【高中化学】分子间的作用力课件 2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第二章 第三节 第2课时分子间的作用力 气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体？固态水气态水液态水新课导入冰雪融化成水，需要吸热；把水变成水蒸气仍然需要吸热。这说明水分子之间存在着相互作用力。1.概念：分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力，叫范德华力2.本质：本质是一种分子之间的静电作用。范德华力主要影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。一、分子间的作用力由分子构成的物质：所有非金属氢化物、部分非金属单质（除金刚石、晶体硅）、部分非金属氧化物（除二氧化硅）、几乎所有的酸、绝大多数有机物分子间的作用力范德华力3 3、范德华力的特征、范德华力的特征 范德华力广泛存在于分子之间分

2、子之间，但只有分子间充分接近（充分接近（300300500pm500pm）时才有分子间的相互作用力。范德华力很弱，弱，比化学键的键能小12个数量级 范德华力无无饱和饱和性性和方向方向性性 分子HIHBrHCl范德华力(kJmol-1)26.0023.1121.14共价键键能(kJmol-1)298.7366431.8分子间的作用力范德华力4、影响范德华力的因素一般地，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大大。如范德华力：HCl HBr HIHCl HBr NN2 2、COCO ArAr。分子相对分子质量分子的极性范德华力(kJmol-1)CO28极性8.75N228非极性8.50

3、Ar40非极性8.504、影响范德华力的因素分子间的作用力5、范德华力对物质熔沸点的影响单质相对分子质量熔点/沸点/F238219.6188.1Cl27110134.6Br21607.258.78I2254113.5184.4组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点：F2Cl2Br2I2。CF4 CCl4 CBr4 CI4异戊烷新戊烷。相对分子质量相近的物质，分子的极性越大，F分越大，物质的熔沸点越高。如：CON2、COAr、CO分子间的作用力范德华力夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬却掉不下来，为什么？分子间的作用力范德华力夏天经常见到许多壁虎在墙壁

4、或天花板上爬却掉不下来，为什么？壁虎为什么能在天花板土爬行自如？这曾是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察到，壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力？实验证明，如果在一个分币的面积土布满100万条壁虎足的细毛，可以吊起20kg重的物体。近年来，有人用计算机模拟，证明壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力。水的熔点()水的沸点()水在0 时密度(g/ml)水在4 时密度(g/ml)0.00100.000.99981.0000冰的密度比液体水小？-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4S

5、iH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点/周期一些氢化物的沸点一般：同一主族非金属氢化物，从上到下，Mr逐渐增大，F分 ，熔沸点应逐渐升高而HF、H2O、NH3却出现反常，为什么？说明在HF、H2O、NH3分子间存在除范德华力之外的其他分子间作用力氢键-几乎成为“裸露”的质子电负性大，半径小 二、氢键 在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，这种静电作用就是氢键。1.1.定义：它是由已经与电负性很大的原子定义：它是由已经与电负性

6、很大的原子(N(N、F F、O)O)形成共价键的形成共价键的氢原子氢原子与另一分子中与另一分子中电负性很大的原子电负性很大的原子(N(N、F F、O)O)之间形成的作用力之间形成的作用力.HFHF2.2.表示：表示：氢键通常用氢键通常用 XHYXHY 表示表示,“”,“”表示表示共价键共价键,“,“”表示形表示形成的成的氢键氢键（X X、Y Y为为N N、O O、F F）如）如HFHFX、Y可以相同，也可以不同 二、氢键即N-H、O-H、F-H键中的H180沸点/周期OH ONH NFH F要有与电负性很大的原子X以共价键结合的氢原子；要有电负性很大且含有孤电子对的原子Y；X与Y的原子半径要小

7、。3、氢键的形成条件氢键的本质是静电作用 467 467111118.818.8共价键的键能（）（）氢键（）氢键不是化学键，是一种特殊的分子间作用力。键能较小，约为键能较小，约为共价键共价键的十分之几的十分之几【任务】探究氢键强度 共价键氢键 范德华力 4.氢键的强度(2)方向性：AH与B形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布，使A，B尽量远离，这样电子云排斥作用最小，体系能量最低，氢键最强，最稳定，所以氢键具有方向。(1)饱和性：由于H原子半径比A，B的原子半径小得多，当H与一个B原子形成氢键AHB 后，H周围的空间被占据，A，B的电子云排斥作用将阻碍另一个B原子与H靠近成键，即H只

8、能与一个B形成氢键，氢键具有饱和性。H 的体积小，1 个 H 只能形成1个氢键 5、氢键的特征（3）氢键的键参数氢键的键长与XH的键长和Y原子半径有关。共价键（XH）键长越短，Y 原子半径越小，氢键越短，键能越大，氢键越强。5、氢键的特征6.氢键的分类（1）分子间氢键 氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另一个分子中的N、O、F原子之间。如：HF、H2O、NH3 相互之间C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间 （2）分子内氢键 某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有CHO、COOH、OH和NO2时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环”的特殊结构.NHO NH N

9、OH N OH O N-H、O-H、F-H氨水中的氢键：物质溶解性CH3CH3难溶CH3CH2OH互溶CH3CHO互溶CH3COOH互溶与水分子间能形成氢键的物质在水中的溶解度增大氢键的类型分子间的氢键分子内的氢键分子内的氢键对羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛7、氢键对物质性质的影响（1）对物质熔、沸点的影响邻羟基苯甲醛（熔点-7）对羟基苯甲醛（熔点115）特点：一旦分子内氢键形成，分子间氢键就无法形成。反而降低了分子的熔、沸点。分子间氢键增大了分子间作用力，使物质熔、沸点升高。分子内氢键降低了分子的极性，使分子间作用力减小，物质的熔、沸点降低。观察下图，分析NH3、H2O、HF的沸点反常的原因。NH3

10、、H2O、HF的沸点反常的原因：由于它们各自的分子间形成了氢键。（1）对物质熔、沸点的影响H2O的沸点高于HF的原因是:一分子H2O能形成两个氢键，而HF只能形成1个（2）氢键对水密度的影响解释冰的密度比液态水的密度小的原因 常温下液态水中除了含有简单H2O外，还含有通过氢键联系在一起的缔合分子(H2O)2 、(H2O)3(H2O)n等。一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子沿该氧原子的一个sp3杂化轨道的方向形成氢键，因此当所有H2O全部缔合结冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氢键，成为晶体，因此在冰的结构中形成许多空隙，体积膨胀，密度减小。故冰的体积大于等质量的水的体积，冰的密度小

11、于水的密度。（3）氢键对相对分子质量测定的影响解释接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些的原因。接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合形成所谓的缔合分子(H2O)n。（4）氢键对溶解度的影响 解释氨气分子为什么极易溶于水a、NH3与H2O之间能形成氢键b、NH3与H2O都是极性分子，符合“相似相溶”规则。c、NH3与H2O反应生成的易溶于水的NH3H2O溶质分子与溶剂分子间的氢键使溶质溶解度增大，如HCl1:500，NH31:700。例：NH3、CH3CH2OH易溶于水。范德华力氢键共价键概念分子之间普遍存在的一种作用力已经与电负

12、性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强的原子之间的静电作用原子间通过共用电子对所形成的相互作用作用粒子分子H与N、O、F原子特征无方向性和饱和性有方向性和饱和性有方向性和饱和性强度共价键氢键范德华力【归纳小结归纳小结】影响强度的因素随分子极性的增大而增大组成和结构相似的分子构成的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于XHY，X、Y的电负性越大，Y原子的半径越小，作用越强成键原子半径和共用电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如CF4CCl4H2S分子内存在氢键时，降低物质的熔、沸点共价键键能越大，分子稳定性越强范德华力氢键共价键【归纳小结归纳小结】分子间的作用力生物大分子中的氢键