2013年化学 专题3 第四单元分子间作用力　分子晶体精品课件 鲁科版选修《物质结构与性质》.ppt

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1、第四单元分子间作用力分子第四单元分子间作用力分子晶体晶体课程标准导航课程标准导航1.了解范德华力的类型，把握范德华力大小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。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。辩证的质量分析法。3.理解氢键的本质，能分析氢键的强弱，认理解氢键的本质，能分析氢键的强弱，认识氢键的重要性。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。加深对分子晶体有关知识的认识和应用。新新知知初初探探自自学学导导引引自主学习自主学习一、范德一、范德华华力力1.共共价价分分

2、子子之之间间存存在在着着某某种种作作用用力力，能能够够把把它它们们的分子聚集在一起，的分子聚集在一起，这这种作用力叫做种作用力叫做_，范范德德华华力力和和氢氢键键是是两两种种常常见见的的分分子子间间作作用用力力，其其实实质质是是一一种种_，比化学，比化学键键_。分子分子间间作用力作用力静静电电作用作用弱弱2.范德范德华华力力_饱饱和性和方向性。和性和方向性。3.对对于于组组成成与与结结构构相相似似的的分分子子，其其范范德德华华力力一一般般随随相相对对分分子子质质量量的的增增大大而而_，对对应应物物质质的熔、沸点也逐的熔、沸点也逐渐渐_。没有没有增大增大升高升高想一想想一想1.CO2 和和CS2

3、 结结构构和和组组成成相相似似，为为什什么么常常温温下下CO2 是气体、是气体、CS2 是液体？是液体？提提示示：因因为为CS2比比CO2 相相对对分分子子质质量量大大，所所以以分分子子间间范范德德华华力力也也大大，使使CS2 沸沸点点升升高高，常温下呈液态。常温下呈液态。二、氢键的形成二、氢键的形成1.一一个个水水分分子子中中相相对对显显正正电电性性的的氢氢原原子子，能能与与另另一一个个水水分分子子中中相相对对显显负负电电性性的的氧氧原原子子的的孤孤电电子子对对接接近近并并产产生生相相互互作作用用，这这种种相相互互作作用用叫叫做做氢氢键键。氢氢键键比比化化学学键键_，但但比比范范德德华华力力

4、_。氢氢键键通通常常用用XHY表表示示，其其中中X和和Y表表示示电电负负性性_而而原原子子半半径径_的非金属原子。的非金属原子。弱弱强强大大小小2.氢键氢键_方向性和饱和性。方向性和饱和性。3.分分子子间间氢氢键键使使物物质质的的熔熔、沸沸点点_，溶溶解解度度_，而而分分子子内内氢氢键键使使物物质质的的熔熔、沸点沸点_。具有具有升高升高增大增大降低降低想一想想一想2.相相对对分分子子质质量量越越大大的的物物质质，其其熔熔、沸沸点点越越高吗？高吗？提提示示：不不正正确确，对对于于分分子子晶晶体体，若若分分子子中中不不含含有有氢氢键键，且且结结构构相相似似的的物物质质，才才具具有有这这一一性质。性

5、质。三、分子晶体三、分子晶体1.分分子子通通过过_构构成成的的固固态物质叫做分子晶体。态物质叫做分子晶体。2.分分子子晶晶体体一一般般硬硬度度_，熔熔点点和和沸沸点点_。3.多多数数非非金金属属单单质质、非非金金属属元元素素组组成成的的化化合合物物以以及及绝绝大大多多数数有有机机化化合合物物形形成成的的晶晶体体都都属属于分子晶体。于分子晶体。分子间作用力分子间作用力较小较小较低较低想一想想一想3.所有分子晶体中都存在化学键吗？所有分子晶体中都存在化学键吗？提提示示：不不一一定定。如如稀稀有有气气体体是是单单原原子子分分子子，其晶体中不含化学键。其晶体中不含化学键。自主体验自主体验1.固体乙醇晶

6、体中不存在的作用力是固体乙醇晶体中不存在的作用力是()A.极性键极性键B.非极性键非极性键C.离子键离子键D.氢键氢键解解析析：选选C。固固体体乙乙醇醇晶晶体体是是乙乙醇醇分分子子通通过过分分子子间间作作用用力力结结合合的的，在在乙乙醇醇分分子子里里有有CC之之间间的的非非极极性性键键，CH、CO、OH之之间间的的极极性性键键，在在分分子子之之间间还还有有O和和H原原子子产生的氢键，没有离子键。产生的氢键，没有离子键。2.下列氢键中最强的是下列氢键中最强的是()A.SHOB.NHNC.FHFD.CHN解解析析：选选C。XHY中中，X、Y原原子子的的电电负性越大，原子半径越小负性越大，原子半径越

7、小,形成的氢键越强形成的氢键越强.S、O、N、F、C中中，F的的电电负负性性最最大大，原原子子半径最小，故半径最小，故C中氢键最强。中氢键最强。3.共共价价键键、离离子子键键和和范范德德华华力力是是构构成成物物质质时时粒粒子子间间的的不不同同作作用用。下下列列物物质质中中，只只含含有有上上述一种作用的是述一种作用的是()A.干冰干冰B.氯化钠氯化钠C.氢氧化钠氢氧化钠D.碘碘解解析析：选选B。干干冰冰中中有有共共价价键键和和范范德德华华力力两两种种作作用用；氯氯化化钠钠中中只只有有离离子子键键一一种种作作用用；氢氢氧氧化化钠钠晶晶体体中中有有离离子子键键和和共共价价键键两两种种作作用用；碘晶体

8、中有共价键和范德华力两种作用。碘晶体中有共价键和范德华力两种作用。4.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.原子晶体中只存在非极性共价键原子晶体中只存在非极性共价键 B.稀有气体形成的晶体属于分子晶体稀有气体形成的晶体属于分子晶体C.干冰升华时，分子内共价键会发生断裂干冰升华时，分子内共价键会发生断裂D.金金属属元元素素和和非非金金属属元元素素形形成成的的化化合合物物一一定定是离子化合物是离子化合物解解析析：选选B。原原子子晶晶体体中中有有的的只只含含有有非非极极性性共共价价键键，如如金金刚刚石石、晶晶体体硅硅，多多为为单单质质；也也有有含含极极性性键键的的，如如SiO2、BN等等，A不不正

9、正确确。干干冰冰升升华华是是物物理理性性质质中中状状态态的的改改变变，变变化化的的是分子间的距离是分子间的距离,分子内的共价键没有断裂分子内的共价键没有断裂,C不不正正确确。D项项中中常常见见的的反反例例为为AlCl3，由由金金属属和和非非金金属属构构成成的的共共价价化化合合物物，注注意意由由非非金金属构成的化合物不一定是共价化合物，如铵属构成的化合物不一定是共价化合物，如铵盐，盐，D不正确。不正确。要要点点突突破破讲讲练练互互动动探究探究导导引引1 F、Cl、Br均位于第均位于第A族元素族元素,HF和和HBr的沸点均比的沸点均比HCl高，原因是什么？高，原因是什么？提提示示：HBr的的相相对

10、对分分子子质质量量比比HCl大大，所所以以HBr的的范范德德华华力力比比HCl大大，所所以以HBr的的沸沸点点比比HCl高高；HF分分子子间间存存在在氢氢键键，所所以以其其沸沸点点比同族的其他元素形成的比同族的其他元素形成的氢氢化物沸点高。化物沸点高。要点一要点一范德范德华华力与力与氢键氢键探探究究导导引引2磷磷酸酸与与硫硫酸酸的的相相对对分分子子质质量量都都是是98，为为什什么么磷磷酸酸在在常常温温下下是是固固体体(熔熔点点为为43.3)，硫酸在常温下是液体？，硫酸在常温下是液体？提提示示：分分析析两两者者的的结结构构，磷磷酸酸分分子子中中有有三三个个羟羟基基，硫硫酸酸分分子子中中有有两两个

11、个羟羟基基，由由此此可可知知磷磷酸酸分分子子间间氢氢键键的的数数目目比比硫硫酸酸分分子子间间氢氢键键的的数数目目多多，氢氢键键的的数数目目越越多多，分分子子间间的的作作用用力力就就越大，从而越大，从而导导致磷酸的熔点比硫酸的高。致磷酸的熔点比硫酸的高。要点归纳要点归纳化学化学键键、范德、范德华华力和力和氢键氢键的的对对比比相互相互作用作用化学化学键键范德范德华华力力氢键氢键定定义义分子内或晶分子内或晶体中，相体中，相邻邻两个或多个两个或多个原子之原子之间间的的强强烈的相互烈的相互作用作用物物质质的分的分子之子之间间存存在的微弱在的微弱的相互作的相互作用用少数具有特殊少数具有特殊组组成的分子成的

12、分子(如如N、O、F的的氢氢化物等化物等)之之间间存存在的比分子在的比分子间间作用力稍作用力稍强强的的相互作用相互作用相互相互作用作用化学化学键键范德范德华华力力氢键氢键能量能量键键能一般在能一般在120800 kJ/mol约约几个到数几个到数十个十个kJ/mol约约数十个数十个kJ/mol(比分比分子子间间作用力作用力大大)对对性性质质的的影响影响主要影响分主要影响分子的化学性子的化学性质质主要影响物主要影响物质质的物理性的物理性质质主要影响主要影响该该类类物物质质的熔的熔点、沸点、点、沸点、密度等物理密度等物理性性质质即时应用即时应用1.有五组由同族元素形成的物质，在有五组由同族元素形成的

13、物质，在101.3 kPa时测得它们的沸点时测得它们的沸点()数据如下表所示数据如下表所示:He268.8a249.5Ar185.8Kr151.7F2187.0Cl233.6b58.7I2184.0c19.4HCl84.0HBr67.0HI35.3H2O100.0H2S60.2d42.0H2Te1.8CH4161.0SiH4112.0GeH490.0e52.0对对于于表表中中内内容容，下下列列各各项项中中的的判判断断正正确确的的是是()A表表中中各各行行中中物物质质均均为为分分子子，且且从从左左到到右右沸点均逐沸点均逐渐渐升高升高B第第行行物物质质均均有有氧氧化化性性；第第行行物物质质对对应应

14、的水溶液均是的水溶液均是强强酸酸C第第行行中中各各化化合合物物的的稳稳定定性性顺顺序序为为H2OH2SH2SeH2TeD上表中物上表中物质质HF和和H2O，由于，由于氢键氢键的影响的影响使它使它们们的分子特的分子特别稳别稳定定解解析析：选选C。上上表表中中、行行的的第第一一种种物物质质的沸点在同一行中均最高，因的沸点在同一行中均最高，因为为在在HF分子分子间间、H2O分分子子间间均均存存在在氢氢键键，增增大大了了分分子子间间作作用用力力。第第行行物物质质为为卤卤素素单单质质，均均具具有有氧氧化化性性，第第行行物物质质为为卤卤化化氢氢，对对应应的的水水溶溶液液中除中除HF是弱酸外，其余均是弱酸外

15、，其余均为为强强酸。酸。第第行物行物质为质为氧族元素的氧族元素的氢氢化物，其共价化物，其共价键键逐逐渐渐减弱，所以减弱，所以稳稳定性逐定性逐渐渐减弱。减弱。D选项选项中中,氢键氢键只能影响物只能影响物质质的物理性的物理性质质，如熔沸点、，如熔沸点、溶解性等，不影响物溶解性等，不影响物质质的化学性的化学性质质，如分子，如分子的的稳稳定性与定性与氢键氢键无关。无关。要点二要点二分子晶体分子晶体探探究究导导引引1 CO2和和SiO2是是两两种种组组成成相相似似的的共共价价化化合合物物,但但两两者者的的物物理理性性质质却却相相差差很很大大,其原因是什么呢？其原因是什么呢？提示：提示：CO2和和SiO2

16、在固在固态时态时的晶体的晶体类类型不同型不同,CO2是是分分子子晶晶体体，构构成成晶晶体体的的微微粒粒间间以以微微弱弱的范德的范德华华力相力相结结合，而合，而SiO2是原子晶体，是原子晶体，构构成成晶晶体体的的微微粒粒间间以以共共价价键键相相结结合合成成空空间间网网状状结结构构，由由于于共共价价键键比比范范德德华华力力要要强强得得多多，所以所以SiO2的熔、沸点和硬度比的熔、沸点和硬度比CO2要高得多要高得多.探探究究导导引引2 下下图图为为CO2的的晶晶胞胞图图，请请分分析析一一个个CO2晶晶胞胞中中含含有有多多少少个个CO2分分子子？最最近近的的CO2有多少个？有多少个？要点归纳要点归纳1

17、.分子晶体的性质与分子间作用力强弱相关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等特点。晶体的熔、沸点越高表明分子间作用力越大。用力越大。2.分子汽化时，只破坏分子间作用力，不破分子汽化时，只破坏分子间作用力，不破坏分子内的共价键。坏分子内的共价键。即时应用即时应用2.根据下表给出的几种物质的熔、沸点数据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判断下列有关说法中错误的是()NaCl Mg

18、Cl2AlCl3SiCl4单质单质B熔点熔点/810710180682300沸点沸点/14651418160572500ASiCl4是分子晶体是分子晶体B单质单质B可能是原子晶体可能是原子晶体CAlCl3不能升华不能升华DNaCl的键的强度比的键的强度比MgCl2大大解解析析：选选C。由由表表中中所所给给熔熔、沸沸点点数数据据可可知知SiCl4最最低低，应应为为分分子子晶晶体体；单单质质B的的熔熔、沸沸点点最最高高，因因此此为为原原子子晶晶体体；AlCl3的的沸沸点点低低于于熔熔点点，故故可可升升华华；NaCl的的熔熔点点高高于于MgCl2的的熔熔点点，表表明明NaCl键键断断裂裂较较MgCl

19、难难，所以所以NaCl的的键键强强度比度比MgCl2大。大。题题型型探探究究技技法法归归纳纳题型题型1 1分子分子间间作用力作用力例例例例1 1 在下列各物质中，属于分子晶体且分在下列各物质中，属于分子晶体且分子间存在范德华力和氢键，分子内只含极性子间存在范德华力和氢键，分子内只含极性共价键的是共价键的是()ACO2BH2OCHCl DNH4Cl【思思路路点点拨拨】这这是是一一类类归归属属性性选选择择题题，重重要要的的是是审审题题中中对对各各物物质质、各各条条件件仔仔细细辩辩别别，不不能能漏漏掉掉有有关关条条件件。如如本本题题第第一一个个条条件件是是“属属于于分分子子晶晶体体”,选选项项物物质

20、质中中NH4Cl不不符符；第第二二个个条条件件是是“分分子子间间存存在在范范德德华华力力和和氢氢键键”,范范德德华华力力都都存存在在，关关键键是是氢氢键键，只只有有B项项H2O符合。最后条件是符合。最后条件是“分子内只含极性共分子内只含极性共价价键键”，H2O符合。符合。【答案】【答案】B【规规律律方方法法】只只有有分分子子晶晶体体才才存存在在分分子子，分分子子晶晶体体中中肯肯定定存存在在范范德德华华力力，氢氢键键存存在在于于N、O、F等等电负电负性性较较大的原子与大的原子与H原子之原子之间间.题型题型2 2分子晶体分子晶体例例例例2 2 如图为某晶体中分子间形成氢键的结如图为某晶体中分子间形

21、成氢键的结构模型，大球代表构模型，大球代表O，小球代表，小球代表H。下列有。下列有关说法中正确的是关说法中正确的是()A该晶体具有空间网状结构，所以不是分该晶体具有空间网状结构，所以不是分子晶体子晶体B1 mol该晶体中含有该晶体中含有46.021023个氢键个氢键C该晶体受热融化时，分子之间的空隙将该晶体受热融化时，分子之间的空隙将增大增大D该晶体中每个分子与另外四个分子形成该晶体中每个分子与另外四个分子形成四面体结构四面体结构【思思路路点点拨拨】一一般般分分子子晶晶体体和和原原子子晶晶体体均均是是由由非非金金属属元元素素组组成成的的，但但是是两两者者的的性性质质却却截截然然不不同同，如如熔

22、熔、沸沸点点，硬硬度度等等。不不含含有有氢氢键键的的分分子子晶晶体体,其其范范德德华华力力是是没没有有方方向向性性的的,故故结结构构较较为为紧紧密密，由由于于氢氢键键有有方方向向性性，此此题题中中的的冰冰结结构构为为空空间间四四面面体体，貌貌似似原原子子晶晶体体，所以判断两者不能所以判断两者不能仅仅从从结结构上看。构上看。【解解析析】由由图图可可知知该该晶晶体体是是冰冰(H2O)，属属于于分分子子晶晶体体。晶晶体体中中每每个个水水分分子子与与另另外外4个个水水分分子子形形成成4个个氢氢键键，即即1 mol晶晶体体冰冰中中含含有有2 mol氢氢键键，也也就就是是26.021023个个氢氢键键。尽

23、尽管管氢氢键键比比共共价价键键弱弱得得多多，不不属属于于化化学学键键，却却和和共共价价键键一一样样具具有有方方向向性性，从从而而1个个水水分分子子与与另另外外4个个水水分分子子形形成成了了四四面面体体结结构构。这这种种结结构构存存在在较较大大的的空空隙隙，空空间间利利用用率率不不高高，当当晶晶体体受受热热熔熔化化时时,热热运运动动使使冰冰的的结结构构解解体体,水水分子分子间间的空隙的空隙变变小，密度增大。小，密度增大。【答案】【答案】D【规规律律方方法法】分分子子晶晶体体中中分分子子间间以以范范德德华华力力相相结结合合，其其作作用用力力很很弱弱，如如加加热热可可以以破破坏坏范范德德华华力力，故故分分子子晶晶体体一一般般具具有有较较低低的的熔熔、沸沸点点。再再如如给给分分子子晶晶体体一一定定的的作作用用力力，分分子子晶晶体体会会被被击击碎碎，从从而而也也说说明明了了范范德德华华力力作作用用力力很很小小，易易被被破破坏坏，分分子子晶晶体体的的硬硬度度一一般般也也较较小。小。