2020—2021学年高中化学苏教版选修3专题3第四单元分子间作用力分子晶体课件.ppt

2023/6/1 120202021 学年高中化学苏教版选修3 专题3 第四单元分子间作用力分子晶体课件 课程标准1了解范德华力的类型，把握范德华力大小 与物质 物 理性质之间的辩证关系。2初步认识影响范德华力的主要因素，学会辩 证的 质 量分析法。3理解氢键的本质，能分析氢键的强弱，认识氢 键的 重要性。4加深对分子晶体有关知识的认识和应用。专题3 微粒间作用力与物质性质一、范德华力1共价分子之间存在着某种作用力，能够把它们的分子聚集在一起，这种作用力叫做_，范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，其实质是一种_，比化学键_得多。2范德华力_饱和性和方向性。3对于组成与结构相似的分子，其范德华力一般随相对分子质量的增大而_，对应物质的熔、沸点也逐渐_。分子间作用力静电作用弱没有增大升高1CO2 和CS2 结构和组成相似，为什么常温下CO2 是气体、CS2 是液体？提示：因为CS2比CO2 相对分子质量大，所以分子间范德华力也大，使CS2 沸点升高，常温下呈液态。二、氢键的形成1.一个水分子中相对显正电性的氢原子，能与另一个水 分 子中相对显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生相互作用,这种相互作用叫做氢键。氢键比化学键_，但比范德华力_。氢键通常用XHY 表示，其中X 和Y 表示电负性_而原子半径_的非金属原子。2氢键_方向性和饱和性。3分子间氢键使物质的熔、沸点_，溶解度_，而分子内氢键使物质的熔、沸点_。弱强大小具有升高增大降低2相对分子质量越大的物质，其熔、沸点越高吗？提示：不正确，对于分子晶体，若分子中不含有氢键，且结构相似的物质，才具有这一性质。三、分子晶体1分子通过_构成的固态物质叫做分子晶体。2分子晶体一般硬度_，熔点和沸点_。3多数非金属单质、非金属元素组成的化合物以及绝大多数有机化合物形成的晶体都属于分子晶体。分子间作用力较小较低3所有分子晶体中都存在化学键吗？提示：不一定，如稀有气体是单原子分子，其晶体中不含化学键。1固体乙醇晶体中不存在的作用力是()A 极性键 B 非极性键C 离子键 D 氢键解析：固体乙醇晶体是乙醇分子通过分子间作用力结合的,在乙醇分子里有CC 之间的非极性键，CH、CO、O H之间的极性键，在分子之间还有O 和H 原子产生的氢键，没有离子键。C2下列氢键中最强的是()A SHO B NHNC FHF D CHN解析：XHY 中，X、Y 原子的电负性越大,原子半径越小,形成的氢键越强。S、O、N、F、C 中，F 的电负性最大,原子半径最小，故C 中氢键最强。C3 共 价 键、离 子 键 和 范 德 华 力 是 构 成 物 质 时 粒 子 间 的 不 同 作用。下列物质中，只含有上述一种作用的是()A 干冰 B 氯化钠C 氢氧化钠 D 碘解析：干冰中有共价键和范德华力两种作用；氯化钠中只有离子键一种作用；氢氧化钠晶体中有离子键和共价键两种作用；碘晶体中有共价键和范德华力两种作用。B4.(2019 高 考 江 苏 卷)水 是 生 命 之 源，2019年 我 国 科 学 家 首 次拍 摄 到 水 分 子 团 簇 的 空 间 取 向 图 像，模 型 如 图。下 列 关 于 水的说法正确的是()A 水是弱电解质B 可燃冰是可以燃烧的水C 氢氧两种元素只能组成水D 0 时冰的密度比液态水的密度大探究导引1F、Cl、Br 均位于第A 族元素，HF 和HBr 的沸点均比HCl 高，原因是什么？提示：HBr 的相对分子质量比HCl 大，则HBr 的范 德华 力 比HCl 大，所以HBr 的沸点比HCl 高；HF 分子间存在氢 键，所以其沸点比同族的其他元素形成的氢化物沸点高。范德华力与氢键探究导引2磷酸与硫酸的相对分子质量都是98，为什么磷酸在常温下是固体(熔点为43.3)，硫酸在常温下是液体？提示：分析两者的结构，磷酸分子中有三个羟基，硫酸 分 子中有两个羟基,由此可知磷酸分子间氢键的数目比硫酸分子间氢键的数目多，氢键的数目越多，分子间的作用力就越大,从而导致磷酸的熔点比硫酸的高。化学键、范德华力和氢键的对比相互作用化学键 范德华力 氢键定义分子内或晶体中，相邻两个或多个原子之间的强烈的相互作用物质的分子之间存在的微弱的相互作用少数具有特殊组成的分子(如N、O、F 的氢化物等)之间存在的比分子间作用力稍强的相互作用能量键能一般在120 800 kJ/mol约几个到数十个kJ/mol约数十个kJ/mol(比分子间作用力大)对性质的影响主要影响分子的化学性质主要影响物质的物理性质主要影响该类物质的熔点、沸点、密度等物理性质1有五组由同族元素形成的物质，在101.3 kPa 时测得它们的沸点()数据如下表所示：对于表中内容，下列各项中的判断正确的是()A 表中各行中物质均为分子，且从左到右沸点均逐渐升高B 第行物质均有氧化性；第行物质对应的水溶液均是强酸C 第行中各化合物的稳定性顺序为H2OH2SH2SeH2TeD 上表中物质HF 和H2O，由于氢键的影响使它们的分子特别稳定解析：选C。上表中、行的第一种物质的沸点 在同 一 行中均最高，因为在HF 分子间、H2O 分子间均存在氢键，增 大了分子间作用力。第行物质为卤素单质，均具有氧化性,第行物质为卤化氢，对应的水溶液中除HF 是弱酸外，其余均为强酸。第行物质为氧族元素的氢化物，其共价键逐渐 减弱，所以稳定性逐渐减弱。D 选项中，氢键只能 影响物 质 的物理性质,如熔沸点、溶解性等，不影响物质的化学性质,如分子的稳定性与氢键无关。探 究 导 引1CO2和SiO2是 两 种 组 成 相 似 的 共 价 化 合 物，但 两者的物理性质却相差很大，其原因是什么呢？提示：CO2和SiO2在固态时的晶体类型不同，CO2是分 子 晶体，构成晶体的微粒间以微弱的范德华力相结合，而SiO2 是原子晶体，构成晶体的微粒间以共价键相结合成空间网状 结构，由于共价键比范德华力要强得多，所以SiO2的熔、沸 点和硬度比CO2要高得多。分子晶体探究导引2 下图(左)为CO2的晶胞图，下图(右)为该 晶胞 的 简化图，请分析一个CO2晶胞中含有多少个CO2分子？最 近的CO2有多少个？1分子晶体的性质与分子间作用力强弱相关。由于分子 间作用力一般很弱,因而分子晶体具有硬度小，熔、沸点低,易挥发，不导电等特点。晶体的熔、沸点越高表 明分子 间 作用力越大。2分子汽化时，只破坏分子间作用力，不破坏分子内的 共价键。2根据下表给出的几种物质的熔、沸点数据，判断下列有关说法中错误的是()A.SiCl4是分子晶体B 单质B 可能是原子晶体C AlCl3不能升华D NaCl 的键的强度比MgCl2大NaCl MgCl2AlCl3SiCl4单质B熔点/810 710 180 68 2 300沸点/1 465 1 418 160 57 2 500解析：选C。由表中所给熔、沸点数据可知SiCl4最低，应 为分子晶体；单质B 的熔、沸点最高，因此为原子晶体；AlCl3的沸点低于熔点，故可升华;NaCl 的熔点高于MgCl2的 熔 点,表明NaCl 键 断 裂 较MgCl 难，所以 Na Cl 的键 强 度 比MgCl2大。在 下 列 各 物 质 中，属 于 分 子 晶 体 且 分 子 间 存 在 范 德 华力和氢键，分子内只含极性共价键的是()A CO2 B H2OC HCl D NH4Cl 思路点拨 这是一类归属性选择题，重要的是审 题中 对 各物质、各条件仔细辨别，不能漏掉有关条件。如本题第一 个条件是“属于分子晶体”，选项物质中NH4Cl不符；第二个 条件是“分子间存在范德华力和氢键”，范德华力都存在，关 键是氢键，只有B 项H2O 符合。最后条件是“分子内只含极性 共价键”，H2O 符合。分子间作用力 答案 B 规律方法 只有分子晶体才存在分子，分子晶体中肯定 存在范德华力，氢键存在于N、O、F 等电负性较大的原子与H原子之间。如图为某晶体中分子间形成氢键的结构模型，大球代表O，小球代表H。下列有关说法中正确的是()A 该晶体具有空间网状结构，所以不是分子晶体B 1 mol 该晶体中含有46.021023个氢键C 该晶体受热融化时，分子之间的空隙将增大D 该晶体中每个分子与另外四个分子形成四面体结构 分子晶体 思路点拨 一般分子晶体和原子晶体均是由非金 属元 素 组成的,但是两者的性质却截然不同,如熔、沸点，硬度等。不含有氢键的分子晶体,其范德华力是没有方向性的,故结 构 较为紧密是由于氢键有方向性，此题中的冰结构为空间四 面 体,貌似原子晶体，所以判断两者不能仅从结构上看。解析 由图可知该晶体是冰(H2O)，属于分子晶体。晶体 中每个水分子与另外4个水分子形成4个氢键，即1 mol 晶体冰中含有2 mol 氢键，也就是26.021023个氢键。尽管氢键比共价键弱得多，不属于化学键，却和共价键一样具有方向性,从而1个水分子与另外4个水分子形成了四面体结构。这种结 构存在较大的空隙，空间利用率不高，当晶体受热熔化时，热运动使冰的结构解体，水分子间的空隙变小，密度增大。答案 D 规律方法 分子晶体中分子间以范德华力相结合，其 作 用力很弱，如加热可以破坏范德华力，故分子晶体一般具有 较低的熔、沸点。再如给分子晶体一定的作用力，分子晶体 会被击碎，从而也说明了范德华力作用力很小，易被破坏，分子晶体的硬度一般也较小。