第二章第三節(jié)第2課時(shí)分子間的作用力高二化學(xué)人教版選擇性必修2課件

第二章

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第2課時(shí)

分子間的作用力思考：1.將水倒入干冰中產(chǎn)生大量白霧的原因是什么？2.干冰升華的過程中有沒有斷裂化學(xué)鍵？為什么會(huì)吸熱？干冰升華吸熱，周圍的水蒸氣液化產(chǎn)生大量白霧。沒有斷裂化學(xué)鍵，說明CO2分子之間存在著相互作用力。PART01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、范德華力1.概念范德華力是固體、液體和氣體中分子之間普遍存在的一種相互作用力。注意：直接由原子構(gòu)成的物質(zhì)(如金剛石、單質(zhì)硅、SiO2、金屬單質(zhì))、由離子構(gòu)成的物質(zhì)(如NaCl)中不存在范德華力。如：非金屬單質(zhì)(H2、P4、S8、C60等)、稀有氣體(He、Ne、Ar等)、共價(jià)化合物(CO2、H2SO4、HF、H2O、AlCl3等)分子之間都存在范德華力。

01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、范德華力1.概念荷蘭物理學(xué)家范德華是最早研究分子間普遍存在作用力的科學(xué)家01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、范德華力2.本質(zhì)范德華力的本質(zhì)是分子之間的一種靜電作用。3.特征①普遍性：范德華力廣泛存在于分子之間。②微弱性：范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。③范德華力沒有飽和性和方向性，只要分子周圍空間允許，分子總是盡可能多的吸引其他分子。01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、范德華力2.本質(zhì)范德華力的本質(zhì)是分子之間的一種靜電作用。3.特征分子HClHBrHI范德華力(kJ·mol-1)21.1423.1126.00共價(jià)鍵鍵能(kJ·mol-1)431.8366298.701范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、范德華力4.影響范德華力的因素分子HClHBrHIArCO相對(duì)分子質(zhì)量36.5811284028范德華力(kJ·mol-1)21.1423.1126.008.508.75①相對(duì)分子質(zhì)量——對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大。注意：對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子，不能簡(jiǎn)單地由相對(duì)分子質(zhì)量的大小來比較范德華力的大小。01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、范德華力4.影響范德華力的因素分子HClHBrHIArCO相對(duì)分子質(zhì)量36.5811284028范德華力(kJ·mol-1)21.1423.1126.008.508.75②分子的極性——對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量相近的分子，分子的極性越大，范德華力越大。如范德華力：CO＞N201范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響二、范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1.受范德華力影響的性質(zhì)由于范德華力是分子間的作用力，只影響物質(zhì)的某些物理性質(zhì)，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等，不影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。由分子構(gòu)成的物質(zhì)，其熔化、氣化、升華時(shí)克服的作用力大多主要是范德華力。01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響二、范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響2.范德華力對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響單質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃常溫下狀態(tài)F2－219.6－188.1Cl2－101－34.6Br2－7.258.78I2113.5184.4淡黃綠色氣體黃綠色氣體深紅棕色液體紫黑色固體怎樣解釋鹵素單質(zhì)從F2~I2的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)越來越高，狀態(tài)由氣態(tài)逐漸過渡到固態(tài)？01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響二、范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響2.范德華力對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點(diǎn)越高。F2、Cl2、Br2、I2的相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，范德華力依次增大，熔、沸點(diǎn)依次升高。01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響二、范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響2.范德華力對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量沸點(diǎn)/℃正戊烷7236.1異戊烷7228新戊烷7210正戊烷、異戊烷、新戊烷互為同分異構(gòu)體，為什么沸點(diǎn)：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷？烷烴的同分異構(gòu)體之間，支鏈越多，對(duì)稱性越強(qiáng)，分子的極性越小，范德華力越小，熔沸點(diǎn)越低。01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬卻掉不下來，為什么？解析：壁虎不能掉下的根本原因是壁虎足上的大量細(xì)毛與天花板之間存在范德華力。01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響二、范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響例1.填寫下列空格：(1)N2的沸點(diǎn)比CO的沸點(diǎn)____(填“高”或“低”)，其原因是____________________________________________________________________________________________。(2)BCl3的沸點(diǎn)比BF3的____(填“高”或“低”)，其原因是________________________________________________________________。(3)HCl、HBr、HI的沸點(diǎn)由大到小的順序?yàn)開____________，穩(wěn)定性由大到小的順序?yàn)開____________。低高N2為非極性分子，CO為極性分子，且二者相對(duì)分子質(zhì)量相近，極性分子間的范德華力較強(qiáng)，沸點(diǎn)更高BCl3與BF3的結(jié)構(gòu)相似，BCl3的相對(duì)分子質(zhì)量大，范德華力強(qiáng)，沸點(diǎn)更高HI>HBr>HClHCl>HBr>HI易錯(cuò)提醒:分子的穩(wěn)定性是化學(xué)性質(zhì)，由共價(jià)鍵的鍵能和鍵長(zhǎng)決定，沸點(diǎn)是物理性質(zhì)，受范德華力影響。01范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響左圖為同主族的非金屬氫化物的沸點(diǎn)變化的折線圖，H2O、HF、NH3在同主族的氫化物中相對(duì)分子質(zhì)量最小，但沸點(diǎn)卻反常大，這是為什么？說明在HF、H2O、NH3分子間還存在除范德華力之外的其他分子間作用力，這種作用力就是氫鍵。PART02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、氫鍵1.概念與一個(gè)電負(fù)性很大，且原子半徑較小的非金屬原子（N、O、F）相連的氫原子，和另一個(gè)電負(fù)性很大的非金屬原子（N、O、F）之間產(chǎn)生的作用力叫做氫鍵，其本質(zhì)是一種靜電作用。2.產(chǎn)生原因(以水中的氫鍵為例)在水分子的O-H中，共用電子對(duì)強(qiáng)烈的偏向O，使得H顯正電性，它能與另一個(gè)水分子中相對(duì)顯負(fù)電性的O的孤電子對(duì)產(chǎn)生靜電作用。δ+δ-02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、氫鍵3.表示方法X－H???YX、Y為N、O、F，可以相同，也可以不同4.形成條件分子中含有N－H鍵、O－H鍵、F－H鍵中的一種。02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、氫鍵5.氫鍵的特征①飽和性在“X－H···Y”所表示的氫鍵中，一個(gè)氫原子只能與一個(gè)Y原子結(jié)合。02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、氫鍵5.氫鍵的特征②方向性X－H···Y盡可能在同一條直線上，這樣X、Y之間的距離最遠(yuǎn)，兩原子電子云之間的排斥力最小，形成的氫鍵最強(qiáng)，體系更穩(wěn)定。02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、氫鍵6.氫鍵的強(qiáng)弱共價(jià)鍵鍵能(kJ·mol-1)范德華力(kJ·mol-1)氫鍵(kJ·mol-1)冰462.823.1126.00①氫鍵比化學(xué)鍵的鍵能小1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，但比范德華力強(qiáng)。即強(qiáng)度：化學(xué)鍵＞氫鍵＞范德華力②X－H···Y的強(qiáng)弱，與X和Y的電負(fù)性有關(guān)，X和Y的電負(fù)性越大，氫鍵越強(qiáng)。氫鍵強(qiáng)弱順序?yàn)椋篎－H···F＞O－H···O＞N－H···N02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響一、氫鍵7.氫鍵的分類鄰羥基苯甲醛

對(duì)羥基苯甲醛熔點(diǎn)：-7℃熔點(diǎn)：115℃分子內(nèi)氫鍵

分子間氫鍵02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響二、氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1.熔、沸點(diǎn)①能形成分子間氫鍵的物質(zhì)，熔、沸點(diǎn)升高。如H2O的沸點(diǎn)高于H2S，就是因?yàn)樗肿又g能形成氫鍵。②能形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)，會(huì)使分子間作用力減弱，熔、沸點(diǎn)降低。02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響二、氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響2.溶解度溶質(zhì)與溶劑之間能形成氫鍵，則溶解度增大。如NH3極易溶于水、乙醇與水任意比互溶。。3.密度在固態(tài)水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，稱為疏松的晶體，在冰的結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小。02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響二、氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響4.形成締合分子氫鍵的存在使分子間因氫鍵而發(fā)生締合，形成締合分子，如(H2O)n,從而對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定產(chǎn)生影響。如接近水的沸點(diǎn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)定的水蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量比實(shí)際值偏大。02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響生物大分子中的氫鍵——DNA雙螺旋通過氫鍵使得堿基互補(bǔ)配對(duì)02氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響生物大分子中的氫鍵——蛋白質(zhì)分子中的氫鍵PART03分子的手性03分子的手性一、分子的手性1.手性異構(gòu)體具有完全相同的組成和原子排列的一對(duì)分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能疊合，互稱手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體）。2.手性分子有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。03分子的手性一、分子的手性3.手性分子的判斷①手性碳原子連接四個(gè)互不相同的原子或基團(tuán)的碳原子稱為手性碳原子，用?來標(biāo)記。???②分子中存在手性碳原子的分子為手性分子。03分子的手性二、分子的手性的意義——手性合成手性分子在生命科學(xué)和藥物生產(chǎn)方面有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于手性藥物，