高二选修三化学第4节《分子间作用力与物质性质》课件 鲁科版.ppt

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1、第第4节节分子分子间间作用力与物作用力与物质质性性质质学学习习目目标标1.了了解解分分子子间间作作用用力力的的广广泛泛存存在在及及对对物物质质性性质质的影响。的影响。2.了解了解氢键氢键的形成条件、的形成条件、类类型和特点。型和特点。3.列列举举含含有有氢氢键键的的物物质质，知知道道氢氢键键对对物物质质性性质质的影响。的影响。课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案探究整合应用探究整合应用第第4节节课前自主学案课前自主学案自主学自主学习习一、分子一、分子间间作用力作用力1概念概念分子分子间间存在的一存在的一类类弱的弱的_。2分分类类相互作用力相互作用力范德范德华

2、华力力氢键氢键思考感悟思考感悟1水水分分解解和和水水在在三三态态转转变变时时改改变变的的作作用用力力相相同同吗吗？【提示提示】水分解水分解时时改改变变分子分子间间作用力和分子内作用力和分子内的化学的化学键键，三，三态转变时态转变时只改只改变变分子分子间间作用力。作用力。二、范德二、范德华华力及其力及其对对物物质质性性质质的影响的影响分子分子相互作用力相互作用力电电性性小小越大越大相似相似物理物理思考感悟思考感悟2Cl2、Br2、I2三三者者的的组组成成和和化化学学性性质质均均相相似，但状似，但状态态却却为为气、液、固的原因是什么？气、液、固的原因是什么？【提示提示】Cl2、Br2、I2的的组组

3、成和成和结结构相似，构相似，由于相由于相对对分子分子质质量逐量逐渐渐增大，所以范德增大，所以范德华华力力逐逐渐渐增大，故熔、沸点升高，状增大，故熔、沸点升高，状态态由气体由气体变变为为液体、固体。液体、固体。三、三、氢键氢键与物与物质质性性质质1氢键氢键的概念的概念当当氢氢原原子子与与电电负负性性大大的的原原子子X以以共共价价键键结结合合时时，H原原 子子 与与 另另 一一 个个 电电 负负 性性 大大 的的 原原 子子 Y之之 间间 的的_。2氢键氢键的表示形式的表示形式(1)通常用通常用_表示表示氢键氢键，其中，其中XH表表示示氢氢原子和原子和X原子以原子以_相相结结合。合。静静电电相互作

4、用相互作用XHY共价共价键键(2)氢氢键键的的键键长长是是指指_间间的的距距离离，键键能能是是指指XHY分解分解为为XH和和Y所需要的能量。所需要的能量。3氢键氢键的形成条件的形成条件(1)氢氢原子位于原子位于X原子和原子和Y原子之原子之间间。(2)X、Y原子所属元素具有很原子所属元素具有很强强的的_和和很小的很小的_。X、Y原子主要是原子主要是_原子。原子。X和和Y电负电负性性原子半径原子半径N、O、F5氢键氢键的特征的特征(1)氢氢键键的的键键能能比比范范德德华华力力的的作作用用_，比比化学化学键键的的键键能能_。(2)氢键氢键具有一定的方向性和具有一定的方向性和饱饱和性。和性。分子内分子

5、内分子分子间间大一些大一些小得多小得多6氢键对氢键对物物质质性性质质的影响的影响(1)当当形形成成分分子子间间氢氢键键时时，物物质质的的熔熔、沸沸点点将将_。(2)当当形形成成分分子子内内氢氢键键时时，物物质质的的熔熔、沸沸点点将将_。(3)氢键氢键也影响物也影响物质质的的_、_等等过过程。程。升高升高降低降低电电离离溶解溶解思考感悟思考感悟3(1)能形成能形成氢键氢键的物的物质质中一定存在中一定存在氢键吗氢键吗？(2)液液态态水水中中分分子子间间的的作作用用力力只只有有氢氢键键吗吗？水水分分子的子的稳稳定性是定性是氢键氢键的影响的影响吗吗？【提提示示】(1)不不一一定定。氢氢键键的的存存在在

6、也也与与物物质质的的状状态态有有关关，如如液液态态和和固固态态水水中中存存在在氢氢键键，但但气气态态水分子之水分子之间间由于距离太由于距离太远远无法形成无法形成氢键氢键。(2)液液态态水分子之水分子之间间的作用力主要是的作用力主要是氢键氢键，但也，但也存在范德存在范德华华力。在水分子内部存在共价力。在水分子内部存在共价键键(OH键键)，由于，由于HO键键键键能能较较大，因此水分子大，因此水分子稳稳定。所以水分子的定。所以水分子的稳稳定性与定性与氢键氢键无关。无关。自主体自主体验验1下下列列关关于于范范德德华华力力影影响响物物质质性性质质的的叙叙述述中中，正确的是正确的是()A范范德德华华力力是

7、是决决定定由由分分子子构构成成的的物物质质熔熔、沸沸点点高低的唯一因素高低的唯一因素B范德范德华华力与物力与物质质的物理性的物理性质质没有必然的没有必然的联联系系C范范德德华华力力能能够够影影响响物物质质的的化化学学性性质质和和物物理理性性质质 D范范德德华华力力是是仅仅影影响响物物质质部部分分物物理理性性质质的的一一种种因素因素解析：解析：选选D。范德。范德华华力不能影响物力不能影响物质质的化学性的化学性质质，仅仅能影响由分子构成的物能影响由分子构成的物质质的部分物理性的部分物理性质质，如熔点、沸点及溶解性等，并且不是唯一，如熔点、沸点及溶解性等，并且不是唯一的影响因素。的影响因素。2下列下

8、列变变化中，不需要破坏化学化中，不需要破坏化学键键的是的是()A干冰汽化干冰汽化B氯氯化化氢氢溶于水溶于水C水通水通电电分解成分解成氢氢气和氧气气和氧气D加加热热使使氯氯化化钠钠熔化熔化解析：解析：选选A。干冰汽化破坏的是范德。干冰汽化破坏的是范德华华力，力，氯氯化化氢氢溶于水破坏的是共价溶于水破坏的是共价键键，水通，水通电电分解生成分解生成氢氢气和氧气破坏的是共价气和氧气破坏的是共价键键，加，加热热使使氯氯化化钠钠熔熔化破坏的是离子化破坏的是离子键键。3关于关于氢键氢键的下列的下列说说法正确的是法正确的是()A由由于于氢氢键键的的作作用用，使使NH3、H2O、HF的的沸沸点反常，且沸点高低点

9、反常，且沸点高低顺顺序序为为HFH2ONH3B氢氢键键只只能能存存在在于于分分子子间间，不不能能存存在在于于分分子子内内C没有没有氢键氢键，就没有生命，就没有生命D相同量的水在气相同量的水在气态态、液、液态态和固和固态时态时均有均有氢氢键键，且，且氢键氢键的数目依次增多的数目依次增多解析：解析：选选C。A项项“反常反常”是指它是指它们们在本族在本族氢氢化物化物沸点排序中的沸点排序中的现现象。它象。它们们的沸点的沸点顺顺序可由存在状序可由存在状态态看出，常温下只有水是液体，看出，常温下只有水是液体，应该应该水的沸点最水的沸点最高。高。B项项分子内可以存在分子内可以存在氢键氢键。C项项正确，因正确

10、，因为氢为氢键键造就了常温常造就了常温常压压下的水是液下的水是液态态，而液，而液态态的水是的水是生物体生物体营营养养传递传递的基的基础础。D项项水在气水在气态时态时，分子，分子间间距离大，一般距离大，一般认为认为分子之分子之间间没有没有氢键氢键。课堂互动讲练课堂互动讲练要点一要点一范德华力、氢键及共价键比较范德华力、氢键及共价键比较范德范德华华力力氢键氢键共价共价键键概念概念物物质质分子之分子之间间普遍存在普遍存在的一种相互的一种相互作用力，又作用力，又称分子称分子间间作作用力用力由已由已经经与与电负电负性很性很强强的原子的原子形成共价形成共价键键的的氢氢原子与另一原子与另一个分子中个分子中电

11、负电负性很性很强强的原子的原子之之间间的作用力的作用力原子原子间间通通过过共用共用电电子子对对所形所形成的相互成的相互作用作用范德范德华华力力氢键氢键共价共价键键分分类类分子内分子内氢氢键键、分子、分子间氢键间氢键极性共价极性共价键键、非极、非极性共价性共价键键特征特征无方向性、无方向性、无无饱饱和性和性有方向性、有方向性、有有饱饱和性和性有方向性、有方向性、有有饱饱和性和性强强度比度比较较共价共价键键氢键氢键范德范德华华力力范德范德华华力力氢键氢键共价共价键键影响影响强强度度的因的因素素随着分子极随着分子极性增大而增大性增大而增大组组成和成和结结构构相似的物相似的物质质，相相对对分子分子质质

12、量量越大，分子越大，分子间间作用力越大作用力越大对对于于AHB，A、B的的电负电负性性越大，越大，B原原子的半径越子的半径越小，小，键键能越能越大大成成键键原子半原子半径越小，径越小，键键长长越短，越短，键键能越大，共能越大，共价价键键越越稳稳定定范德范德华华力力氢键氢键共价共价键键对对物物质质性性质质的的影响影响影响物影响物质质的熔、的熔、沸点、溶解度等沸点、溶解度等物理性物理性质质组组成和成和结结构相构相似的物似的物质质，随相，随相对对分子分子质质量的增量的增大，物大，物质质的熔、的熔、沸点升高。如沸点升高。如F2Cl2Br2I2，CF4CCl4H2S，HFHCl，NH3PH3影响分影响分

13、子的子的稳稳定定性性共价共价键键键键能越大，能越大，分子分子稳稳定定性越性越强强特特别别提提醒醒：(1)有有氢氢键键的的分分子子间间也也有有范范德德华华力力，但有范德但有范德华华力的分子力的分子间间不一定有不一定有氢键氢键。(2)氢键氢键与范德与范德华华力主要影响物力主要影响物质质的物理性的物理性质质。如熔点、沸点等。化学如熔点、沸点等。化学键键主要影响物主要影响物质质的化学的化学性性质质。下列下列说说法不正确的是法不正确的是()A分子分子间间作用力是分子作用力是分子间间相互作用力的相互作用力的总总称称B分子分子间氢键间氢键的形成的形成对对物物质质的溶解度有影响的溶解度有影响C范德范德华华力与

14、力与氢键氢键可同可同时时存在于分子之存在于分子之间间D氢键氢键是一种特殊的化学是一种特殊的化学键键，它广泛地存在于自，它广泛地存在于自然界中然界中例例例例1 1【解析解析】分子分子间间作用力是分子作用力是分子间间相互作用相互作用力的力的总总称，称，A正确；范德正确；范德华华力是分子与分子力是分子与分子间间的相互作用力，而的相互作用力，而氢键氢键是分子是分子间间比范德比范德华华力稍力稍强强的作用力，它的作用力，它们们可以同可以同时时存在于分子存在于分子之之间间，C正确；分子正确；分子间氢键间氢键的形成除使物的形成除使物质质的熔、沸点升高外，的熔、沸点升高外，对对物物质质的溶解度等也有的溶解度等也

15、有影响，影响，B正确；正确；氢键氢键不是化学不是化学键键，化学，化学键键是原是原子与原子子与原子间间强强烈的相互作用，烈的相互作用，D错误错误。【答案答案】D【误误区区警警示示】(1)分分子子间间作作用用力力不不等等价价于于范范德德华华力力，对对某某些些分分子子来来说说分分子子间间作作用用力力包包括括范范德德华华力和力和氢键氢键。(2)氢键氢键不是化学不是化学键键。要点二要点二分子间作用力对物质性质的影响分子间作用力对物质性质的影响1范德范德华华力力对对物物质质性性质质的影响的影响(1)对对物物质质熔、沸点的影响熔、沸点的影响一一般般说说来来，组组成成和和结结构构相相似似的的物物质质，相相对对

16、分分子子质质量量越越大大，分分子子间间作作用用力力越越大大，物物质质的的熔熔、沸沸点点通通常常越越高高。如如熔熔、沸沸点点：I2Br2Cl2F2，RnXeKrArNeHe。(2)对对物物质质溶解性的影响溶解性的影响如：在如：在273 K、101 kPa时时，氧气在水中的溶解度，氧气在水中的溶解度(0.049 cm3L1)比氮气在水中的溶解度比氮气在水中的溶解度(0.024 cm3L1)大，就是因大，就是因为为O2与水分子之与水分子之间间的作用力比的作用力比N2与水与水分子之分子之间间的作用力大所的作用力大所导导致的。致的。(3)相似相溶原理相似相溶原理极性分子易溶于极性溶极性分子易溶于极性溶剂

17、剂中中(如如HCl易溶于水中易溶于水中)，非极性分子易溶于非极性溶，非极性分子易溶于非极性溶剂剂中中(如如I2易溶于易溶于CCl4中，白磷易溶于中，白磷易溶于CS2中中)。2氢键对氢键对物物质质性性质质的影响的影响(1)对对物物质质熔、沸点的影响熔、沸点的影响某些某些氢氢化物分子存在化物分子存在氢键氢键，如，如H2O、NH3、HF等，会比同族等，会比同族氢氢化物沸点反常，如化物沸点反常，如H2OH2TeH2SeH2S。当当氢键氢键存在于分子内存在于分子内时时，它，它对对物物质质性性质质的影的影响与分子响与分子间氢键对间氢键对物物质质性性质产质产生的影响是不同生的影响是不同的。的。邻羟邻羟基苯甲

18、基苯甲醛醛的的氢键氢键存在于分子内部，存在于分子内部，对对羟羟基苯甲基苯甲醛醛存在分子存在分子间氢键间氢键，因此，因此对羟对羟基苯甲基苯甲醛醛的熔点、沸点分的熔点、沸点分别别比比邻羟邻羟基苯甲基苯甲醛醛的熔点、的熔点、沸点高。沸点高。(2)对对物物质质密度的影响密度的影响氢键氢键的存在，会使物的存在，会使物质质的密度出的密度出现现反常，如液反常，如液态态水水变为变为冰，密度会冰，密度会变变小。小。(3)对对物物质质溶解度的影响溶解度的影响溶溶剂剂和溶和溶质质之之间间存在存在氢键氢键，溶解性好，溶，溶解性好，溶质质分分子不能与水分子形成子不能与水分子形成氢键氢键，在水中溶解度就比，在水中溶解度就

19、比较较小。如小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因乙酸等能与水混溶，就是因为为它它们们与水形成了与水形成了分子分子间氢键间氢键的原因。的原因。(4)氢键对氢键对物物质结质结构的影响构的影响氢键氢键的存在使一些物的存在使一些物质质具有一些特殊具有一些特殊结结构，如构，如冰晶体的孔穴冰晶体的孔穴结结构；构；DNA的双螺旋的双螺旋结结构等。构等。特特别别提醒：提醒：判断物判断物质质的性的性质质受何种作用力影受何种作用力影响，首先要弄清响，首先要弄清该该性性质质是物理性是物理性质还质还是化学是化学性性质质，然后找出其影响因素。同，然后找出其影响

20、因素。同时时也要能根也要能根据作用力的据作用力的强强弱分析物弱分析物质质性性质质的的变变化化规规律。律。如如键键能越大，能越大，键长键长越短，越短，键键能越能越强强，化学性，化学性质质越越稳稳定；相定；相对对分子分子质质量越大，分子量越大，分子间间作用作用力越力越强强，熔、沸点越高。，熔、沸点越高。如如图图中中A、B、C、D四四条条曲曲线线分分别别表表示示A、A、A、A族族元元素素的的气气态态氢氢化化物物的的沸沸点点，其其中中表表示示A族族元元素素气气态态氢氢化化物物沸沸点点的的是是曲曲线线_，表表示示A族族元元素素气气态态氢氢化化物物沸沸点点的的是是曲曲线线_；同同一一族族中中第第3、4、5

21、周周期期元元素素的的气气 态态 氢氢 化化 物物 沸沸 点点 依依 次次 升升 高高，其其 原原 因因 是是_。曲曲线线中中第第2周周期期元元素素的的气气态态氢氢化化物物的的沸沸点点显显著著高高于于第第3周周期期元元素素气气态态氢氢化化物物的的沸沸点点，其其原原因因是是_。例例例例2 2【解析解析】H2O与与H2O分子之分子之间间可形成四个可形成四个氢氢键键，故沸点最高，故，故沸点最高，故A为为A族族氢氢化物沸点曲化物沸点曲线线，A族的族的氢氢化物都化物都为为非极性分子，沸点非极性分子，沸点较较低，低，第第2周期元素的周期元素的氢氢化物化物间间不存在不存在氢键氢键，故，故选选D。由于同一主族中

22、第由于同一主族中第3、4、5周期元素的气周期元素的气态氢态氢化物化物间间不存在不存在氢键氢键，且，且结结构相似，所以它构相似，所以它们们沸沸点与范德点与范德华华力有关，而范德力有关，而范德华华力与相力与相对对分子分子质质量有关，故随着相量有关，故随着相对对分子分子质质量的增大，沸点随量的增大，沸点随之升高。曲之升高。曲线线中第中第2周期元素的气周期元素的气态氢态氢化物沸化物沸点点显显著高于第著高于第3周期元素气周期元素气态氢态氢化物，原因是化物，原因是第第2周期元素周期元素氢氢化物分子化物分子间间存在存在氢键氢键。【答答案案】AD结结构构相相似似，相相对对分分子子质质量量增增大大，范范德德华华

23、力力增增大大，沸沸点点升升高高分分子子间间存存在在氢键氢键【规规律方法律方法】影响物影响物质质性性质质因素的判断因素的判断在在分分子子内内部部和和分分子子间间存存在在着着不不同同的的作作用用力力，这这些些作作用用力力对对分分子子的的物物理理性性质质和和化化学学性性质质都都有有不不同同程程度度的的影影响响。因因此此在在分分析析某某些些性性质质时时容容易易造造成混淆。成混淆。(1)共价共价键键是原子是原子间间通通过过共用共用电电子子对对形成的化学形成的化学键键，它存在于分子内部，影响物，它存在于分子内部，影响物质质的化学性的化学性质质，如如稳稳定性、活定性、活泼泼性等。性等。(2)分子分子间间作用

24、力是分子作用力是分子间间微弱的相互作用，包括微弱的相互作用，包括范德范德华华力和力和氢键氢键。分子。分子间间作用力只影响物作用力只影响物质质的物的物理性理性质质，如熔点、沸点、硬度等。，如熔点、沸点、硬度等。(3)氢键氢键是一种介于化学是一种介于化学键键和范德和范德华华力之力之间间的相互的相互作用，它只存在于分子作用，它只存在于分子间间或分子内活或分子内活动动性性较较强强的的非金属元素非金属元素N、O、F和与之相和与之相邻邻的的H之之间间。氢键氢键的存在的存在对对物物质质的熔点、沸点、溶解性等物理性的熔点、沸点、溶解性等物理性质质有很大影响，如有很大影响，如H2O的沸点比的沸点比H2S的高的高

25、许许多，多，NH3极易溶于水等。极易溶于水等。(4)由于稀有气体是由于稀有气体是单单原子分子，因此在形成晶体原子分子，因此在形成晶体时时，只存在分子，只存在分子间间作用力，而不存在共价作用力，而不存在共价键键。变变式式训训练练2若若不不断断地地升升高高温温度度，实实现现“雪雪花花水水水水蒸蒸气气氧氧气气和和氢氢气气”的的变变化化。在在变变化化的的各各阶阶段段被被破破坏坏的的粒粒子子间间主主要要的的相相互互作作用用依依次次是是()A氢键氢键；分子；分子间间作用力；非极性作用力；非极性键键B氢键氢键；氢键氢键；极性；极性键键C氢键氢键；极性；极性键键；分子；分子间间作用力作用力D分子分子间间作用力

26、；作用力；氢键氢键；非极性；非极性键键解析：解析：选选B。固。固态态的水与液的水与液态态的水分子的水分子间间的作用的作用力种力种类类相同，均相同，均为氢键为氢键和范德和范德华华力，区力，区别别在于在于氢氢键键的数目，故由固的数目，故由固态态水水液液态态水破坏水破坏氢键氢键，同，同样样，由液由液态态水水变为变为水蒸气水蒸气时时，破坏的也是，破坏的也是氢键氢键，而由，而由H2O(气气)H2(气气)O2(气气)时时破坏了化学破坏了化学键键，故，故选选B。探究整合应用探究整合应用水水分分子子间间存存在在“氢氢键键”从从而而彼彼此此结结合合而而形形成成(H2O)n。在在冰冰中中每每个个水水分分子子被被4

27、个个水水分分子子包包围围形形成成变变形形的的正正四四面面体体，通通过过氢氢键键相相互互连连接接成成庞庞大大的的冰冰晶晶体体，其其结结构构示示意意图图如如图图所示：所示：(1)1 mol冰中有冰中有_mol“氢键氢键”。(2)在在冰冰的的结结构构中中，每每个个水水分分子子与与相相邻邻的的4个个水水分分子子以以氢氢键键相相连连接接。在在冰冰晶晶体体中中除除氢氢键键外外，还还存存在在范范德德华华力力(11 kJmol1)。已已知知冰冰的的升升华华热热是是51 kJmol 1，则则冰冰晶晶体体中中氢氢键键的的能能量量是是_kJmol1。(3)用用x、y、z分分别别表示表示H2O、H2S、H2Se的沸点

28、的沸点()，则则x、y、z的大小关系是的大小关系是_，其判，其判断依据是断依据是_(3)氢氢键键对对物物质质熔熔、沸沸点点的的影影响响：某某些些氢氢化化物物分分子子间间存存在在氢氢键键，如如H2O、NH3、HF等等，会会使使同同族族氢氢化物沸点反常，如化物沸点反常，如H2OH2TeH2SeH2S。【答案答案】(1)2(2)20(3)xzy水分子水分子间间存在存在氢键氢键，故沸点最高，硒，故沸点最高，硒化化氢氢比硫化比硫化氢氢相相对对分子分子质质量大，分子量大，分子间间作用力作用力大，故硒化大，故硒化氢氢沸点高沸点高知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全