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(shí)質(zhì)的分析，認(rèn)識(shí)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(diǎn)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(gè)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(yuǎn)大于H2O之間的作用。分子間作用力共價(jià)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(diǎn)：比化學(xué)鍵的鍵能小得多。3.實(shí)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(jià)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(diǎn)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(qiáng)，物質(zhì)熔、沸點(diǎn)越高。鹵族元素單質(zhì)熔沸點(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)。②分子的極性越大，范德華力越強(qiáng)。熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃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(diǎn)和沸點(diǎn)越來越高？單質(zhì)相對分子質(zhì)量熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃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(qiáng)，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(qiáng)，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(diǎn)、沸點(diǎn)。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(diǎn)等物理性質(zhì)。范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。如熔、沸點(diǎn)：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(qiáng)弱、熔沸點(diǎn)的高低按照范德華力的大小比較，水的沸點(diǎn)應(yīng)該低于硫化氫的沸點(diǎn)，但事實(shí)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(qiáng)烈偏向OH帶部分正電性能與另一個(gè)水分子中顯負(fù)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(fù)性大的原子X以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)，氫原子與另一個(gè)電負(fù)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(jià)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(fù)性和較小的原子半徑電負(fù)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(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另外的N、O、F等電負(fù)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(jià)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(diǎn)和沸點(diǎn)如下表所示，二者的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)為何不同？請解釋原因。分子名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃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(diǎn)和沸點(diǎn)如下表所示，二者的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)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(shí)，分子間距離的變化不會(huì)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(shí)，分子間距離的變化需同時(shí)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(qiáng)，故對羥基苯甲醛的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)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(fù)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(diǎn)的影響分子間存在氫鍵時(shí)，物質(zhì)在熔化或汽化時(shí)，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(diǎn)和沸點(diǎn)。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(qiáng)的共價(jià)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(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這是遺傳基因復(fù)制機(jī)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(diǎn)比硫化氫的沸點(diǎn)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(gè)水分子的兩對孤電子對和兩個(gè)氫原子沿著四個(gè)sp3雜化軌道的方向分別與相鄰水分子形成氫鍵，因此每個(gè)水分子只能與周圍四個(gè)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(dú)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(dú)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(diǎn)反常，且沸點(diǎn)高低順序?yàn)镠F>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(shí)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