選修三——232《分子的性質(zhì)》課件

1、第二章第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(第二課時(shí)第二課時(shí))第三節(jié)第三節(jié) 分子的性質(zhì)分子的性質(zhì)思考思考 水分子中氫氧原子之間存在相互作用，那水分子中氫氧原子之間存在相互作用，那么水分子之間呢？么水分子之間呢？ 為什么水較容易氣化（為什么水較容易氣化（100）而水卻很）而水卻很難分解（難分解（ 1000也僅有極少量分解也僅有極少量分解 ）？）？ Cl2、Br2、I2單質(zhì)都是由分子組成的物質(zhì)，單質(zhì)都是由分子組成的物質(zhì)，而它們的物態(tài)卻是不相同的，這說明什么？而它們的物態(tài)卻是不相同的，這說明什么？二、二、范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1. 定義：把分子聚集在一起的作用力定義

2、：把分子聚集在一起的作用力稱范德華稱范德華力。力。請(qǐng)分析下表中數(shù)據(jù)請(qǐng)分析下表中數(shù)據(jù)2. 特點(diǎn)：范德華力特點(diǎn)：范德華力 ，約比化學(xué)鍵能，約比化學(xué)鍵能 。 很弱很弱小小1-2數(shù)量級(jí)數(shù)量級(jí)分子分子HClHBrHI范德華力范德華力(kJ/mol)21.1423.1126.00共價(jià)鍵鍵能共價(jià)鍵鍵能(kJ/mol)431.8366298.73. 3. 影響范德華力大小的因素影響范德華力大小的因素（1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越 ，范德范德華力華力越越 ，熔、沸點(diǎn)越，熔、沸點(diǎn)越 。 相似相似大大大大請(qǐng)分析下表中數(shù)據(jù)請(qǐng)分析下表中數(shù)據(jù)高高單質(zhì)單質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)熔點(diǎn)/沸

3、點(diǎn)沸點(diǎn)/F238-2190.6-188.1Cl271-101.0-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4分子分子HClHBrHI相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量36.581128范德華力范德華力(kJ/mol)21.1423.1126.00 熔點(diǎn)熔點(diǎn)/-114.8-98.5-50.8沸點(diǎn)沸點(diǎn)/-84.9-67-35.4結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式化學(xué)式化學(xué)式相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量沸點(diǎn)沸點(diǎn)/（1）CH3OH（甲醇）（甲醇）CH4O3264（2）CH3CH2OH（乙醇）（乙醇）C2H6O4678（3）CH3CH2CH2OH（丙醇）（丙醇）C3H6O6097四鹵化碳的熔沸點(diǎn)與四鹵化碳的熔沸點(diǎn)與

4、相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系分子分子相對(duì)分相對(duì)分子質(zhì)量子質(zhì)量分子的分子的極性極性熔點(diǎn)熔點(diǎn)/沸點(diǎn)沸點(diǎn)/CO28極性極性-205.05-191.49N228非極性非極性-210.00-195.81（2）相對(duì)分子質(zhì)量）相對(duì)分子質(zhì)量 或或 時(shí)，分子的極性時(shí)，分子的極性越越 ，范德華力范德華力越越 ，熔、沸點(diǎn)越，熔、沸點(diǎn)越 。 相同相同相近相近大大大大請(qǐng)分析下表中數(shù)據(jù)請(qǐng)分析下表中數(shù)據(jù)高高4. 4. 分子間的范德華力有以下幾個(gè)特征：分子間的范德華力有以下幾個(gè)特征： （1 1）作用力的范圍很?。┳饔昧Φ姆秶苄。鈶B(tài)時(shí)可忽略）（氣態(tài)時(shí)可忽略）（2 2）很弱，約比化學(xué)鍵能?。┖苋酰s比化學(xué)鍵能小1 1

5、2 2個(gè)數(shù)量級(jí)，個(gè)數(shù)量級(jí)， 大約只有幾到幾十大約只有幾到幾十 KJmolKJmol-1-1。（3 3）影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔沸點(diǎn)等。影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔沸點(diǎn)等。 （4 4）相對(duì)分子質(zhì)量越大，）相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大；分子范德華力越大；分子 的極性越大，范德華力越大的極性越大，范德華力越大（1）將干冰氣化，破壞了）將干冰氣化，破壞了CO2分子晶分子晶 體的體的 。（2）將）將CO2氣體溶于水，破壞了氣體溶于水，破壞了CO2 分子分子。范德華力范德華力共價(jià)鍵共價(jià)鍵思考：思考：（3）解釋）解釋CCl4（液體）（液體）CH4及及CF4是氣體，是氣體， CI4是固體的原因。是固體的原因。

6、它們均是正四面體結(jié)構(gòu)，它們分子間范它們均是正四面體結(jié)構(gòu)，它們分子間范德華力隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大，相對(duì)分德華力隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大。子質(zhì)量越大，范德華力越大。 范德華力大小范德華力大小: CI4 CCl4 CF4 CH4四鹵化碳的熔沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系四鹵化碳的熔沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸沸點(diǎn)點(diǎn)/ /周期周期一些氫化物的沸點(diǎn)一些氫化物的沸點(diǎn)非金屬元素的氫化非金屬元素的氫化物在固態(tài)

7、時(shí)是分子晶體，物在固態(tài)時(shí)是分子晶體，其熔沸點(diǎn)與其分子量有其熔沸點(diǎn)與其分子量有關(guān)對(duì)于同一主族非金關(guān)對(duì)于同一主族非金屬元素而言，從上到下，屬元素而言，從上到下，分子量逐漸增大，熔沸分子量逐漸增大，熔沸點(diǎn)應(yīng)逐漸升高而點(diǎn)應(yīng)逐漸升高而HF、H2O、NH3卻出現(xiàn)卻出現(xiàn)反常反常，為什么？為什么？說明在說明在HF、H2O、NH3分子間還存在除分子間還存在除范德華力之外的其他范德華力之外的其他作用這種作用就是作用這種作用就是氫鍵氫鍵三、氫鍵三、氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1. 1. 氫鍵概念：氫鍵概念：氫鍵是一種特殊的分子間作用力，它是由已氫鍵是一種特殊的分子間作用力，它是由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原

8、子形成共經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共 價(jià)鍵的價(jià)鍵的氫原子氫原子與另一分子與另一分子中中電負(fù)性很強(qiáng)的原子電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力之間的作用力.例如：例如： 在在HF中中 F 的電負(fù)性相當(dāng)大的電負(fù)性相當(dāng)大, 電子對(duì)強(qiáng)烈地偏向電子對(duì)強(qiáng)烈地偏向 F, 而而 H 幾乎成了質(zhì)子幾乎成了質(zhì)子(H+ +), 這種這種 H 與另一個(gè)與另一個(gè)HF分子中電負(fù)分子中電負(fù)性相當(dāng)大、半徑小的性相當(dāng)大、半徑小的F相互接近時(shí)相互接近時(shí), 產(chǎn)生一種特殊的分子產(chǎn)生一種特殊的分子間力間力 氫鍵氫鍵. (1)不屬于化學(xué)鍵不屬于化學(xué)鍵(2)一般表示為一般表示為: XH-Y（其中（其中X、Y為為F、O、N） 表示式中的實(shí)線表示共價(jià)鍵，

9、虛線表示氫鍵。表示式中的實(shí)線表示共價(jià)鍵，虛線表示氫鍵。 (3)形成的兩個(gè)條件形成的兩個(gè)條件: 與電負(fù)性大且半徑小的原子與電負(fù)性大且半徑小的原子(F, O, N)相連的相連的 H ; 在附近有電負(fù)性大在附近有電負(fù)性大, 半徑小的原子半徑小的原子(F, O, N). 甲醇甲醇2. 氫鍵的存在氫鍵的存在（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(jià)形成共價(jià)鍵的氫原子與另外的鍵的氫原子與另外的N、O、F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

10、內(nèi)也可形成氫鍵，例如當(dāng)苯某些物質(zhì)在分子內(nèi)也可形成氫鍵，例如當(dāng)苯酚在鄰位上有酚在鄰位上有CHO、COOH、OH和和NO2時(shí)，可形成分子內(nèi)的氫鍵，組成時(shí)，可形成分子內(nèi)的氫鍵，組成“螯合環(huán)螯合環(huán)”的特的特殊結(jié)構(gòu)殊結(jié)構(gòu). (2) (2)分子內(nèi)氫鍵：分子內(nèi)氫鍵： 例如例如 (1)分子間氫鍵：分子間氫鍵：3. 氫鍵鍵能大小范圍氫鍵鍵能大小范圍 氫鍵介于范德華力和化學(xué)鍵之間氫鍵介于范德華力和化學(xué)鍵之間, ,是一種較弱是一種較弱的作用力。的作用力。FH-FOH- ONH- 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(jià)鍵鍵能共價(jià)鍵鍵能(

11、kJ/mol568462.8390.8 氫鍵強(qiáng)弱與氫鍵強(qiáng)弱與X和和Y的吸引電子的能力有關(guān)，的吸引電子的能力有關(guān)，即與即與X和和Y的電負(fù)性有關(guān)的電負(fù)性有關(guān).它們的吸引電子能力越它們的吸引電子能力越強(qiáng)強(qiáng)(即電負(fù)性越大即電負(fù)性越大)，則氫鍵越強(qiáng)，如，則氫鍵越強(qiáng)，如F原子得電原子得電子能力最強(qiáng)，因而子能力最強(qiáng)，因而F- -HF是最強(qiáng)的氫鍵是最強(qiáng)的氫鍵; 原子吸原子吸引電子能力不同，所以氫鍵強(qiáng)弱變化順序?yàn)椋阂娮幽芰Σ煌?，所以氫鍵強(qiáng)弱變化順序?yàn)椋?F- -HF O- -HO O- -HN N- -HN C原子吸引電子能力較弱，一般不形成氫鍵。原子吸引電子能力較弱，一般不形成氫鍵。4. 氫鍵強(qiáng)弱氫鍵強(qiáng)弱（

12、1）分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高）分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高（2）分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點(diǎn)降低）分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點(diǎn)降低（3）物質(zhì)的溶解性）物質(zhì)的溶解性5. 氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響：氫鍵對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響：思考：思考：NHNH3 3為什么極易溶于水？為什么極易溶于水？NH3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 我們?cè)趯W(xué)習(xí)化學(xué)的過程中還有什么地我們?cè)趯W(xué)習(xí)化學(xué)的過程中還有什么地方能用氫鍵的知識(shí)來解釋的？方能用氫鍵的知識(shí)來解釋的？(1)醇比含有

13、相同碳原子的烴熔沸點(diǎn)高醇比含有相同碳原子的烴熔沸點(diǎn)高(2)低級(jí)醇易溶于水低級(jí)醇易溶于水(3)HF酸是弱酸酸是弱酸6. 氫鍵的應(yīng)用氫鍵的應(yīng)用 討論水的討論水的特殊性特殊性：(1)水的熔沸點(diǎn)比較高？水的熔沸點(diǎn)比較高？(2)為什么水結(jié)冰后體積膨脹？為什么水結(jié)冰后體積膨脹？(3)為什么水在為什么水在4時(shí)密度最大？時(shí)密度最大？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(gè)的在水蒸氣中水以單個(gè)的H2O分子形式存在；在液態(tài)分子形式存在；在液態(tài)水中，經(jīng)常是幾個(gè)水分子通水中，經(jīng)常是幾個(gè)水分子通過氫鍵結(jié)合起來，形成過氫鍵結(jié)合起來，形成（H2O）n(如上圖）；在固如上圖）；在固態(tài)水（冰）中，水分子大范態(tài)水（冰）中，

14、水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，形成圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，形成相當(dāng)疏松的晶體，從而在結(jié)相當(dāng)疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能膨脹，密度減小，因此冰能浮在水面上浮在水面上 隨溫度升高，同時(shí)發(fā)生兩種相反的過程：一是隨溫度升高，同時(shí)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；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(yùn)動(dòng)不斷增大另一是水分子間距因熱運(yùn)動(dòng)不斷增大0 044間，間，前者占優(yōu)勢(shì)，前者占優(yōu)勢(shì)， 4以上，后者占優(yōu)勢(shì)，以上，后者占優(yōu)勢(shì)， 4時(shí)，兩時(shí)，兩者互不相讓，招致水的密度最大者互不相讓，招致水的密度最大分子間分子間作用力作用力 分子間普遍存在的范德華力分子間普遍存在