专题-微粒间作用力与物质性质之第四单元-分子间作用力-分子晶体.ppt
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1、专题专题-微粒间作用力与物微粒间作用力与物质性质之第四单元质性质之第四单元-分子分子间作用力间作用力-分子晶体分子晶体。分子间存在作用力的事实:分子间存在作用力的事实:由分子构成由分子构成的物质,在的物质,在一定条件下一定条件下能发生三态能发生三态变化,说明变化,说明分子间存在分子间存在作用力。作用力。1、定义:、定义:分子间存在一种把分子聚集在一起的作分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力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2 2、实质:、实质:是一种静电作用,它比化学键是一种静电作用,它比化学键弱很多。弱很多。3 3、分类、分类:范德华力范德华力是一种普遍存在于固体、液体和
2、是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子间较弱的相互作用力。气体中分子间较弱的相互作用力。1 1、范德华力、范德华力2 2、特点:、特点:只存在于分子间,包括单原子分子只存在于分子间,包括单原子分子只有分子充分接近时才有相互作用只有分子充分接近时才有相互作用(300300500pm500pm)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范德华力很弱,约比化学键能小范德华力很弱,约比化学键能小1-21-2数量级数量级教科书教科书P50几种类型的范德华力几种类型的范德华力分子分子ArCOHClHBrHI范德华力范德华力(kJ/mol)8.508.75 21.14 23.11 26.0
3、0参阅下表,影响范德华力的参阅下表,影响范德华力的因素有哪些?因素有哪些?分子分子 相对分子质量相对分子质量 分子的极性分子的极性熔点熔点/沸点沸点/COCO2828极性极性-205.05-205.05-191.49-191.49N N2 22828非极性非极性-210.00-210.00-195.81-195.81HCl365极性极性-114.8-84.9HBr81极性极性-98.5-67HI128极性极性-50.8-35.43 3、影响范德华力的因素、影响范德华力的因素(p50)(p50)范德华力范德华力(1 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
4、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,熔熔、沸点越高。沸点越高。(2 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生影影响。响。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。请你根据表中的数据与同学交流讨论以下问题:你根据表中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
5、致卤素熔、沸点规律变化的原因是什么?它与卤素单质相)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对分子质量的变化规律又怎样的关系?单质单质相对分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一般随着相对分子质量的增大而升高质量的增大而升高范德华力对什么样的物质的什范德
6、华力对什么样的物质的什么性质产生影响?么性质产生影响?4 4、范德华力对分子构成的物质性质的影响、范德华力对分子构成的物质性质的影响熔沸点:熔沸点:组成结构相似组成结构相似的由分子构成的物的由分子构成的物质,其相对分子质量越大,则质,其相对分子质量越大,则范德华力越大范德华力越大,物质的熔沸点越高。物质的熔沸点越高。溶解度:若溶质分子能与溶剂分子形成较溶解度:若溶质分子能与溶剂分子形成较强的范德华力,则溶质在该溶剂中的溶解度强的范德华力,则溶质在该溶剂中的溶解度较大。较大。范德华力范德华力例: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
7、氧分子与水分子之间的范德华力大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影响物质的化学性质和化学性质和物理性质物理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影响物质的物理性质(熔、理性质(熔、沸点及溶解度沸点及溶解度等)等)化学键与范德华力的比较化学键与范德华力的比较壁虎与范德华力壁虎与范德华力 分子间作用力的范围很小,一般是分子间作用力的范围很小,一般是0.3nm0.3nm0.5nm0.5nm,只有分子充分接近时才有相互间的作用力。壁,只有分子充分接近时才有相互间的作用力。壁虎的四足覆盖着几十万条
8、由角蛋白构成的纳米级尺寸的虎的四足覆盖着几十万条由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛,因此壁虎的足与墙接触正好能符合分子间作用力的毛,因此壁虎的足与墙接触正好能符合分子间作用力的作用范围,壁虎能够在天花板上爬行自如,其本质即是作用范围,壁虎能够在天花板上爬行自如,其本质即是足上的细毛与墙体之间的范德华力。足上的细毛与墙体之间的范德华力。壁壁壁壁虎虎虎虎细细细细毛毛毛毛结结结结构构构构的的的的仿仿仿仿生生生生胶胶胶胶带带带带 壁虎为什么能在天花板上爬行自如?这曾是一个困壁虎为什么能在天花板上爬行自如?这曾是一个困扰科学家一百多年的迷,用电子显微镜可观测到壁虎的扰科学家一百多年的迷,用电子显微镜可观测到壁
9、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。的毛。壁虎的足有多大吸引力?实验证明,如果在一个分壁虎的足有多大吸引力?实验证明,如果在一个分币的面积上布满币的面积上布满100100万条壁虎足的细毛,可以吊起万条壁虎足的细毛,可以吊起20Kg20Kg重的物体。近年来有恩用计算机模拟,证明壁虎的足与重的物体。近年来有恩用计算机模拟,证明壁虎的足与墙体之间的作用力在墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力德华力。最近有人正仿照壁虎足的结构,制作了一种新型的最近有人正仿照壁虎足的结构,制作了一种新型
10、的黏胶材料。黏胶材料。壁虎与范德华力壁虎与范德华力1.下列物质中,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.NaClC2.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再练一练再练一练: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CO
11、2气体溶于水,破坏了气体溶于水,破坏了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?再练一练再练一练:H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一一些些氢氢化化物物的的沸沸点点氢键成因探究氢键成因探究结论:结论:H H2 2O NHO NH3 3 HF HF比同主族氢化物的沸点高?比同主族氢化
12、物的沸点高?除范德华力外的另一种分子间作用力除范德华力外的另一种分子间作用力,它是,它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力。作用力。HFHF HF+-+-+氢键氢键氢键 水分子中的水分子中的OH键是一种极性很强的共价键,氧原子与氢原键是一种极性很强的共价键,氧原子与氢原子共用的电子对(电子云)强烈的偏向氧原子,子共用的电子对(电子云)强烈的偏向氧原子,于是于是H原子原子变成了一个几乎没有电子云的、半径极小的带正电的核变成了一个几乎没有电子云的、半径极小的带正电的核(裸露裸
13、露的质子的质子),这样,一个水分子中相对显正电性的氢原子,就能,这样,一个水分子中相对显正电性的氢原子,就能与另一个水分子中相对显负电性的氧原子的孤电子对接近并与另一个水分子中相对显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生相互作用,这种相互作用叫做产生相互作用,这种相互作用叫做氢键氢键,记作,记作XHYXHY氢键成因探究氢键成因探究氢键成因探究氢键成因探究1.1.氢键的形成条件氢键的形成条件XH Y氢键氢键X X、Y Y为原子半径小,电负为原子半径小,电负性强,有孤对电子的原子性强,有孤对电子的原子(一般为(一般为N N,O O,F F)2.2.氢键的表示方法:氢键的表示方法:X X H H Y Y
14、化化学学键键氢氢键键、可相同、可相同也可不同也可不同3 3、氢键、氢键的特征的特征:FH-FOH-ONH-N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强而比化学键弱比范德华力要强而比化学键弱的分子间作用力的分子间作用力氢氢键键既既有有方方向向性性(X-HX-HY Y尽尽可可能能在在同同一一条条直直线线上上),又有又有饱和饱和性(性(X-HX-H只能和一个只能和一个Y Y原子结合)。原子结合)。氢氢键键的的大大小小,介介于于化化学学键键与与范范德德华华力力之之间间,不不属属于于化学键。但也有键长
15、、键能。(表化学键。但也有键长、键能。(表2-52-5)教科书教科书 P52邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同分异构体分异构体,预测对羟基苯甲醛与邻羟基预测对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛熔点的高低,并解释。苯甲醛熔点的高低,并解释。HOHHOOOC氢键成因探究氢键成因探究4 4、氢键的分类及其对物质性质的影响、氢键的分类及其对物质性质的影响1)1)分子间氢键:分子间氢键:物质的熔沸点升高物质的熔沸点升高溶质溶解度增大溶质溶解度增大2)2)分子内氢键:分子内氢键:物质的熔沸点下降物质的熔沸点下降溶质溶解度减小溶质溶解度减小教科书教科书 P521、请解释物质的下列性质:、请解
16、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。H HNHO H H2 2、从氢键的角度分析造成尿素、醋酸、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硝酸三种相对分子质量相近的分子熔沸点相差较大的可能原因。点相差较大的可能原因。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水分子三态与氢键的关系水分子三态与氢键的关系水分子间形成的氢键水分子间形成的氢键在在
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- 专题 微粒 间作 用力 物质 性质 第四 单元 分子 晶体
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