分子間力氫鍵

關(guān)于分子間力氫鍵第1頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三水有三態(tài)變化:固液氣吸熱吸熱放熱放熱0℃100℃

干冰升華、硫晶體熔化、液氯汽化都要吸收能量。物質(zhì)從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或氣態(tài)，從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，為什么要吸收能量?在降低溫度、增加壓強(qiáng)時(shí)，C12、CO2等氣體能夠從氣態(tài)凝結(jié)成液態(tài)或固態(tài)。這些現(xiàn)象給我們什么啟示?第2頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三【問題探究一】干冰氣化現(xiàn)象是物理變化還是化學(xué)變化？干冰氣化過程中有沒有破壞其中的化學(xué)鍵？那為什么干冰氣化過程仍要吸收能量呢？第3頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三分子間作用力

分子間存在著將分子聚集在一起的作用力，這種作用力稱為分子間作用力又稱為范德華力第4頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三【問題探究二】干冰氣化后化學(xué)性質(zhì)是否發(fā)生變化？

分子間作用力對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)有沒有影響？第5頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三【問題探究三】分子間作用力如何影響物質(zhì)的物理性質(zhì)？第6頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三熔沸點(diǎn)逐漸升高鹵族元素單質(zhì)物理性質(zhì)差異熔沸點(diǎn)逐漸升高第7頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三三、分子間作用力（1）存在：由分子構(gòu)成的物質(zhì)1。概念：分子間存在的將分子聚集在一起的作用力稱為分子間作用力，又稱為范德華力。（2）大小：比化學(xué)鍵弱得多。2。意義：影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)和溶解性等物理性質(zhì)第8頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三3。影響因素:相對分子質(zhì)量的大小。4。影響物質(zhì)溶解性大小的因素溶質(zhì)、溶劑分子的極性?！跋嗨葡嗳芤?guī)律”：極性分子組成的溶質(zhì)，易溶于極性分子組成的溶劑；非極性分子組成的溶質(zhì)，易溶于非極性分子組成的溶劑。為什么NH3極易溶于水？一般情況下，相同類型的分子，相對分子量越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高第9頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三1．氯化鈉在熔化狀態(tài)或水溶液中具有導(dǎo)電性，而液態(tài)氯化氫卻不具有導(dǎo)電性。這是為什么?2．干冰受熱汽化轉(zhuǎn)化為二氧化碳?xì)怏w，而二氧化碳?xì)怏w在加熱條件下卻不易被分解。這是為什么?

氯化鈉為離子化合物，在熔化狀態(tài)下離子鍵斷裂后成為自由移動(dòng)的陽、陰離子；或在水分子作用下能夠電離成自由移動(dòng)的離子，從而能導(dǎo)電。而液態(tài)氯化氫是共價(jià)化合物，由分子組成，無自由移動(dòng)的帶電粒子，因此液態(tài)氯化氫不能導(dǎo)電。干冰受熱轉(zhuǎn)化為氣體，只是克服能量較低的分子間作用力，而二氧化碳分解則需要克服能量較高的共價(jià)鍵，因此比較困難。第10頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三分子間作用力的大小判斷：分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多，約幾個(gè)或數(shù)十個(gè)kJ.mol一1就能破壞這種作用力。一般來說，對于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大。例如：F2<Cl2<Br2<I2

CF4<CCl4<CBr4<CI4

分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多第11頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三注意:a．分子間的作用力實(shí)質(zhì)上是分子間的電性引力。（P54拓展視野）

b．范德華為荷蘭物理學(xué)家。因他首先研究了分子間作用力，故這種力稱之為范德華力。

c．分子內(nèi)含有共價(jià)鍵的分子(如Cl2、CO2、H2SO4等)或稀有氣體(如He、Ne等)單原子分子之間均存在分子間作用力。

d.分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多.第12頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三①分子間作用力對物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度的影響規(guī)律：a．范德華力越大，（分子量越大）物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。

第13頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三b．溶質(zhì)分子與溶劑分子間的范德華力越大，則溶質(zhì)分子的溶解度越大，如CH4和HCl在水中的溶解情況，由于CH4和H2O分子間的作用力很小，故CH4幾乎不溶于水，而HCl與H2O分子間的作用力較大，故HCl極易溶于水；同理，Br2、I2與苯分子間的作用力較大，故Br2、I2易溶于苯中，而H2O與苯分子問的作用力很小，故H2O很難溶于苯中。

相似相溶原理:由極性分子組成的溶質(zhì)易溶解于極性分子的溶劑之中;非極性分子組成的溶質(zhì)易溶于非極性分子組成的溶劑之中.第14頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三觀察右圖,你發(fā)現(xiàn)什么?水、氟化氫和氨的沸點(diǎn)出現(xiàn)反常。第15頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三(2)氫鍵

①概念：分子中與氫原子形成共價(jià)鍵的非金屬原子，如果該非金屬原子(如F、O或N)吸引電子的能力很強(qiáng)，其原子半徑又很小，則使氫原予幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，帶部分正電荷。這樣的分子之間，氫核與帶部分負(fù)電荷的非金屬原子相互吸引而產(chǎn)生的比分子間作用力稍強(qiáng)的作用力，稱之為氫鍵。第16頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三注意：a．氫鍵的本質(zhì)還是分子間的靜電吸引作用。常稱為氫鍵的分子間作用力。

b．實(shí)例說明：以HF為例，在HF分子中，由于F原子吸引電子的能力很強(qiáng)，共用電子對強(qiáng)烈地偏向F原子，亦即H原子的電子云被F原子吸引，使H原子幾乎成為“裸露”的質(zhì)子。這個(gè)半徑很小、帶部分正電荷的H核，與另一個(gè)HF分子帶部分負(fù)電荷的F原子相互吸引。這種靜電吸引作用就是氫鍵。

c．氫鍵切莫理解為化學(xué)鍵，是一種比分子間作用力稍強(qiáng)的靜電引力。如在水分子中，O-H鍵的鍵能為462．8lkJ·mol一1，而水分子間氫鍵的鍵能僅為18．8lkJ·mol一1。它比化學(xué)鍵弱得多，但比分子間作用力稍強(qiáng)。

d.氫鍵只存在于固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)中，氣態(tài)時(shí)無氫鍵。

第17頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三②氫鍵形成條件故只有部分分子之間才存在氫鍵，如HF、H2O、NH3分子之間存在氫鍵。如H2O中，H-O中的共用電子對強(qiáng)烈的偏向氧原子，使氫原子幾乎成為“裸露”的質(zhì)子。便與另一個(gè)水分子帶部分負(fù)電荷的氧原子相互吸引。這種靜電吸引作用就是氫鍵。第18頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三

③氫鍵的表示方法：氫鍵不是化學(xué)鍵，為了與化學(xué)鍵相區(qū)別。H一X…Y—H中用“…”來表示氫鍵．注意三個(gè)原子(H—X…Y)要在同一條直線上(X、Y可相同或不同)。第19頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三④氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響a．氫鍵的存在使得物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)相對較高。

例如，HF的沸點(diǎn)按沸點(diǎn)曲線下降趨勢應(yīng)該在-70℃以下，面實(shí)際上是20℃；H2O的沸點(diǎn)曲線下降趨勢應(yīng)該在-70℃以下，而實(shí)際上是100℃。

為什么某些氫化物的沸點(diǎn)會(huì)反常呢？這是因?yàn)樗鼈兊姆肿又g存在著一種比分子間作用力稍強(qiáng)的相互作用，使得它們只能在較高的溫度下才能汽化。經(jīng)科學(xué)研究證明，上述物質(zhì)的分子之間存在的這種相互作用，叫做氫鍵。

第20頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三根據(jù)元素周期律，鹵素氫化物的水溶液均應(yīng)為強(qiáng)酸性，但HF表現(xiàn)為弱酸的性質(zhì)，這是由于HF分子之間氫鍵的存在。b．解釋一些反常現(xiàn)象：如水結(jié)成冰時(shí)，為什么體積會(huì)膨脹。第21頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三氫鍵的大小稍大于分子間力，比鍵要弱得多。氫鍵的形成對化合物的物理和化學(xué)性質(zhì)具有重要影響，在生命物質(zhì)的形成及生命過程中都扮演著重要角色。在水蒸氣中水以單個(gè)H2O分子形式存在；在液態(tài)水中，經(jīng)常是幾個(gè)水分子通過氫鍵結(jié)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(jié)，形成相當(dāng)疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減少，因此冰能浮在水面上。

第22頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三水的物理性質(zhì)十分特殊。水的熔沸點(diǎn)高，水的比熱容較大，水結(jié)成冰后密度變小……第23頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三第24頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三三、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵的本質(zhì)氫原子與電負(fù)性大的原子X以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)，H原子還能夠跟另外一個(gè)電負(fù)性大的原子Y之間產(chǎn)生靜電引力的作用，成為氫鍵，表示為：X-H…Y（X、Y為N、O、F）。氫鍵的特征

氫鍵既有方向性（X-H…Y盡可能在同一條直線上），又有飽和性（X-H只能和一個(gè)Y原子結(jié)合）。氫鍵的大小，介于化學(xué)鍵與范德華力之間，不屬于化學(xué)鍵。但也有鍵長、鍵能。第25頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三氫鍵的存在氫鍵可分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵兩大類。一個(gè)分子中的X-H與另一個(gè)分子的Y結(jié)合而成的氫鍵成為分子間氫鍵。如：水分子之間、甲酸分子之間，以及氨分子與水分子之間等。一般成直線型。在某些分子里，如：鄰羥基苯甲醛分子中，O-H與相鄰的醛基中的O形成的氫鍵在分子內(nèi)部，故稱分子內(nèi)氫鍵。不能在一條直線上。第26頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三3.氫鍵對化合物性質(zhì)的影響分子間形成氫鍵時(shí)，可使化合物的熔、沸點(diǎn)顯著升高。分子內(nèi)氫鍵的形成，使分子具有環(huán)狀閉合的結(jié)構(gòu)。一般會(huì)使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)下降,在極性溶劑中的溶解度降低第27頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三4。化學(xué)鍵與分子間作用力的比較第28頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三問題解決：１.氨氣極易溶與水２.氟化氫的熔點(diǎn)高于氯化氫３.硝酸的熔點(diǎn)比醋酸低４.水的密度比冰的密度大第29頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三課堂練習(xí)離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、分子間作用力都是微粒間的作用力。下列物質(zhì)中，只存在一種作用力的是（）A.干冰B.NaClC.NaOHD.I2E.H2SO4B第30頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三課堂練習(xí)下列事實(shí)與氫鍵有關(guān)的是（）A.水加熱到很高的溫度都難以分解B.水結(jié)成冰體積膨脹，密度變小C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔點(diǎn)隨相對分子質(zhì)量的增大而升高D.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱B第31頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三固體冰中不存在的作用力是()A.離子鍵B.極性鍵C.氫鍵D.范德華力課堂練習(xí)A第32頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三氨氣溶于水時(shí)，大部分NH3與H2O以氫鍵（用…）表示結(jié)合成NH3·H2O分子。根據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式為（）B.H│N—H…H—O││HHA.H│N—H…O—H││HHC.H│H—N…O—H││HHD.H│H—N…H—O││HHD氨氣溶于水時(shí)，大部分NH3與H2O以氫鍵（用…）表示結(jié)合成NH3·H2O分子。根據(jù)氨水的性質(zhì)可推知NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式為（）B.H│N—H…H—O││H