2.4 分子間作用力 課件 高二上學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）選擇性必修2

分子間作用力1、通過對水的三態(tài)變化和通電分解后的實質(zhì)的分析，認識到分子間作用力的存在;2、通過不同物質(zhì)分子間的比較，初步建立對范德華力的理解;3、通過比較水和硫化氫沸點的大小，引出氫鍵，探究氫鍵的形成條件。水的三態(tài)變化電解水思考：這兩個過程分別發(fā)生什么變化？有什么相似之處呢？物理變化（H2O之間存在著相互作用）化學(xué)變化（H2O內(nèi)H、O存在著相互作用）H2O(l)100℃H2O(g)2000℃H2(g)+O2(g)結(jié)論：H2O內(nèi)H和O之間的相互作用遠大于H2O之間的作用。分子間作用力共價鍵一類弱的相互作用最常見的分子間作用力：范德華力和氫鍵一、范德華力與物質(zhì)性質(zhì)1.概念：分子間普遍存在的一種相互作用力，它使許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)和液態(tài))存在。2.特點：比化學(xué)鍵的鍵能小得多。3.實質(zhì)：電性作用。4.特征：沒有飽和性和方向性分子HClHBrHICOAr范德華力（kJ/mol）21.1423.1126.08.758.50共價鍵鍵能（kJ/mol）431.8366298745無離子化合物中不存在范德華力觀察下列物質(zhì)熔沸點變化，思考范德華力與相對分子質(zhì)量的關(guān)系分子組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越強，物質(zhì)熔、沸點越高。鹵族元素單質(zhì)熔沸點的遞變規(guī)律？CO和N2的相對分子質(zhì)量相同，但兩者熔沸點不同，原因是什么？CO為極性分子N2為非極性分子5.影響范德華力的因素①結(jié)構(gòu)和組成相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越強。②分子的極性越大，范德華力越強。熔點℃沸點℃溶解度25℃分子離解能kJ/molCO-205.05-191.52.3ml1075N2-210.00-195.81.6ml946根據(jù)下表，解釋鹵素單質(zhì)從F2~I2的熔點和沸點越來越高？單質(zhì)相對分子質(zhì)量熔點/℃沸點/℃F238－219.6－188.1Cl271－101－34.6Br2160－7.258.78I2254113.5184.4相對分子質(zhì)量從F2~I2逐漸增大，且它們均為非極性分子，因此鹵素單質(zhì)分子間的范德華力從F2~I2逐漸增大。熔化或沸騰過程中分子距離增大，分子間的范德華力被破壞。范德華力越強，破壞所需的條件就更為劇烈，所需外界提供的能量就越多。因此微觀上分子間的范德華力越強，宏觀上物質(zhì)表現(xiàn)為在更高的溫度下才發(fā)生熔化和沸騰，物質(zhì)擁有更高的熔點、沸點。6.范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力主要影響物質(zhì)的熔、沸點等物理性質(zhì)。范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高。如熔、沸點：F2＜Cl2＜Br2＜I2；CF4＜CCl4＜CBr4＜Cl4；對二甲苯＜間二甲苯＜鄰二甲苯；N2＜CO。注意：范德華力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。比較H2O、H2S、H2Se、H2Te中范德華力的強弱、熔沸點的高低按照范德華力的大小比較，水的沸點應(yīng)該低于硫化氫的沸點，但事實卻相反。說明水分子中除了范德華力之外還有另一種作用力O-H中共用電子對強烈偏向OH帶部分正電性能與另一個水分子中顯負電性的O的孤電子對產(chǎn)生靜電作用二、氫鍵與物質(zhì)性質(zhì)氫鍵：當(dāng)氫原子與電負性大的原子X以共價鍵結(jié)合時，氫原子與另一個電負性大的原子Y之間的靜電作用。氫鍵是一種靜電作用，氫鍵產(chǎn)生具有一定的軌道重疊，所以具有方向性和飽和性。本質(zhì)：氫鍵：表示形式：X—H···Y“—”表示共價鍵，“···”表示形成的氫鍵形成條件：在X—H···Y中，氫原子兩邊的X原子和Y原子所屬元素通常具有較大的電負性和較小的原子半徑電負性最大的四種元素分別是：F4.0；O3.5；N3.0；Cl3.0。氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F等電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另外的N、O、F等電負性很大的原子之間。

F—H---FO—H---ON—H---N氫鍵作用能(kJ/mol)28.118.820.9共價鍵鍵能(kJ/mol)568462.8390.8作用力：化學(xué)鍵＞氫鍵＞范德華力鄰羥基苯甲醛和對羥基苯甲醛的熔點和沸點如下表所示，二者的熔點、沸點為何不同？請解釋原因。分子名稱熔點/℃沸點/℃鄰羥基苯甲醛2196.5對羥基苯甲醛115246.6鄰羥基苯甲醛對羥基苯甲醛鄰羥基苯甲醛和對羥基苯甲醛的熔點和沸點如下表所示，二者的熔點、沸點為何不同？請解釋原因。鄰羥基苯甲醛形成了分子內(nèi)氫鍵；對羥基苯甲醛形成了分子間氫鍵。鄰羥基苯甲醛形成了分子內(nèi)氫鍵，在其熔化、汽化時，分子間距離的變化不會導(dǎo)致分子內(nèi)氫鍵的破壞，故只需克服范德華力。對羥基苯甲醛形成了分子間氫鍵，在其熔化、汽化時，分子間距離的變化需同時破壞分子間的氫鍵和克服范德華力。二者分子量相同，極性略有差異，故范德華力基本相同。氫鍵比范德華力更強，故對羥基苯甲醛的熔點、沸點均明顯高于鄰羥基苯甲醛。NH3在水中溶解度極大，而與N同主族的P的氫化物PH3在水中溶解度與NH3有顯著差別。

從氫鍵作用角度考慮，NH3與H2O分子間能形成氫鍵，既可以有N-H···O的氫鍵，也可以有O-H···N的氫鍵。P元素的電負性較小，不滿足形成氫鍵的條件。因此二者雖然都為極性分子，但溶解度仍有較大差別。結(jié)論：溶質(zhì)與溶劑分子間存在氫鍵能大大增加溶質(zhì)的溶解度。2.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響：①氫鍵對物質(zhì)熔、沸點的影響分子間存在氫鍵時，物質(zhì)在熔化或汽化時，除需破壞范德華力外，還需破壞分子間氫鍵，消耗更多的能量，所以存在分子間氫鍵的物質(zhì)一般具有較高的熔點和沸點。②氫鍵對物質(zhì)溶解度的影響如果溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度增大。

DNA分子有兩條鏈，鏈內(nèi)原子之間以很強的共價鍵結(jié)合，鏈之間則是通過兩條鏈上的堿基以氫鍵相互作用維系在一起，許許多多的氫鍵將兩條鏈連成獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這是遺傳基因復(fù)制機理的化學(xué)基礎(chǔ)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵

水分子之間存在著氫鍵，使水的沸點比硫化氫的沸點高139℃，導(dǎo)致在通常狀況下水為液態(tài)，地球上因此有了生命。冰中的水分子之間最大限度地形成氫鍵。每個水分子的兩對孤電子對和兩個氫原子沿著四個sp3雜化軌道的方向分別與相鄰水分子形成氫鍵，因此每個水分子只能與周圍四個水分子接觸。水分子之間形成的孔穴造成冰晶體的微觀空間存在空隙，反映在宏觀性質(zhì)上就是冰的密度比水的密度小。正是由于冰的這一獨特結(jié)構(gòu)，才使冰可以浮在水面上，從而使水中生物在寒冷的冬季得以在冰層下的水中存活。為什么水呈現(xiàn)獨特的物理性質(zhì)1.DNA分子的兩條鏈之間通過氫鍵結(jié)合。DNA分子復(fù)制前首先將雙鏈解開，則DNA分子將雙鏈解開的過程可視為（

）A.化學(xué)變化

B.物理變化C.既有物理變化又有化學(xué)變化D.化學(xué)鍵破壞的過程B2.下列關(guān)于氫鍵的說法正確的是（

）A.由于氫鍵的作用，使NH3、H2O、HF的沸點反常，且沸點高低順序為HF>H2O>NH3B.氫鍵只能存在于分子間，不能存在于分子內(nèi)C.沒有氫鍵就沒有生命D.相同量的水在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)時均有氫鍵，且氫鍵的數(shù)目依次增多C3.下列物質(zhì)性質(zhì)的