分子晶体分子间作用力精选PPT.ppt
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1、关于分子晶体分子间作用力第1页,讲稿共55张,创作于星期日第2页,讲稿共55张,创作于星期日。分子间存在作用力的事实:分子间存在作用力的事实:由分子构成的由分子构成的物质,在一定物质,在一定条件下能发生条件下能发生三态变化,说三态变化,说明分子间存在明分子间存在作用力。作用力。第3页,讲稿共55张,创作于星期日分子间存在一种把分子聚集在一起的分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力作用力分子间作用力分子间作用力常见的两种常见的两种分子间作用力分子间作用力分子间作用力分子间作用力范德华力范德华力氢键氢键范德华范德华(J.D.vanderWaals,18371923),荷兰物理学家。他首先,荷兰物理
2、学家。他首先研究了分子间作用力,研究了分子间作用力,1910年获诺贝尔物理学奖,因确立真空气年获诺贝尔物理学奖,因确立真空气体状态方程和分子间范德华力而闻名于世。体状态方程和分子间范德华力而闻名于世。第4页,讲稿共55张,创作于星期日(1)(1)范德华力很弱,范德华力很弱,(2)(2)范德华力一般没有饱和性和方向性范德华力一般没有饱和性和方向性分子分子HClHBrHI范范 德德 华华 力力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价键键能共价键键能(kJ/mol)4323662981.1.范德华力范德华力是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子间的作用
3、力。间的作用力。(1 1)什么是范德华力)什么是范德华力范德华力与共价键的区别范德华力与共价键的区别第5页,讲稿共55张,创作于星期日 卤素单质的相对分子质量和熔、沸点的数据见表卤素单质的相对分子质量和熔、沸点的数据见表3-93-9。请你根据表中。请你根据表中的数据与同学交流讨论以下问题:的数据与同学交流讨论以下问题:(1 1)卤素单质的熔、沸点又怎样的变化规律?)卤素单质的熔、沸点又怎样的变化规律?(2 2)导致卤素熔、沸点规律变化的原因是什么?它与卤素单质相对分子质量)导致卤素熔、沸点规律变化的原因是什么?它与卤素单质相对分子质量的变化规律又怎样的关系的变化规律又怎样的关系?单质单质相对分
4、子质量相对分子质量熔点熔点/沸点沸点/F238-219.6-188.1Cl271-101.0-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4表表3-93-9卤素单质的相对分子质量和熔卤素单质的相对分子质量和熔、沸点、沸点结论:结论:对于对于组成和结构组成和结构相似的相似的分子分子,其熔、沸点,其熔、沸点一般随着相对分子质量一般随着相对分子质量的增大而升高的增大而升高第6页,讲稿共55张,创作于星期日(2)(2)范德华力与相对分子质量的关系范德华力与相对分子质量的关系对于对于组成和结构组成和结构相似的相似的分子分子,其,其范德华力一般随着相对范德华力一般随着相对分子质量的增大
5、而增大分子质量的增大而增大分子分子HClHBrHIAr相对分子质量相对分子质量3658112840范德华力范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.008.50熔点熔点/-114.8-98.5-50.8沸点沸点/-84.9-67-35.4结论:结论:第7页,讲稿共55张,创作于星期日(1)组组成成和和结结构构相相似似的的分分子子,一一般般相相对对分分子子质质量量越越大大,范范德德华华力力越越大大。克克服服分分子子间间作作用用力力使使物物质质熔熔化化和和气气化化就就需需要要更更多多的的能能量量,熔、沸点越高。熔、沸点越高。(2)分分子子的的大大小小、分分子子的的空空间间构构型型和和分分子
6、子的的电电荷荷分分布布是是否否均均匀匀等等,都都会会对对范范德德华华力力产产生影响。生影响。2.影响范德华力大小的因素影响范德华力大小的因素第8页,讲稿共55张,创作于星期日范德华力对物质性质的影响范德华力对物质性质的影响(阅读教科书阅读教科书P50)结论:结论:(1)影响物质的类型:由分子构成的物质)影响物质的类型:由分子构成的物质(2)影响由分子组成物质的一些物理性质:)影响由分子组成物质的一些物理性质:如熔点、沸点、溶解度等。如熔点、沸点、溶解度等。例:氧气在水中的溶解度比氮气大,原因是例:氧气在水中的溶解度比氮气大,原因是氧分子与水分子之间的范德华力大氧分子与水分子之间的范德华力大问题
7、:问题:范德华力对什么样的物质的什么性质产生影响?范德华力对什么样的物质的什么性质产生影响?第9页,讲稿共55张,创作于星期日教科书教科书P50几种类型的范德华力几种类型的范德华力第10页,讲稿共55张,创作于星期日作用微粒作用微粒作用力强弱作用力强弱意意 义义化学键化学键范德华力范德华力相邻原子相邻原子之间之间作用力强烈作用力强烈影响物质的化影响物质的化学性质和物理学性质和物理性质性质分子之间分子之间作用力微弱作用力微弱影响物质的物理影响物质的物理性质(熔、沸点性质(熔、沸点及溶解度等)及溶解度等)化学键与范德华力的比较化学键与范德华力的比较第11页,讲稿共55张,创作于星期日1.下列物质中
8、,其沸点可能低于下列物质中,其沸点可能低于SiCl4的是的是()A.GeCl4B.SiBr4C.CCl4D.NaClC练练习习2.下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.氧气的沸点低于氮气的沸点氧气的沸点低于氮气的沸点B.稀有气体原子序数越大沸点越高稀有气体原子序数越大沸点越高C.分子间作用力越弱,则由分子组成的物质分子间作用力越弱,则由分子组成的物质熔点越低熔点越低D.同周期元素的原子半径越小越易失去电子同周期元素的原子半径越小越易失去电子BC第12页,讲稿共55张,创作于星期日3.将干冰气化,破坏了将干冰气化,破坏了CO2分子晶体的分子晶体的.将将CO2气体溶于水,破坏了气体溶于水,破坏了
9、CO2分子的分子的.分子间作用力分子间作用力共价键共价键练练习习4.4.请预测的熔沸点高低请预测的熔沸点高低(1 1)HFHF、HClHCl、HBrHBr、HIHI(2 2)H H2 2O O、H H2 2S S、H H2 2SeSe、H H2 2TeTe事实是否是这样的吗?事实是否是这样的吗?第13页,讲稿共55张,创作于星期日H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一一些些氢氢化化物物的的沸沸点点第14页,讲稿共55张,创作于星期日结论:结论:H2O、NH3、HF比同主族氢化物的沸点高?比同主族氢化物的沸点高?猜想:猜想:H
10、2O、NH3、HF除了范德华力之外,是否还除了范德华力之外,是否还存在一种作用力?存在一种作用力?第15页,讲稿共55张,创作于星期日氢键:氢键:除范德华力外的另一种分子间作用力,它是由已除范德华力外的另一种分子间作用力,它是由已经与经与电负性大的原子电负性大的原子(F、O、N等)形成共价键的等)形成共价键的H原子遇另一分子中原子遇另一分子中电负性大原子半径小且有孤对电负性大原子半径小且有孤对电子电子的原子(如的原子(如F、O、N)能形成氢键。)能形成氢键。注意:注意:氢键是另一种分子间作用力,不属于化学键。氢键是另一种分子间作用力,不属于化学键。2.氢键:氢键:第16页,讲稿共55张,创作于
11、星期日在在H2O分子中,由于分子中,由于O原子吸引电子的能力很强,原子吸引电子的能力很强,HO键的极性很强,共用电子对强烈地偏向键的极性很强,共用电子对强烈地偏向O原子,亦原子,亦即即H原子的电子云被原子的电子云被O原子吸引,使原子吸引,使H原子几乎成为原子几乎成为“裸裸露露”的质子。这个半径很小、带部分正电荷的的质子。这个半径很小、带部分正电荷的H核,就能核,就能与另一个与另一个H2O分子中带部分负电荷的分子中带部分负电荷的O原子的孤电子对接原子的孤电子对接近并产生相互作用。这种静电相互作用就是氢键。近并产生相互作用。这种静电相互作用就是氢键。水分子间形成的氢键水分子间形成的氢键第17页,讲
12、稿共55张,创作于星期日H2O中中氢键的形成过程氢键的形成过程在水分子中的在水分子中的O OH H中,共用电子对强烈的中,共用电子对强烈的偏向氧原子,使得氢原子几乎成为偏向氧原子,使得氢原子几乎成为“裸裸露露”的质子,其显正电性,它能与另一个的质子,其显正电性,它能与另一个水分子中氧原子的孤电子对产生静电作用,水分子中氧原子的孤电子对产生静电作用,从而形成氢键。从而形成氢键。第18页,讲稿共55张,创作于星期日氢键成因探究氢键成因探究思考讨论:思考讨论:从从H2O、NH3、HF的成键情况和中心原子价层的成键情况和中心原子价层电子等讨论形成氢键的条件电子等讨论形成氢键的条件(1 1)氢键的形成条
13、件)氢键的形成条件X、Y为为电负性大电负性大,而原子,而原子半径较小半径较小的的且有孤对电且有孤对电子子非金属原子,可相同也可不同,如非金属原子,可相同也可不同,如F、O、N等。等。第19页,讲稿共55张,创作于星期日(2)氢键的表示方法:)氢键的表示方法:XHY氢键氢键第20页,讲稿共55张,创作于星期日(3 3)氢键键能大小:)氢键键能大小:FHFOHONHN氢氢键键键键能能(kJ/mol)28.118.820.9共共 价价 键键 键键能能(kJ/mol)568462.8390.8氢键氢键比范德华力要比范德华力要强强而比化学键而比化学键弱弱的分子间作用力的分子间作用力(4)(4)氢键的强弱
14、与氢键的强弱与X X和和Y Y的电负性大小有关的电负性大小有关 一般一般X X、Y Y元素的电负性越大,半径越小,形成的氢键越强。元素的电负性越大,半径越小,形成的氢键越强。例如:例如:F-HF-HF O-HF O-HO N-HO N-HN N第21页,讲稿共55张,创作于星期日教科书教科书P521.请解释物质的下列性质:请解释物质的下列性质:(1)NH3极易溶于水。极易溶于水。(2)氟化氢的熔点比氯化氢的高。)氟化氢的熔点比氯化氢的高。2.邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同分异构体邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同分异构体,预测对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛熔点的高低,预测对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛熔点
15、的高低,并解释。并解释。HOHHOOOC第22页,讲稿共55张,创作于星期日对对羟羟基基苯苯甲甲酸酸能能形形成成分子间氢键分子间氢键邻邻羟羟基基苯苯甲甲酸酸能能形形成成分子内氢键分子内氢键HOOH对羟基苯甲酸对羟基苯甲酸HHOOO邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸C第23页,讲稿共55张,创作于星期日第24页,讲稿共55张,创作于星期日为什么冰的密度比液态水小为什么冰的密度比液态水小?解释水结冰时体积膨胀、密度减小的原因。解释水结冰时体积膨胀、密度减小的原因。氢键在生命体分子中的作用?氢键在生命体分子中的作用?教科书教科书P52第25页,讲稿共55张,创作于星期日水分子三态与氢键的关系水分子三态与氢键的
16、关系第26页,讲稿共55张,创作于星期日水分子间形成的氢键水分子间形成的氢键在在固固态态水水(冰冰)中中,水水分分子子大大范范围围地地以以氢氢键键互互相相联联结结,形形成成相相当当疏疏松松的的晶晶体体,从从而而在在结结构构中中有有许许多多空空隙隙,造造成体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上。成体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上。第27页,讲稿共55张,创作于星期日第28页,讲稿共55张,创作于星期日(6 6)氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响对熔点和沸点的影响对熔点和沸点的影响分子间形成氢键会导致物质的熔沸点分子间形成氢键会导致物质的熔沸点升
17、高升高分子内形成氢键则会导致物质的熔沸点分子内形成氢键则会导致物质的熔沸点降低降低对溶解度的影响对溶解度的影响 溶质分子与溶剂分子之间形成氢键使溶溶质分子与溶剂分子之间形成氢键使溶 解度增大。解度增大。第29页,讲稿共55张,创作于星期日从氢键的角度分析造成尿素、醋酸、硝酸三从氢键的角度分析造成尿素、醋酸、硝酸三种相对分子质量相近的分子熔沸点相差较大种相对分子质量相近的分子熔沸点相差较大的可能原因。的可能原因。第30页,讲稿共55张,创作于星期日化学键、氢键和范德华力的比较化学键、氢键和范德华力的比较化学键化学键氢氢键键范德华力范德华力概概念念范范围围强度比较强度比较性质影响性质影响物质分子间
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