年化学 第2章 第4节 分子间作用力与物质性质精品课件 鲁科选修《物质结构与性质》.ppt

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1、第第4节分子间作用力与物质性质节分子间作用力与物质性质2021/8/8 星期日1课程标准导航课程标准导航1.结结合合实实例例说说明化学明化学键键和分子和分子间间作用力的区作用力的区别别。2了解分子了解分子间间作用力作用力对对物物质质的状的状态态等方面的等方面的影响。影响。3了解含有了解含有氢键氢键的物的物质质，知道，知道氢键氢键的存在的存在对对物物质质性性质质的影响。的影响。2021/8/8 星期日2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、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华力力氢键氢键20

2、21/8/8 星期日3想一想想一想1水分解与水的三水分解与水的三态变态变化相同化相同吗吗？提示：提示：不相同。水分解是破坏的化学不相同。水分解是破坏的化学键键，而，而水的三水的三态变态变化化则则是分子是分子间间作用力的改作用力的改变变。2021/8/8 星期日4二、范德华力与物质性质二、范德华力与物质性质概念概念固固态态和液和液态态分子之分子之间间普遍存在的一种普遍存在的一种_实质实质范德范德华华力的力的实质实质是是_作用，无作用，无饱饱和性和和性和_影响范德影响范德华华力的因素力的因素一般来一般来说说，结结构和构和组组成相似的物成相似的物质质，随，随着着_的增加，范德的增加，范德华华力逐力逐

3、渐渐增增强强范德范德华华力与力与物物质质的性的性质质范德范德华华力主要影响物力主要影响物质质的的_、沸、沸点等物理性点等物理性质质相互作用力相互作用力电电性性无方向性无方向性相相对对分子分子质质量量熔点熔点2021/8/8 星期日5想一想想一想2.对对于于F2、Cl2、Br2和和I2四种物四种物质质，为为什么通什么通常状况下它常状况下它们们的状的状态态不同？不同？提示：提示：由由F2I2状状态态依次依次为为气体、气体、液气体、气体、液体和固体，由于它体和固体，由于它们们的的组组成与成与结结构相似，由构相似，由F2I2相相对对分子分子质质量增加，范德量增加，范德华华力逐力逐渐渐增增强强，故它，故

4、它们们状状态态不同。不同。2021/8/8 星期日6三、氢键与物质性质三、氢键与物质性质概念概念氢氢原子与原子与电负电负性很性很强强的原子充分靠近的原子充分靠近时时，产产生生_和一定程和一定程度的度的轨轨道重叠作用道重叠作用表达方式表达方式用用_表示表示形成条件形成条件氢氢原子两原子两边边的的X原子和原子和Y原子所属元素原子所属元素通常具有很通常具有很强强的的电负电负性和很小的性和很小的_静静电电相互作用相互作用XHY原子半径原子半径2021/8/8 星期日7特征特征氢键氢键的作用大于范德的作用大于范德华华力，但比化学力，但比化学键键的的键键能能_对对物物质质性性质质的影响的影响主要表主要表现

5、为现为物物质质的熔点和沸点的熔点和沸点_，对对物物质电质电离、溶解等也离、溶解等也产产生影响生影响分分类类氢键氢键有有_和分子和分子间氢键间氢键小小升高升高分子内分子内氢键氢键2021/8/8 星期日8想一想想一想3.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？提示：提示：不一定。不一定。氢键氢键的存在与物的存在与物质质的状的状态态有有关，如固关，如固态态、液、液态态的水分子的水分子间间存在存在氢键氢键，气，气体水分子体水分子间则间则不存在不存在氢键氢键。2021/8/8 星期日9自主体验自主体验1.关于关于氢键氢键的下列的下列说说法中正确的是法中正确的是()A每个水分子

6、中含有两个每个水分子中含有两个氢键氢键B在水蒸气、水和冰中都含有在水蒸气、水和冰中都含有氢键氢键C分子分子间间形成形成氢键氢键能使物能使物质质的熔点和沸点升的熔点和沸点升高高DHF的的稳稳定性很定性很强强，是因，是因为为其分子其分子间间能形能形成成氢键氢键2021/8/8 星期日10解析解析:选选C.在固在固态态或液或液态态分子分子间间存在存在氢键氢键，且，且水分子能形成水分子能形成4个个氢键氢键；氢键氢键只影响物只影响物质质的物的物理性理性质质。2.下列关于范德下列关于范德华华力影响物力影响物质质性性质质的叙述的叙述中，正确的是中，正确的是()A范德范德华华力是决定由分子构成物力是决定由分子

7、构成物质质熔点、沸熔点、沸点高低的惟一因素点高低的惟一因素B范德范德华华力与物力与物质质的性的性质质没有必然的没有必然的联联系系2021/8/8 星期日11C范德范德华华力能力能够够影响物影响物质质的化学性的化学性质质和物理和物理性性质质D范德范德华华力力仅仅是影响物是影响物质质部分物理性部分物理性质质的一的一种因素种因素解析：解析：选选D。范德。范德华华力和力和氢键氢键是影响物是影响物质质物理物理性性质质的重要因素。的重要因素。2021/8/8 星期日123.范德范德华华力力为为akJmol1，化学，化学键为键为bkJmol1，氢键为氢键为ckJmol1，则则a、b、c的大小关系是的大小关系

8、是()AbcaBbacCcbaDabc解析：解析：选选A。化学。化学键键键键能最大，能最大，氢键氢键的作用的作用远远小于化学小于化学键键键键能，却大于范德能，却大于范德华华力。力。2021/8/8 星期日13要要点点突突破破讲讲练练互互动动探究导引探究导引1试试用所学用所学过过的有关知的有关知识识解解释为释为什么什么H2O的沸的沸点比点比H2S高？高？要点一要点一要点一要点一范德华力、氢键与共价键的范德华力、氢键与共价键的区别区别2021/8/8 星期日14提示：提示：H2O与与H2S结结构相似，构相似，M(H2O)Br2Cl2F2，RnXeKrArNeHe。2021/8/8 星期日23(2)

9、对对物物质质溶解性的影响溶解性的影响如：在如：在273K、101kPa时时，氧气在水中的溶，氧气在水中的溶解度解度(0.049cm3L1)比氮气在水中的溶解度比氮气在水中的溶解度(0.024cm3L1)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与水分子之与水分子之间间的作用力大所的作用力大所导导致的。致的。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2021/8/8 星期日24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高，如化物沸点反常高，如H2

10、OH2TeH2SeH2S。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的影响与分子影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生的影响是不同的。不同的。邻羟邻羟基苯甲基苯甲醛醛的的氢键氢键存在于分子内存在于分子内部，部，对羟对羟基苯甲基苯甲醛醛存在分子存在分子间氢键间氢键，2021/8/8 星期日25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、沸点高。的熔点、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，如反常，如液液态态水水变为变为冰

11、，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，溶质质分子不能与水分子形成分子不能与水分子形成氢键氢键，2021/8/8 星期日26在水中溶解度就比在水中溶解度就比较较小。如小。如NH3极易溶于极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因溶，就是因为为它它们们与水形成了分子与水形成了分子间氢键间氢键的的原因。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，构，如冰晶体的孔穴如冰晶体

12、的孔穴结结构；构；DNA的双螺旋的双螺旋结结构构等。等。2021/8/8 星期日27特别提醒特别提醒判断物质的性质受何种作用力影响，首先要判断物质的性质受何种作用力影响，首先要弄清该性质是物理性质还是化学性质，然后弄清该性质是物理性质还是化学性质，然后找出其影响因素。同时也要能根据作用力的找出其影响因素。同时也要能根据作用力的强弱分析物质性质的变化规律。如键能越强弱分析物质性质的变化规律。如键能越大，键长越短，键能越强，化学性质越稳大，键长越短，键能越强，化学性质越稳定；相对分子质量越大，分子间作用力越定；相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。强，熔、沸点越高。2021/8/8 星

13、期日28即时应用即时应用2.下列物下列物质质的的变变化，破坏的主要是化，破坏的主要是氢键氢键的的是是()A碘碘单质单质的升的升华华B氯氯化化钠钠溶于水溶于水C氯氯化化铵铵受受热热分解分解D将水加将水加热变为热变为水蒸气水蒸气2021/8/8 星期日29解析：解析：选选D。要解答本。要解答本题题，首先要找出哪些物，首先要找出哪些物质质中存在着中存在着氢键氢键。很。很显显然，只有某些分子然，只有某些分子间间存在存在氢键氢键。水由液。水由液态变为态变为气气态态，除了破坏范，除了破坏范德德华华力外，力外，还还要破坏要破坏氢键氢键，而且主要是破坏，而且主要是破坏氢键氢键。2021/8/8 星期日30题题

14、型型探探究究技技法法归归纳纳题型一题型一题型一题型一对对分子分子间间作用力的理解作用力的理解例例例例1 1下列事下列事实实，不能用，不能用氢键氢键知知识识解解释释的的是是()A水和乙醇可以完全互溶水和乙醇可以完全互溶B氨容易液化氨容易液化C干冰易升干冰易升华华2021/8/8 星期日31D液液态态氟化氟化氢氢化学式有化学式有时时写成写成(HF)n的形式的形式【思路点思路点拨拨】本本题题的关的关键键是：是：(1)氢键氢键与化学与化学键键、范德、范德华华力的区力的区别别；(2)氢键氢键形成的条件。形成的条件。【解析解析】水和乙醇分子水和乙醇分子间间可形成可形成氢键氢键，所，所以二者可互溶；氨分子以

15、二者可互溶；氨分子间间易形成易形成氢键氢键，所以，所以氨易液化；液氨易液化；液态态HF分子分子间间存在存在氢键氢键，故有，故有时时写成写成(HF)n；只有；只有C不存在不存在氢键氢键。【答案答案】C2021/8/8 星期日32题型二题型二题型二题型二分子间作用力与物质的性质分子间作用力与物质的性质例例例例2 2下下图图中每条折中每条折线线表示周期表表示周期表AA中的某一族元素中的某一族元素氢氢化物的沸点化物的沸点变变化，每个小化，每个小黑点代表一种黑点代表一种氢氢化物，其中化物，其中a点代表的是点代表的是()2021/8/8 星期日33AH2SBHClCPH3DSiH4【思路点思路点拨拨】解决

16、此解决此题题的关的关键键要注意两要注意两点：点：(1)是弄清物是弄清物质质的的组组成与成与结结构特点；构特点；(2)是分析微粒是分析微粒间间的作用力种的作用力种类类。2021/8/8 星期日34【解析解析】根据范德根据范德华华力的知力的知识识，相，相对对分子分子质质量越大，物量越大，物质质的熔、沸点越高。的熔、沸点越高。4条折条折线线中有中有3条反常，条反常，这说这说明有明有氢键氢键的影响，氨气、水、的影响，氨气、水、氟化氟化氢氢出出现现熔、沸点升高。正常曲熔、沸点升高。正常曲线线中的中的a物物质质只能是只能是A族元素形成的族元素形成的氢氢化物。化物。【答案答案】D2021/8/8 星期日35

17、【规规律方法律方法】(1)组组成与成与结结构相似的物构相似的物质质，相相对对分子分子质质量越大，溶、沸点越高，如熔、量越大，溶、沸点越高，如熔、沸点：沸点：O2N2，HIHBrHCl。(2)组组成和成和结结构不相似的物构不相似的物质质,分子极性越分子极性越大大,其熔、沸点越高，如熔、沸点：其熔、沸点越高，如熔、沸点：CON2。(3)在同分异构体中在同分异构体中,一般来一般来说说,支支链链数越多数越多,熔、沸点越低，如沸点：正戊熔、沸点越低，如沸点：正戊烷烷异戊异戊烷烷新新戊戊烷烷；同分异构体的芳香；同分异构体的芳香烃烃及其衍生物，其及其衍生物，其熔、沸点高低熔、沸点高低顺顺序是序是邻邻间间对对

18、。2021/8/8 星期日36热热点点示示例例思思维维拓拓展展氢键及其对物质性质的影响氢键及其对物质性质的影响(1)形成条件。形成条件。要有一个与要有一个与电负电负性很大的元素性很大的元素X形成形成强强极极性性键键的的氢氢原子，如原子，如H2O中的中的氢氢原子。原子。要有一个要有一个电负电负性很大，含有孤性很大，含有孤电电子子对对并并带带有部分有部分负电负电荷的原子荷的原子Y，如，如H2O中的氧原中的氧原子。子。2021/8/8 星期日37X和和Y的原子半径要小，的原子半径要小，这样这样空空间间位阻位阻较较小。小。一般来一般来说说能形成能形成氢键氢键的元素的元素为为N、O、F。(2)氢键氢键的

19、存在。的存在。含含HO、NH、HF键键的物的物质质。有机化合物中的醇有机化合物中的醇类类和和羧羧酸酸类类等物等物质质。(3)氢键氢键的的类类型。型。2021/8/8 星期日38尽管人尽管人们们将将氢键归结为氢键归结为一种分子一种分子间间作用力，作用力，但是但是氢键氢键既可以存在于分子之既可以存在于分子之间间，也可以存，也可以存在于分子内部的原子在于分子内部的原子团团之之间间。如如邻羟邻羟基苯甲基苯甲醛醛分子内的分子内的羟羟基与基与醛醛基之基之间间存存在在氢键氢键，对羟对羟基苯甲基苯甲醛醛存在分子存在分子间氢键间氢键(如如图图)。2021/8/8 星期日392021/8/8 星期日40(4)氢键

20、对氢键对物物质质性性质质的影响。的影响。对对熔点、沸点的影响。熔点、沸点的影响。a分子分子间氢键间氢键的形成使物的形成使物质质的熔点、沸点升的熔点、沸点升高，因高，因为为要使液体汽化，必要使液体汽化，必须须破坏大部分分破坏大部分分子子间间的的氢键氢键，这这需要需要较较多的能量；要使晶体多的能量；要使晶体熔化，也要破坏一部分分子熔化，也要破坏一部分分子间间的的氢键氢键。所。所以，存在分子以，存在分子间氢键间氢键的化合物的熔点、沸点的化合物的熔点、沸点要比没有要比没有氢键氢键的同的同类类化合物高。化合物高。2021/8/8 星期日41b分子内分子内氢键氢键的形成使物的形成使物质质的熔点、沸点降的熔

21、点、沸点降低，如低，如邻羟邻羟基苯甲基苯甲醛醛的熔点、沸点比的熔点、沸点比对羟对羟基基苯甲苯甲醛醛的熔点、沸点低。的熔点、沸点低。对对溶解度的影响。溶解度的影响。在极性溶在极性溶剂剂里，如果溶里，如果溶质质分子与溶分子与溶剂剂分子分子间间可以形成可以形成氢键氢键，则则溶溶质质的溶解性增大。例的溶解性增大。例如，乙醇和水能以任意比互溶。如，乙醇和水能以任意比互溶。2021/8/8 星期日42对对水的密度的影响。水的密度的影响。绝绝大多数物大多数物质质固固态时态时的密度大于液的密度大于液态时态时的密的密度，但是在度，但是在0附近的水的密度却是液附近的水的密度却是液态态的大的大于固于固态态的。水的的。水的这这一反常一反常现现象也可用象也可用氢键氢键解解释释。对对物物质质的酸性等也有一定的影响。的酸性等也有一定的影响。2021/8/8 星期日432021/8/8 星期日44