分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)(共45張PPT).ppt

第4節(jié) 分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì),學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解分子間作用力的廣泛存在及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。 2.了解氫鍵的形成條件、類型和特點(diǎn)。 3.列舉含有氫鍵的物質(zhì)，知道氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,課前自主學(xué)案,探究整合應(yīng)用,第4節(jié),課前自主學(xué)案,一、分子間作用力 1概念 分子間存在的一類弱的_。 2分類,相互作用力,范德華力,氫鍵,思考感悟 1水分解和水在三態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)改變的作用力相同嗎？ 【提示】 水分解時(shí)改變分子間作用力和分子內(nèi)的化學(xué)鍵，三態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)只改變分子間作用力。,二、范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響,分子,相互作用力,電性,小,越大,相似,物理,思考感悟 2Cl2、Br2、I2三者的組成和化學(xué)性質(zhì)均相似，但狀態(tài)卻為氣、液、固的原因是什么？ 【提示】 Cl2、Br2、I2的組成和結(jié)構(gòu)相似，由于相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，所以范德華力逐漸增大，故熔、沸點(diǎn)升高，狀態(tài)由氣體變?yōu)橐后w、固體。,三、氫鍵與物質(zhì)性質(zhì) 1氫鍵的概念 當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的原子X(jué)以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)，H原子與另一個(gè)電負(fù)性大的原子Y之間的_。 2氫鍵的表示形式 (1)通常用_表示氫鍵，其中XH表示氫原子和X原子以_相結(jié)合。,靜電相互作用,XHY,共價(jià)鍵,(2)氫鍵的鍵長(zhǎng)是指_間的距離，鍵能是指XHY分解為XH和Y所需要的能量。 3氫鍵的形成條件 (1)氫原子位于X原子和Y原子之間。 (2)X、Y原子所屬元素具有很強(qiáng)的_和很小的_。X、Y原子主要是_原子。,X和Y,電負(fù)性,原子半徑,N、O、F,5氫鍵的特征 (1)氫鍵的鍵能比范德華力的作用_，比化學(xué)鍵的鍵能_。 (2)氫鍵具有一定的方向性和飽和性。,分子內(nèi),分子間,大一些,小得多,6氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響 (1)當(dāng)形成分子間氫鍵時(shí)，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)將_。 (2)當(dāng)形成分子內(nèi)氫鍵時(shí)，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)將_。 (3)氫鍵也影響物質(zhì)的_、_等過(guò)程。,升高,降低,電離,溶解,思考感悟 3(1)能形成氫鍵的物質(zhì)中一定存在氫鍵嗎？ (2)液態(tài)水中分子間的作用力只有氫鍵嗎？水分子的穩(wěn)定性是氫鍵的影響嗎？ 【提示】 (1)不一定。氫鍵的存在也與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)，如液態(tài)和固態(tài)水中存在氫鍵，但氣態(tài)水分子之間由于距離太遠(yuǎn)無(wú)法形成氫鍵。 (2)液態(tài)水分子之間的作用力主要是氫鍵，但也存在范德華力。在水分子內(nèi)部存在共價(jià)鍵(OH鍵)，由于HO鍵鍵能較大，因此水分子穩(wěn)定。所以水分子的穩(wěn)定性與氫鍵無(wú)關(guān)。,1下列關(guān)于范德華力影響物質(zhì)性質(zhì)的敘述中，正確的是( ) A范德華力是決定由分子構(gòu)成的物質(zhì)熔、沸點(diǎn)高低的唯一因素 B范德華力與物質(zhì)的物理性質(zhì)沒(méi)有必然的聯(lián)系 C范德華力能夠影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì) D范德華力是僅影響物質(zhì)部分物理性質(zhì)的一種因素,解析：選D。范德華力不能影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，僅能影響由分子構(gòu)成的物質(zhì)的部分物理性質(zhì)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)及溶解性等，并且不是唯一的影響因素。,2下列變化中，不需要破壞化學(xué)鍵的是( ) A干冰汽化 B氯化氫溶于水 C水通電分解成氫氣和氧氣 D加熱使氯化鈉熔化 解析：選A。干冰汽化破壞的是范德華力，氯化氫溶于水破壞的是共價(jià)鍵，水通電分解生成氫氣和氧氣破壞的是共價(jià)鍵，加熱使氯化鈉熔化破壞的是離子鍵。,3關(guān)于氫鍵的下列說(shuō)法正確的是( ) A由于氫鍵的作用，使NH3、H2O、HF的沸點(diǎn)反常，且沸點(diǎn)高低順序?yàn)镠FH2ONH3 B氫鍵只能存在于分子間，不能存在于分子內(nèi) C沒(méi)有氫鍵，就沒(méi)有生命 D相同量的水在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)時(shí)均有氫鍵，且氫鍵的數(shù)目依次增多,解析：選C。A項(xiàng)“反?！笔侵杆鼈?cè)诒咀鍤浠锓悬c(diǎn)排序中的現(xiàn)象。它們的沸點(diǎn)順序可由存在狀態(tài)看出，常溫下只有水是液體，應(yīng)該水的沸點(diǎn)最高。B項(xiàng)分子內(nèi)可以存在氫鍵。C項(xiàng)正確，因?yàn)闅滏I造就了常溫常壓下的水是液態(tài)，而液態(tài)的水是生物體營(yíng)養(yǎng)傳遞的基礎(chǔ)。D項(xiàng)水在氣態(tài)時(shí)，分子間距離大，一般認(rèn)為分子之間沒(méi)有氫鍵。,課堂互動(dòng)講練,特別提醒：(1)有氫鍵的分子間也有范德華力，但有范德華力的分子間不一定有氫鍵。 (2)氫鍵與范德華力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)。如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等?；瘜W(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。,下列說(shuō)法不正確的是( ) A分子間作用力是分子間相互作用力的總稱 B分子間氫鍵的形成對(duì)物質(zhì)的溶解度有影響 C范德華力與氫鍵可同時(shí)存在于分子之間 D氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵，它廣泛地存在于自然界中,【解析】 分子間作用力是分子間相互作用力的總稱，A正確；范德華力是分子與分子間的相互作用力，而氫鍵是分子間比范德華力稍強(qiáng)的作用力，它們可以同時(shí)存在于分子之間，C正確；分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高外，對(duì)物質(zhì)的溶解度等也有影響，B正確；氫鍵不是化學(xué)鍵，化學(xué)鍵是原子與原子間強(qiáng)烈的相互作用，D錯(cuò)誤。,【答案】 D 【誤區(qū)警示】 (1)分子間作用力不等價(jià)于范德華力，對(duì)某些分子來(lái)說(shuō)分子間作用力包括范德華力和氫鍵。 (2)氫鍵不是化學(xué)鍵。,變式訓(xùn)練1 (2011年山東東營(yíng)高二質(zhì)檢)二甘醇可用做溶劑、紡織助劑等，一旦進(jìn)入人體會(huì)導(dǎo)致急性腎衰竭，危及生命。二甘醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是HOCH2CH2OCH2CH2OH。下列有關(guān)二甘醇的敘述正確的是( ) A符合通式CnH2nO3 B分子間能形成氫鍵 C分子間不存在范德華力 D能溶于水，不溶于乙醇,解析：選B。二甘醇的分子式為C4H10O3，它符合通式CnH2n2O3。二甘醇分子之間能形成OHO氫鍵，也存在范德華力。由“相似相溶”原理可知，二甘醇能溶于水和乙醇。,1范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響 (1)對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響 一般說(shuō)來(lái)，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)通常越高。如熔、沸點(diǎn)：I2Br2Cl2F2，RnXeKrArNeHe。 (2)對(duì)物質(zhì)溶解性的影響 如：在273 K、101 kPa時(shí)，氧氣在水中的溶解度 (0.049 cm3L1)比氮?dú)庠谒械娜芙舛?0.024 cm3L1)大，就是因?yàn)镺2與水分子之間的作用力比N2與水分子之間的作用力大所導(dǎo)致的。,(3)相似相溶原理 極性分子易溶于極性溶劑中(如HCl易溶于水中)，非極性分子易溶于非極性溶劑中(如I2易溶于CCl4中，白磷易溶于CS2中)。 2氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響 (1)對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響 某些氫化物分子存在氫鍵，如H2O、NH3、HF等，會(huì)比同族氫化物沸點(diǎn)反常，如H2OH2TeH2SeH2S。,當(dāng)氫鍵存在于分子內(nèi)時(shí)，它對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響與分子間氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)產(chǎn)生的影響是不同的。鄰羥基苯甲醛的氫鍵存在于分子內(nèi)部，對(duì)羥基苯甲醛存在分子間氫鍵，因此對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)分別比鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高。 (2)對(duì)物質(zhì)密度的影響 氫鍵的存在，會(huì)使物質(zhì)的密度出現(xiàn)反常，如液態(tài)水變?yōu)楸?，密度?huì)變小。,(3)對(duì)物質(zhì)溶解度的影響 溶劑和溶質(zhì)之間存在氫鍵，溶解性好，溶質(zhì)分子不能與水分子形成氫鍵，在水中溶解度就比較小。如NH3極易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能與水混溶，就是因?yàn)樗鼈兣c水形成了分子間氫鍵的原因。 (4)氫鍵對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響 氫鍵的存在使一些物質(zhì)具有一些特殊結(jié)構(gòu)，如冰晶體的孔穴結(jié)構(gòu)；DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)等。,特別提醒：判斷物質(zhì)的性質(zhì)受何種作用力影響，首先要弄清該性質(zhì)是物理性質(zhì)還是化學(xué)性質(zhì)，然后找出其影響因素。同時(shí)也要能根據(jù)作用力的強(qiáng)弱分析物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律。如鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定；相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。,如圖中A、B、C、D四條曲線分別表示A、A、A、A族元素的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)，其中表示A族元素氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)的是曲線_，表示A族元素氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)的是曲線_；同一族中第3、4、5周期元素的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)依次升高，其原因是_。 曲線中第2周期元素的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)顯著高于第3周期元素氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)，其原因是_。,【解析】 H2O與H2O分子之間可形成四個(gè)氫鍵，故沸點(diǎn)最高，故A為A族氫化物沸點(diǎn)曲線，A族的氫化物都為非極性分子，沸點(diǎn)較低，第2周期元素的氫化物間不存在氫鍵，故選D。由于同一主族中第3、4、5周期元素的氣態(tài)氫化物間不存在氫鍵，且結(jié)構(gòu)相似，所以它們沸點(diǎn)與范德華力有關(guān)，而范德華力與相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)，故隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，沸點(diǎn)隨之升高。曲線中第2周期元素的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)顯著高于第3周期元素氣態(tài)氫化物，原因是第2周期元素氫化物分子間存在氫鍵。,【答案】 A D 結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量增大，范德華力增大，沸點(diǎn)升高 分子間存在氫鍵 【規(guī)律方法】 影響物質(zhì)性質(zhì)因素的判斷 在分子內(nèi)部和分子間存在著不同的作用力，這些作用力對(duì)分子的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都有不同程度的影響。因此在分析某些性質(zhì)時(shí)容易造成混淆。 (1)共價(jià)鍵是原子間通過(guò)共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵，它存在于分子內(nèi)部，影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，如穩(wěn)定性、活潑性等。,(2)分子間作用力是分子間微弱的相互作用，包括范德華力和氫鍵。分子間作用力只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度等。 (3)氫鍵是一種介于化學(xué)鍵和范德華力之間的相互作用，它只存在于分子間或分子內(nèi)活動(dòng)性較強(qiáng)的非金屬元素N、O、F和與之相鄰的H之間。氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等物理性質(zhì)有很大影響，如H2O的沸點(diǎn)比H2S的高許多，NH3極易溶于水等。 (4)由于稀有氣體是單原子分子，因此在形成晶體時(shí)，只存在分子間作用力，而不存在共價(jià)鍵。,變式訓(xùn)練2 若不斷地升高溫度，實(shí)現(xiàn)“雪花水水蒸氣氧氣和氫氣”的變化。在變化的各階段被破壞的粒子間主要的相互作用依次是( ) A氫鍵；分子間作用力；非極性鍵 B氫鍵；氫鍵；極性鍵 C氫鍵；極性鍵；分子間作用力 D分子間作用力；氫鍵；非極性鍵,解析：選B。固態(tài)的水與液態(tài)的水分子間的作用力種類相同，均為氫鍵和范德華力，區(qū)別在于氫鍵的數(shù)目，故由固態(tài)水液態(tài)水破壞氫鍵，同樣，由液態(tài)水變?yōu)樗魵鈺r(shí)，破壞的也是氫鍵，而由H2O(氣)H2(氣)O2(氣)時(shí)破壞了化學(xué)鍵，故選B。,探究整合應(yīng)用,水分子間存在“氫鍵”從而彼此結(jié)合而形成(H2O)n。在冰中每個(gè)水分子被4個(gè)水分子包圍形成變形的正四面體，通過(guò)氫鍵相互連接成龐大的冰晶體，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示：,(1)1 mol冰中有_mol“氫鍵”。 (2)在冰的結(jié)構(gòu)中，每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接。在冰晶體中除氫鍵外，還存在范德華力(11 kJmol1)。已知冰的升華熱是51 kJmol1，則冰晶體中氫鍵的能量是_kJmol1。 (3)用x、y、z分別