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文檔簡介
概念:物質分子之間普遍存在的相互作用力,即將分子聚集在一起的作用力
分類:分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。
思考:閱讀課本P55-56,
了解什么是分子間作用力?事實表明,分子之間存在著多種相互作用,人們將這些作用統(tǒng)稱為分子間作用力,其中最常見的一種是范德華力。
范德華力(vanderWaalsforce)是分子之間普遍存在的一種相互作用力,它使許多物質能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)和液態(tài))存在。例如,降低氣體的溫度時,氣體分子的平均動能逐漸減小;隨著溫度降低,當分子靠自身的動能不足以克服范德華力時,分子就會聚集在一起形成液體甚至固體。[荷蘭]范德華(1837-1923)范德華力無方向性和飽和性。只要分子周圍空間允許,分子總是盡可能多地吸引其他分子約翰尼斯·迪德里克·范·德·瓦耳斯(JohannesDiderikvanderWaals)1.存在:①大多數共價化合物:
例如:CO2、HI、H2SO4、AlCl3、各種有機化合物(如CH4)等②大多數非金屬單質:例如:H2、P4、S8、C60等③各種稀有氣體:例如Ar、Kr等等范德華力是分子之間普遍存在的一種相互作用力。但只有分子間充分接近(300-500pm)時才有分子間的相互作用力。
注意:金剛石(C)、單質硅(Si)、二氧化硅(SiO2)等內部只有共價鍵,不存在分子。
石墨層與層之間存在分子間作用力。思考一:對比范德華力的大小和鍵能的大小,你發(fā)現(xiàn)了什么?范德華力是一種比化學鍵小1~2個數量級的作用力。
分子的極性會影響范德華力思考二:對比表2-7中不同分子的范德華力,你又發(fā)現(xiàn)了什么?組成結構相似的分子,相對分子質量越大,范德華力越大。思考三:正戊烷、異戊烷、新戊烷的相對分子質量相同,為什么熔沸點不同呢?單質相對分子質量沸點/℃正戊烷7236.1異戊烷7228新戊烷7210結論:互為同分異構體的分子,支鏈越多、越分散,分子間范德華力越弱,熔、沸點就越低物質在加熱過程中其狀態(tài)變化的微觀模擬過程2、范德華力對物質性質的影響單質相對分子質量沸點/℃正戊烷7236.1異戊烷7228新戊烷7210總結歸納:范德華力主要影響物理性質,主要包括物質的熔、沸點及溶解性等(1)范德華力對物質的熔、沸點的影響——范德華力越大、熔沸點越高。①組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,物質熔、沸點越高②相對分子質量相同或相近時,分子的極性越大,物質熔、沸點越高③在同分異構體中,一般來說,支鏈數越多,范德華力越小,物質熔、
沸點就越低(2)范德華力對物質溶解性的影響——溶質分子與溶劑分子間的范德華力越大,則溶質的溶解性越大。觀察第VIA族元素的氫化物的沸點相對大小,思考:為什么H2O的相對分子質量比H2S的小,而沸點比H2S的高得多?水分子的O-H中,共用電子對強烈的偏向O,使得H幾乎成為“裸露”的質子,其顯正電性,它能與另一個水分子中相對顯負電性的O的孤電子對產生靜電作用,大大加強了水分子之間的作用力,使水的熔、沸點較高。思考與討論:氫鍵氫鍵:
是由已經與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子(該原子幾乎是裸露的質子)與另一個電負性很大的原子之間的靜電作用力。學生活動1:2022全國:固體氟化氫中存在(HF)n形式,畫出(HF)3的鏈狀結構:_________________。
氫鍵通常用
表示,其中A、B為
,“—”表示
,“…”表示形成的
。表示方法A—H…B共價鍵氫鍵N、O、F形成條件:①要有與電負性很大的原子X以共價鍵結合的氫原子;②要有電負性很大且含有孤電子對的原子Y;③X與Y的原子半徑要小。綜上所述,能形成氫鍵的元素一般是F、O和N。O—H…NO—H…F
不僅氟化氫分子之間、氨分子之間存在氫鍵,而且它們跟水分子之間也存在氫鍵N—H…OF—H…O
課堂演練:1molHF(s)與1molH2O(S)中平均每個分子含有氫鍵的數目分別為?
氫鍵的本質是靜電吸引作用,通常把氫鍵看作是一種比較強的分子間作用力。
3.氫鍵的本質4.氫鍵的特征共價鍵的鍵能(kJ?mol?1)
范德華力(kJ?mol?1)
氫鍵(kJ?mol?1)
4671118.8強弱:化學鍵>>氫鍵>范德華力①氫鍵不屬于化學鍵,比化學鍵的鍵能小1~2個數量級,但比范德華力強。例:水分子中②既有方向性(A—H???B盡可能在同一條直線上),
又有飽和性(一個A—H只能和一個B原子結合)。5、類別:分子間氫鍵存在于如HF、H2O、NH3
、C2H5OH、CH3COOH等同種分子之間,也存在于它們相互之間①分子間氫鍵②分子內氫鍵對羥基苯甲醛不能形成分子內氫鍵對羥基苯甲醛鄰羥基苯甲醛鄰羥基苯甲酸鄰羥基硝基苯前者的沸點
后者高于6.氫鍵對物質性質的影響①
熔、沸點:分子間氫鍵,增大物質熔沸點;分子內氫鍵,降低物質熔沸點。思考:NH3、HF和H2O的沸點反常原因?為什么沸點H20>HF?分子間存在氫鍵時,物質在熔化或汽化時,除需破壞范德華力外,還需破壞分子間氫鍵,消耗更多的能量,所以存在分子間氫鍵的物質一般具有較高的熔、沸點。NH3、HF和H2O它們各自的分子間形成了氫鍵。
H20中分子間氫鍵更多水的特殊物理性質熔點/℃沸點/℃ρ(0℃)ρ(4℃)ρ(20℃)ρ(100℃)0.00100.000.9998411.0000000.9982030.958354②氫鍵對水分子性質的影響特性:水的熔沸點比較高、冰的密度比液態(tài)水下小、水在4℃時密度最大、測定的相對分子質量比按化學式計算的大。在水蒸氣中,水以單個的H2O分子形式存在;無氫鍵。在液態(tài)水中,經常是幾個水分子通過氫鍵結合起來,形成(H2O)n;
在固態(tài)水(冰)中,水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(也存在范德華力),③
氫鍵對溶解度的影響與水分子間能形成氫鍵的物質在水中的溶解度增大氨氣極易溶于水、乙醇、乙醛、乙酸與水互溶而乙烷不溶于水作用力類型范德華力氫鍵共價鍵作用微粒分子H與N、O、F原子強度比較共價鍵>氫鍵>范德華力影響因素組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,范德華力越大形成氫鍵元素的電負性原子半徑對性質的影響影響物質的熔點、沸點、溶解度等物理性質分子間氫鍵使熔、沸點升高,溶解度增大鍵能越大,穩(wěn)定性越強①氫鍵的形成都會使物質的熔、沸點升高。(
)②氫鍵是一種特殊的化學鍵,它廣泛存在于自然界中的物質中。(
)③HF的沸點較高,是因為H—F鍵的鍵能很大。(
)④每個水分子內含有兩個氫鍵()⑤在水蒸氣、水和冰中都含有氫鍵()⑥分子間形成氫鍵能使物質的熔點和沸點升高()⑦HF的穩(wěn)定性很強,是因為其分子間能形成氫鍵()⑧鄰羥基苯甲醛的熔點比對羥基苯甲醛的熔點高()1、判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)×××√××××2.下列說法中正確的是A.分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定B.分子間作用力越大,物質的熔、沸點越高C.相對分子質量越大,其分子間作用力越大D.分子間只存在范德華力【答案】B【詳解】A.分子間作用力越大,分子晶體的熔沸點越高,分子穩(wěn)定性與分子間作用力無關,故A錯誤;B.影響分子晶體熔沸點高低的因素為分子間作用力,分子間作用力越大,分子晶體的熔沸點越高,故B正確;C.不含有氫鍵的分子晶體,相對分子質量越大,其分子間作用力越大,故C錯誤;D.分子間存在范德華力,也可能存在氫鍵,如水中分子間存在范德華力和氫鍵,故D錯誤。故選:B。3、①常溫下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是_______________________________________________。乙醇與水形成分子間氫鍵而氯乙烷不能與水形成氫鍵②在常壓下,甲醇的沸點(65℃)比甲醛的沸點(-19℃)高。主要原因是
___________________。甲醇分子間存在氫鍵③在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,所涉及的4種物質中,沸
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