CO2氣體溶于水，破壞了氣體溶于水，破壞了CO2分子的分子的分子間分子間作用力作用

6、力共價鍵共價鍵思考：思考：練習(xí)：練習(xí)：下列變化過程只是克服了范德華力下列變化過程只是克服了范德華力的是（的是（ ）A A、食鹽的熔化、食鹽的熔化 B B、水的分解、水的分解 C C、碘單質(zhì)的升華、碘單質(zhì)的升華 D D、金屬鈉的熔化、金屬鈉的熔化C課堂練習(xí)課堂練習(xí)離子鍵、共價鍵、金屬鍵、分子間作用力都離子鍵、共價鍵、金屬鍵、分子間作用力都是微粒間的作用力。下列物質(zhì)中，只存在一是微粒間的作用力。下列物質(zhì)中，只存在一種作用力的是種作用力的是 （ ） A.干冰干冰 B.NaCl C.NaOH D.I2 E.H2SO4B-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4

7、GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點沸點/周期周期你從圖中能得到什么信息？你從圖中能得到什么信息？如何用分子間作用力解釋圖中曲線的形狀？如何用分子間作用力解釋圖中曲線的形狀？. .定義：當(dāng)定義：當(dāng)氫原子氫原子與與電負(fù)性大電負(fù)性大的的X X原子以共價鍵結(jié)合時，它們之間的原子以共價鍵結(jié)合時，它們之間的共用電子對強烈地偏向共用電子對強烈地偏向X X，使，使H H幾乎幾乎成為成為“裸露裸露”的質(zhì)子，這樣相對的質(zhì)子，這樣相對顯顯正電性的正電性的H H與另一個電負(fù)性很大的原與另一個電負(fù)性很大的原子子 (X (X或或Y)Y)中的孤對電子相互吸引和中

8、的孤對電子相互吸引和發(fā)生一定程度的軌道重疊作用發(fā)生一定程度的軌道重疊作用，這，這種分子間的作用力稱氫鍵。種分子間的作用力稱氫鍵。 四、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響四、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響. .表示表示：氫鍵可以用：氫鍵可以用X XH HY Y表示。表示。X X和和Y Y可以是同種原子，也可以是不同種原子，可以是同種原子，也可以是不同種原子，但都是但都是電負(fù)性較大、半徑極小的非金屬原電負(fù)性較大、半徑極小的非金屬原子（一般就是、子（一般就是、）。表示式中的）。表示式中的實線表示共價鍵，虛線表示氫鍵。實線表示共價鍵，虛線表示氫鍵。 思考：思考：NHNH3 3為什么極易溶于水？為什么極易溶于水？NH3

9、溶于水是形成溶于水是形成N- H還是形成還是形成O-HN?NHNH3 3溶于水形成氫溶于水形成氫鍵示意圖如右鍵示意圖如右, ,正正是這樣，是這樣，NHNH3 3溶于溶于水溶液呈堿性水溶液呈堿性溶質(zhì)與溶劑分子之間的氫鍵作用，使溶質(zhì)溶溶質(zhì)與溶劑分子之間的氫鍵作用，使溶質(zhì)溶解度增大，氫鍵作用力越大，溶解性越好。解度增大，氫鍵作用力越大，溶解性越好。 . .氫鍵的鍵能一般小于氫鍵的鍵能一般小于40k40kJ J/mol/mol，強強度介于化學(xué)鍵和范德華力之間度介于化學(xué)鍵和范德華力之間因此氫因此氫鍵鍵不屬于化學(xué)鍵不屬于化學(xué)鍵，而，而屬于分子間作用力屬于分子間作用力的范疇。的范疇。FH-FOH- ONH-

10、 N氫鍵鍵能氫鍵鍵能 (kJ/mol)28.118.817.9范德華力范德華力(kJ/mol)13.416.412.1共價鍵鍵能共價鍵鍵能(kJ/mol568462.8390.8鄰羥基苯甲醛鄰羥基苯甲醛(熔點熔點:-7)對羥基苯甲醛對羥基苯甲醛(熔點熔點:115-117). .氫鍵的氫鍵的存在存在(1)(1)分子間氫鍵分子間氫鍵(2)(2)分子內(nèi)氫鍵分子內(nèi)氫鍵分子分子間間氫鍵使物質(zhì)熔點氫鍵使物質(zhì)熔點升高升高分子分子內(nèi)內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔點氫鍵使物質(zhì)熔點降低降低（1）分子間氫鍵）分子間氫鍵 氫鍵普遍存在于已經(jīng)與氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F形成共價形成共價鍵的氫原子與另外的鍵的氫原子與另外的N、O、F

11、原子之間。原子之間。如：HF、H2O、NH3 相互之間相互之間C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之間相互之間 （2）分子內(nèi)氫鍵）分子內(nèi)氫鍵 某些物質(zhì)在分子內(nèi)也可形成氫鍵，例如某些物質(zhì)在分子內(nèi)也可形成氫鍵，例如HNO3、或或當(dāng)苯酚在當(dāng)苯酚在鄰位鄰位上有上有CHO、COOH、OH和和NO2時，可形成分子內(nèi)的氫鍵，組成時，可形成分子內(nèi)的氫鍵，組成“螯合環(huán)螯合環(huán)”的特殊結(jié)構(gòu)的特殊結(jié)構(gòu).5.5.氫鍵的氫鍵的飽和性飽和性和和方向性方向性飽和性：飽和性：在在“XHXHY Y”所表示的氫鍵中，一個所表示的氫鍵中，一個氫原子只能與一個氫原子只能與一個Y Y原子原子結(jié)合結(jié)合方向性：方向性：Y Y原子與原子與

12、X-HX-H形成氫鍵時，氫原子盡形成氫鍵時，氫原子盡量與量與Y Y原子的孤對電子方原子的孤對電子方向一致，即以向一致，即以H H原子為中原子為中心三個原子盡可能在一心三個原子盡可能在一條直線上。這樣可使條直線上。這樣可使X X與與Y Y的距離最遠(yuǎn)，斥力最小，的距離最遠(yuǎn)，斥力最小，形成的氫鍵強。形成的氫鍵強。討論討論:我們在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中還有什么地方能我們在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中還有什么地方能用氫鍵的知識來解釋的？用氫鍵的知識來解釋的？(1)水的水的特殊特殊物理性質(zhì)物理性質(zhì)(2)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在氫鍵氫鍵(3)核酸核酸DNA中也存在中也存在氫鍵氫鍵(4)甲醇甲醇易溶于水易溶于水(5)乙

13、醇與水互溶乙醇與水互溶水的物理性質(zhì)水的物理性質(zhì):討論水的討論水的特殊性特殊性：(1)水的熔沸點比較高？水的熔沸點比較高？(2)為什么水結(jié)冰后體積為什么水結(jié)冰后體積膨脹膨脹？(3)為什么水在為什么水在4時密度時密度最大最大？(4)水的分解溫度遠(yuǎn)高于其沸點的原因是？水的分解溫度遠(yuǎn)高于其沸點的原因是？液態(tài)水中的氫鍵液態(tài)水中的氫鍵在水蒸氣中水以單個的在水蒸氣中水以單個的H20分子形式存在；分子形式存在；在液態(tài)水中，經(jīng)常是幾個水分子通過氫鍵結(jié)合在液態(tài)水中，經(jīng)常是幾個水分子通過氫鍵結(jié)合起來，形成（起來，形成（H20）n(如上圖）；在固態(tài)水如上圖）；在固態(tài)水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，（冰）中，

14、水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，形成相當(dāng)疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)中有許多空形成相當(dāng)疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能浮在隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能浮在水面上水面上 隨溫度升高，同時發(fā)生兩種相反的過程：一隨溫度升高，同時發(fā)生兩種相反的過程：一是冰晶結(jié)構(gòu)小集體受熱不斷崩潰，締合分子減少；是冰晶結(jié)構(gòu)小集體受熱不斷崩潰，締合分子減少；另一是水分子間距因熱運動不斷增大另一是水分子間距因熱運動不斷增大0 044間，間，前者占主導(dǎo)優(yōu)勢，前者占主導(dǎo)優(yōu)勢， 4以上，后者占主導(dǎo)優(yōu)勢，以上，后者占主導(dǎo)優(yōu)勢， 4時，兩者互不相讓，導(dǎo)致水的密度最大時，兩者互不相讓，導(dǎo)致水的密度最

15、大26相似相溶相似相溶水和水和甲醇的相互溶解甲醇的相互溶解（深藍(lán)色虛線為氫（深藍(lán)色虛線為氫鍵）鍵）DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的雙螺旋結(jié)構(gòu)(堿基配對堿基配對)第三節(jié)第三節(jié) 分子的性質(zhì)分子的性質(zhì)6.6.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵的存在使物質(zhì)的氫鍵的存在使物質(zhì)的熔沸點熔沸點相對相對較高較高氫鍵的存在使物質(zhì)的氫鍵的存在使物質(zhì)的溶解度增大溶解度增大注意：分子注意：分子間間氫鍵使物質(zhì)熔點氫鍵使物質(zhì)熔點升高升高 分子分子內(nèi)內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔點氫鍵使物質(zhì)熔點降低降低極性溶劑里，極性溶劑里，溶質(zhì)分子與溶劑分子間的氫鍵溶質(zhì)分子與溶劑分子間的氫鍵使溶質(zhì)溶解度增大使溶質(zhì)溶解度增大， 如：如：HFHF和和NHNH

16、3 3在水中在水中的溶解度比較大，就是這個緣故。的溶解度比較大，就是這個緣故。(3)(3)液體分子間若形成氫鍵，有可能發(fā)生締合液體分子間若形成氫鍵，有可能發(fā)生締合現(xiàn)象，分子締合的結(jié)果會現(xiàn)象，分子締合的結(jié)果會影響液體的密度影響液體的密度。311 1范德華力、氫鍵和共價鍵的比較范德華力、氫鍵和共價鍵的比較范德華力范德華力氫鍵氫鍵共價鍵共價鍵概念概念物質(zhì)分子之間普物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相遍存在的一種相互作用的力，又互作用的力，又稱分子間作用力稱分子間作用力由已經(jīng)與電負(fù)性很強的由已經(jīng)與電負(fù)性很強的原子形成共價鍵的氫原原子形成共價鍵的氫原子與另一個分子中電負(fù)子與另一個分子中電負(fù)性很強的原子之間的作性

17、很強的原子之間的作用力用力原子間通過原子間通過共用電子對共用電子對所形成的相所形成的相互作用互作用作用作用粒子粒子分子或原子分子或原子(稀稀有氣體有氣體)氫原子，氟、氮、氧原氫原子，氟、氮、氧原子子(分子內(nèi)、分子間分子內(nèi)、分子間)原子原子范德華力范德華力氫鍵氫鍵共價鍵共價鍵特征特征無方向性、無飽和性無方向性、無飽和性有方向性、有有方向性、有飽和性飽和性有方向性、有有方向性、有飽和性飽和性強度強度比較比較共價鍵氫鍵范德華力共價鍵氫鍵范德華力影響影響強度強度的因的因素素隨著分子極性和相對隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增分子質(zhì)量的增大而增大大對于對于AHB，A、B的電負(fù)性越的電負(fù)性越大，大，B原

18、子的半徑原子的半徑越小，氫鍵鍵能越小，氫鍵鍵能越大越大成鍵原子半成鍵原子半徑越小，鍵徑越小，鍵長越短，鍵長越短，鍵能越大，共能越大，共價鍵越穩(wěn)定價鍵越穩(wěn)定范德華力范德華力氫鍵氫鍵共價鍵共價鍵對物對物質(zhì)性質(zhì)性質(zhì)的質(zhì)的影響影響影響物質(zhì)的影響物質(zhì)的熔沸點熔沸點、溶解度溶解度等物理性質(zhì)等物理性質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)相似的物組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔沸的增大，物質(zhì)的熔沸點升高，如點升高，如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4CBr4分子間氫鍵的存分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔在，使物質(zhì)的熔沸點沸點升高，在水升高，在水中的中的溶解度溶解度增大，增大，如熔沸點：如熔沸點：H2

19、OH2S，HFHCl，NH3PH3影響分子影響分子的的穩(wěn)定性穩(wěn)定性共價鍵鍵能共價鍵鍵能越大，分子越大，分子穩(wěn)定性越強穩(wěn)定性越強第三節(jié)第三節(jié) 分子的性質(zhì)分子的性質(zhì)四、溶解性四、溶解性1 1、內(nèi)因：、內(nèi)因：2 2、外因：、外因：固體：溫度；固體：溫度；氣體：溫度和壓強。氣體：溫度和壓強。相似相溶原理相似相溶原理注：注：“相似相溶相似相溶”還適用于還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。分子結(jié)構(gòu)的相似性。 “相似相溶相似相溶”的規(guī)律：的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。如：如：CH3OH、C2H5OH分子中都含分子中都含-

20、OH，且，且-OH所占所占“份額份額”較大，所以較大，所以2種醇均可與水互溶。種醇均可與水互溶。35第三節(jié)第三節(jié) 分子的性質(zhì)分子的性質(zhì)3 3、其他因素：、其他因素：（1 1）如果）如果溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵，則，則溶解度增大，且氫鍵越強，溶解性越好。溶解度增大，且氫鍵越強，溶解性越好。 如：如：HFHF、NHNH3 3（2 2）溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)時可增大其溶解度。時可增大其溶解度。 如：如：ClCl2 2、COCO2 2、SOSO2 2、NHNH3 336第三節(jié)第三節(jié) 分子的性質(zhì)分子的性質(zhì)低級醇中的低級醇中的-OH與水分子的與水分子的-OH相近，因而能相

21、近，因而能與水互溶。與水互溶。而高級醇的烴基較大，使其中的而高級醇的烴基較大，使其中的-OH與水分子與水分子的的-OH相似因素少多了，因它們在水中的溶解相似因素少多了，因它們在水中的溶解度明顯減小度明顯減小。 思考：為什么低級醇易溶于水，而高級醇在思考：為什么低級醇易溶于水，而高級醇在水中的溶解度卻很??？水中的溶解度卻很?。克伎寂c交流37練習(xí)：（練習(xí)：（04廣東）下列關(guān)于氫鍵的說法廣東）下列關(guān)于氫鍵的說法中正確的是中正確的是( )A、每個水分子內(nèi)含有兩個氫鍵、每個水分子內(nèi)含有兩個氫鍵B、在所有的水蒸氣、水、冰中都含有、在所有的水蒸氣、水、冰中都含有氫鍵氫鍵C、分子間能形成氫鍵，使物質(zhì)的熔沸、分

22、子間能形成氫鍵，使物質(zhì)的熔沸點升高點升高D、HFHF穩(wěn)定性很強，是因為其分子間能穩(wěn)定性很強，是因為其分子間能形成氫鍵形成氫鍵 38練習(xí)：下列事實與氫鍵有關(guān)的是練習(xí)：下列事實與氫鍵有關(guān)的是( )A、水加熱到很高的溫度都難易分解、水加熱到很高的溫度都難易分解B、水結(jié)成冰體積膨脹，密度變小、水結(jié)成冰體積膨脹，密度變小C、CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔點隨相對分熔點隨相對分子質(zhì)量增大而升高子質(zhì)量增大而升高D、HFHF、HClHCl、HBrHBr、HIHI的熱穩(wěn)定性依次減弱的熱穩(wěn)定性依次減弱39D.-OHD.-OH上氫原子的活潑性：上氫原子的活潑性：H-O-HCH-O-HC2 2H H5 5-O-H-O-H40練習(xí)：下列事實與氫鍵無關(guān)的是練習(xí)：下列事實與氫鍵無關(guān)的是( )( )A A、液態(tài)氟化氫中有三聚氟化氫（