2.3 課時3 分子間作用力（范德華力 氫鍵） 課件 高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修2

分子間作用力（范德華力氫鍵）第二章分子結構與性質(zhì)1、認識分子間存在相互作用，知道范德華力是常見的分子間作用力。2、能說明范德華力對物質(zhì)熔點、沸點等性質(zhì)的影響，形成“結構決定性質(zhì)”的基本概念。3、知道氫鍵是常見的分子間作用力，能說明氫鍵對物質(zhì)熔點、沸點等性質(zhì)的影響，能舉例說明氫鍵對于生命的重大意義。為什么下雪不冷，化雪冷呢？雪融化現(xiàn)象是物理變化還是化學變化？雪過程中有沒有破壞其中的化學鍵？冰雪水水蒸氣（固）（液）（氣）分子間距離增大雪融化需要吸收熱量；水變成水蒸氣仍然需要吸收熱量。吸收的熱量用于破壞某種分子間作用力，這說明水分子之間存在著相互作用力。思考：吸收的熱量去哪里了呢？H2O(l)H2O(g)一、分子間作用力（范德華力）（1）概念：分子間普遍存在作用力，這類分子間作用力稱為范德華力（2）本質(zhì)：分子之間的靜電作用它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚力（固態(tài)和液態(tài)）存在（3）特征：①只存在于分子之間，分子充分接近（300~500pm）時才有范德華力②范德華力很弱，比化學鍵的鍵能小1-2個數(shù)量級③范德華力無方向性和飽和性。只要分子周圍空間允許，分子總是盡可能多地吸引其他分子。1.范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響（4）存在單質(zhì)分子之間、稀有氣體原子之間、共價分子之間；石墨片層之間。金剛石(C)單質(zhì)硅(Si)內(nèi)部只有共價鍵，不存在分子大多數(shù)共價化合物，例如：1.CO2、H2SO4、HF,H2O,AlCl3、各種有機化合物等；2.大多數(shù)非金屬單質(zhì)，例如：H2、P4、S8、C60、3.各種稀有氣體（例如Ar、Kr）等（5）范德華力的大小及影響因素

對比范德華力的大小和鍵能的大小，你發(fā)現(xiàn)了什么？范德華力是一種比化學鍵小1~2個數(shù)量級的作用力。（5）范德華力的大小及影響因素

對比表2-7中不同分子的范德華力，你又發(fā)現(xiàn)了什么？

分子的極性會影響范德華力組成結構相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。結論：一般，組成和性質(zhì)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高。單質(zhì)熔點/℃沸點/℃F2－219.6－188.1Cl2－101－34.6Br2－7.258.78I2113.5184.4【思考】怎樣解釋鹵素單質(zhì)從F2～I2的熔、沸點越來越高？Cl2、Br2、I2的相對分子質(zhì)量依次增大范德華力依次增大熔、沸點依次增大范德華力只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔沸點【思考】CO和N2相對分子質(zhì)量相同，為什么CO的范德華力大呢？范德華力只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔沸點結論：相對分子質(zhì)量相同或相近時，分子的極性越大，范德華力越大。如CO為極性分子，N2為非極性分子，范德華力：CO>N2。分子相對分子質(zhì)量分子的極性范德華力(kJ·mol-1)CO28極性8.75N228非極性8.50【思考】正戊烷、異戊烷、新戊烷的相對分子質(zhì)量相同，為什么熔沸點不同呢？范德華力只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔沸點結論：互為同分異構體的分子，支鏈越多、越分散，分子間范德華力越弱，熔、沸點就越低單質(zhì)相對分子質(zhì)量沸點/℃正戊烷7236.1異戊烷7228新戊烷7210物質(zhì)的熔、沸點越高分子的極性越大相對分子質(zhì)量越大范德華力越大決定決定鍵能大小影響分子的熱穩(wěn)定性,范德華力的大小影響物質(zhì)的熔沸點1．范德華力是一種較弱的化學鍵（

）

2．范德華力是分子間存在的較強的相互作用（

）3．范德華力直接影響所有物質(zhì)的熔、沸點（

）4．稀有氣體的分子間存在范德華力（

）5．冰融化時，分子中H—O鍵發(fā)生斷裂（

）6．由于H—O鍵比H—S鍵牢固，所以H2O的熔沸點比H2S的高（

）7．在由分子構成的物質(zhì)中，分子間作用力越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定（

）-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點/℃周期對于同一主族非金屬元素氫化物而言，從上到下，相對分子質(zhì)量逐漸增大，范德華力逐漸增大，熔沸點逐漸升高。而HF、H2O、NH3卻出現(xiàn)反常，為什么？說明在HF、H2O、NH3分子間還存在除范德華力之外的其他作用。這種作用力就是氫鍵。一些氫化物的沸點二、分子間作用力（氫鍵）在水分子的O—H中，共用電子對強烈的偏向O，使H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，其顯正電性，它能與另一個水分子中電負性很大的O的孤電子對產(chǎn)生靜電作用，這種靜電作用就是氫鍵。靜電吸引氫鍵電負性大半徑小幾乎成為“裸露”的質(zhì)子二、分子間作用力（氫鍵）2.表示方法：氫鍵通常用

表示，其中X、Y為

，“—”表示

，“┅”表示形成的

。1.概念：由已經(jīng)與_很大的原子形成共價鍵的_______(如水分子中的氫)與另一個

很大的原子(如水分子中的氧)之間的作用力。電負性氫原子電負性X－H┅Y－共價鍵氫鍵N、O、F①氫鍵不屬于化學鍵：化學鍵>氫鍵>范德華力。②分子有氫鍵就一定有范德華力，有范德華力不一定有氫鍵。③與氫原子形成氫鍵時，電負性越大，氫鍵越強。④分子間氫鍵會使物質(zhì)熔、沸點大大增加。⑤氫鍵具有一定的方向性和飽和性。3.氫鍵特征：飽和性：每一個X—H只能與一個Y原子形成氫鍵，原因是H原子半徑很小，再有一個原子接近時，會受到X、Y原子電子云的排斥。方向性：X—H···Y—三個原子一般在同一方向上。原因是在這樣的方向上成鍵兩原子電子云之間的排斥力最小，形成的氫鍵最強，體系最穩(wěn)定。氫鍵有鍵長、鍵能*氫鍵鍵長一般定義為A—H···B的長度，而不是H···B的長度。氫鍵比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級，但比范德華力強。強度：化學鍵>氫鍵>范德華力4.氫鍵分類②分子內(nèi)氫鍵(不屬于分子間作用力)①分子間氫鍵(屬于分子間作用力)鄰羥基苯甲醛對羥基苯甲醛如：H2O、NH3、HF、C2H5OH、CH3COOH相互之間。沸點：分子間氫鍵>分子內(nèi)氫鍵如:當苯酚在鄰位上有—CHO、—COOH、—NO2和—OH時，可形成分子內(nèi)的氫鍵。分子內(nèi)氫鍵可以使分子更穩(wěn)定。且分子內(nèi)氫鍵會削弱分子間氫鍵形成，故一般熔沸點較低。熔點115℃沸點246.6℃熔點2℃沸點196.5℃5.氫鍵的對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)氫鍵對物質(zhì)熔、沸點的影響

VA~VIA族元素的氫化物中，NH3、H2O和HF的熔沸點比同主族相鄰元素氫化物的熔、沸點高，這種反?，F(xiàn)象是由于它們各自的分子間形成了氫鍵。名稱相對分子質(zhì)量沸點/℃甲醇3265乙烷30-89乙醇4678丙烷44-42正丙醇6097正丁烷58-0.5(2)氫鍵對物質(zhì)密度的影響水的熔點(℃)水的沸點(℃)水在0℃時密度(g/ml)水在4℃時密度(g/ml)0.00100.000.99981.0000冰的密度比液體水??？冰中一個水分子周圍有4個水分子冰的結構冰融化，分子間空隙減小在冰中每個水分子被4個水分子包圍形成變形的正四面體一個水分子可形成二個氫鍵。因此1mol冰中有2mol氫鍵

常溫下液態(tài)水中除了含有簡單H2O外，還含有通過氫鍵聯(lián)系在一起的締合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一個水分子的氧原子與另一個水分子的氫原子沿該氧原子的一個sp3雜化軌道的方向形成氫鍵，因此當所有H2O全部締合——結冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氫鍵，成為晶體，因此在冰的結構中形成許多空隙，體積膨脹，密度減小。故冰的體積大于等質(zhì)量的水的體積，冰的密度小于水的密度。思考與討論H2O、HF、NH3沸點依次降低的原因已知固態(tài)H2O、HF、NH3的氫鍵鍵能和結構如下：單個氫鍵的鍵能是(HF)n＞冰＞(NH3)n，而平均每個分子含氫鍵數(shù)：冰中2個，(HF)n和(NH3)n只有1個，氣化要克服的氫鍵的總鍵能是冰＞(HF)n＞(NH3)n注意：氫鍵的鍵長一般定義為A—H…B的長度，而不是H…B的長度科學技術社會

DNA分子有兩條鏈，鏈內(nèi)原子之間以很強的共價鍵結合，鏈之間則是兩條鏈上的堿基以氫鍵配對，許許多多的氫鍵將兩條鏈連成獨特的雙螺旋結構，這是遺傳基因復制機理的化學基礎。生物大分子中的氫鍵科學技術社會生物大分子中的氫鍵作用力類型范德華力氫鍵共價鍵作用微粒分子H與N、O、F原子強度比較共價鍵＞氫鍵＞范德華力影響因素組成和結構相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大形成氫鍵元素的電負性原子半徑對性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔點、沸點、溶解度等物理性質(zhì)分子間氫鍵使熔、沸點升高，溶解度增大鍵能越大，穩(wěn)定性越強（主要影響化學性質(zhì)）1.正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”。①乙醇分子和水分子間只存在范德華力。（

）②氫鍵（X—H???Y）中三原子在一條直線上時，作用力最強。（

）③“X—H???Y”三原子不在一條直線上時，也能形成氫鍵。（

）④H2O比H2S穩(wěn)定是因為水分子間存在氫鍵。（

）⑤可燃冰（CH4·8H2O）中甲烷分子與水分子間形成了氫鍵。（

）⑥鹵素單質(zhì)、鹵素氫化物、鹵素碳化物（即

CX4）的熔、沸點均隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高。（

）2.下列事實與氫鍵有關的是()①NH3的熔、沸點比PH3的高②乙醇、醋酸可以和