2.3.2 分子間作用力 氫鍵 課件-高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修2

選擇性必修2(人教版2019)第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)

分子的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第2課時分子間作用力液態(tài)水固態(tài)水氣體在加壓或降溫時為什么會變?yōu)橐后w、固體？冰雪融化成水，需要吸熱；把水變成水蒸氣仍然需要吸熱。這說明水分子之間存在著相互作用力。

范德華是最早研究分子間普遍存在作用力的科學家，因而把這類分子間作用力稱為范德華力。J.D.VanderWaals,1837-1923分子間的力分子間作用力（范德華力）比較強的分子間作用力（氫鍵）

學習

目標第2課時分子間作用力PART01PART02了解范德華力的實質(zhì)及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。熟悉兩種常見的分子間作用力:范德華力和氫鍵;了解分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵在自然界中的廣泛存在及重要作用,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。1.認識分子間存在相互作用，知道范德華力是常見的分子間作用力；能說明范德華力對物質(zhì)熔點、沸點等性質(zhì)的影響，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的基本觀念。2.知道氫鍵是常見的分子間作用力；能說明氫鍵對物質(zhì)熔點、沸點等性質(zhì)的影響，能舉例說明氫鍵對于生命的重大意義。3.知道物質(zhì)的溶解性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，了解“相似相溶”規(guī)律。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？科學?技術(shù)?社會解析：壁虎不能掉下的根本原因是壁虎足上的大量細毛與天花板之間存在范德華力。(1)定義：把分子聚集在一起的作用力稱為分子間作用力，又叫范德華力。（普遍存在于固體、液體和氣體分子間的作用力）(2)存在：[任務(wù)一]認識范德華力本質(zhì)：是分子之間的一種靜電作用。單質(zhì)分子之間、稀有氣體原子之間、共價分子之間；石墨片層之間。金剛石(C)單質(zhì)硅(Si)內(nèi)部只有共價鍵，不存在分子大多數(shù)共價化合物，例如：1.CO2、H2SO4、HF,H2O,AlCl3、各種有機化合物等等；2.大多數(shù)非金屬單質(zhì)，例如：H2、P4、S8、C60、3.各種稀有氣體（例如Ar、Kr），等等(3)特點：（與共價鍵的區(qū)別）【思考與討論】對比下表，你對范德華力的大小有怎樣的認識？范德華力/kJ·mol?1分子ArCOHIHBrHCl8.508.7526.0023.1121.14共價鍵鍵能/kJ·mol?1無745298.7366431.8結(jié)論1、范德華力不是化學鍵，是一種分子間的力范德華力很弱，比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級。結(jié)論2、分子的極性越大，范德華力越大。結(jié)論3、組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。分子ArCOHIHBrHCl分子量4028128.581.536.5范德華力(kJ/mol)8.508.7526.0023.1121.14④影響范德華力的因素：分子極性越大，范德華力越大組成結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。⑤

對物質(zhì)性質(zhì)的影響：范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高范德華力只影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔沸點組成和結(jié)構(gòu)相似的分子相對分子質(zhì)量增大→范德華力增大→熔點和沸點升高例1．下列關(guān)于范德華力的敘述中，正確的是(

)A．范德華力的實質(zhì)也是一種電性作用，所以范德華力是一種特殊的化學鍵B．范德華力與化學鍵的區(qū)別是作用力的強弱問題C．任何分子間在任意情況下都會產(chǎn)生范德華力D．范德華力非常微弱，故破壞分子間的范德華力不需要消耗能量解析:范德華力的實質(zhì)也是一種電性作用，但范德華力是分子間較弱的作用力，不是化學鍵，A錯誤；化學鍵是粒子間的強烈的相互作用，范德華力是分子間較弱的作用力，B正確；若分子間的距離足夠遠，則分子間沒有范德華力，C錯誤；雖然范德華力非常微弱，但破壞它時也要消耗能量，D錯誤。B1）將干冰氣化，破壞了CO2分子的—————2）將CO2氣體溶于水，破壞了CO2分子的————范德華力共價鍵3）解釋CCl4(液體)，CH4及CF4是氣體，CI4是固體的原因。它們空間構(gòu)型均是正四面體，結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，聚集程度越大。范德華力比較小時呈氣態(tài)，隨范德華力增大時變?yōu)橐后w，大到一定程度時變?yōu)楣腆w【練習】4.填寫下列空格：(1)N2的沸點比CO的沸點___(填“高”或“低”)，其原因是________________________________________________________________________________。(2)BCl3的沸點比BF3的___(填“高”或“低”)，其原因是___________________________________________________。低N2為非極性分子，CO為極性分子，且二者相對分子質(zhì)量相近，極性分子間的范德華力較強，沸點更高。高BCl3與BF3的結(jié)構(gòu)相似，BCl3的相對分子質(zhì)量大，范德華力強(3)下列變化或事實與范德華力無關(guān)的是___(填字母)。A.CO2氣體加壓或降溫時變成干冰B.CS2的沸點高于N2

C.食鹽熔化C(4)比較下列物質(zhì)熔、沸點高低：D2O_____H2O

CH4_____SiH4

HCl、HBr、HI：______________><HCl<HBr<HI(5)比較HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性順序：____________，由分子構(gòu)成的物質(zhì)的穩(wěn)定性與范德華力是否相關(guān)：___________________________________________。HCl>HBr>HI鍵能大小影響分子的熱穩(wěn)定性,范德華力的大小影響物質(zhì)的熔、沸點。化學鍵范德華力概念存在范圍作用力強弱影響的性質(zhì)使原子（離子）結(jié)合的相互作用把分子聚集在一起的作用力分子內(nèi)、原子間分子間強烈微弱影響物質(zhì)的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)影響物質(zhì)的物理性質(zhì)(熔、沸點及溶解度等)化學鍵與范德華力的比較【思考與預測】你能推測第VA、VIA、VIIA簡單氫化物的沸點變化規(guī)律嗎？第ⅣA族C、Si、Ge、Sn形成的氫化物的沸點如何變化？23451007550250-25-50-75-100-125-150-175沸點(℃)CH4SiH4GeH4SnH4H2OH2SH2SeH2Te周期數(shù)HHHHδ＋δ-靜電吸引氫鍵[任務(wù)二]認識氫鍵電負性大，半徑小幾乎成為“裸露”的質(zhì)子1.定義：它是由已經(jīng)與電負性很大的原子(如N、F、O)形成共價鍵的氫原子與另一分子中電負性很大的原子之間的作用力.氫鍵的本質(zhì)是靜電作用氫鍵的本質(zhì)：是靜電吸引作用，不是化學鍵，而是特色的分子間作用力，其鍵能比化學鍵弱，比范德華力強。類型范德華力氫鍵化學鍵強度（kJ/mol）

一般是2~20一般不超過40一般是100~6002.形成條件①一個分子有與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子N、O、F即N-H、O-H、F-H鍵中的H②另一個分子有電負性很大的原子3.表示方法

氫鍵通常用X—HY—來表示,“—”表示共價鍵

,“…”表示形成的氫鍵（X、Y為N、O、F）?！矁r鍵氫鍵4.特征：方向性(X－H…Y盡可能在同一條直線上，使排斥作用最小，體系能量最低)飽和性(一個X－H只能和一個Y原子結(jié)合)共價鍵鍵能(kJ·mol-1)范德華力(kJ·mol-1)氫鍵(kJ·mol-1)冰462.823.1126.005、氫鍵的強弱：氫鍵比化學鍵的鍵能小1～2個數(shù)量級，但比范德華力強。強度：化學鍵>氫鍵>范德華力X—H···Y的強弱，與X和Y的電負性有關(guān)。電負性越大，氫鍵越強。如：F原子電負性最大，因而F-H…F是最強的氫鍵;原子吸引電子能力不同，所以氫鍵強弱變化順序為：

F-H…F>O-H…O>N-H…N

C原子吸引電子能力較弱，一般不形成氫鍵。6、氫鍵的類型鄰羥基苯甲醛對羥基苯甲醛分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵熔點：-7℃熔點：115℃5。分類類型存在影響分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵

普遍存在于已經(jīng)與N、O、F形成共價鍵的氫原子與另外的N、O、F原子之間。如HF、H2O、NH3

相互之間，C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之間。物質(zhì)的熔、沸點將升高。某些物質(zhì)在分子內(nèi)也可形成氫鍵，例如當苯酚在鄰位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2時，可形成分子內(nèi)的氫鍵，組成“螯合環(huán)”的特殊結(jié)構(gòu)。物質(zhì)的熔、沸點將降低。7、氫鍵的對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)氫鍵對物質(zhì)熔、沸點的影響

VA~VIA族元素的氫化物中，NH3、H2O和HF的熔沸點比同主族相鄰元素氫化物的熔、沸點高，這種反?，F(xiàn)象是由于它們各自的分子間形成了氫鍵。名稱相對分子質(zhì)量沸點/℃甲醇3265乙烷30-89乙醇4678丙烷44-42正丙醇6097正丁烷58-0.5(2)氫鍵對物質(zhì)密度的影響水的熔點(℃)水的沸點(℃)水在0℃時密度(g/ml)水在4℃時密度(g/ml)0.00100.000.99981.0000冰的密度比液體水?。?/p>

常溫下液態(tài)水中除了含有簡單H2O外，還含有通過氫鍵聯(lián)系在一起的締合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一個水分子的氧原子與另一個水分子的氫原子沿該氧原子的一個sp3雜化軌道的方向形成氫鍵，因此當所有H2O全部締合——結(jié)冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氫鍵，成為晶體，因此在冰的結(jié)構(gòu)中形成許多空隙，體積膨脹，密度減小。故冰的體積大于等質(zhì)量的水的體積，冰的密度小于水的密度。(3)氫鍵對物質(zhì)溶解度的影響溶質(zhì)分子與溶劑分子間能形成氫鍵，則能大大提高溶質(zhì)的溶解度。如HF、NH3、低級醇、醛、酮等分子都與水分子形成氫鍵，均可溶于水。

DNA分子有兩條鏈，鏈內(nèi)原子之間以很強的共價鍵結(jié)合，鏈之間則是兩條鏈上的堿基以氫鍵配對，許許多多的氫鍵將兩條鏈連成獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這是遺傳基因復制機理的化學基礎(chǔ)。生物大分子中的氫鍵科學技術(shù)社會生物大分子中的氫鍵歸納小結(jié)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(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)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(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔點、沸點、溶解度等物理性質(zhì)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（主要影響化學性質(zhì)）例1.下列事實與氫鍵有關(guān)的是()①NH3的熔、沸點比PH3的高②乙醇、醋酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液態(tài)水的密度?、蹾Cl比HI的沸點低⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低A.①②③④⑤ B.①②③⑤C.①②③④ D.①②④⑤B例2.在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)中，所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的順序為

：H2O>CH3OH>CO2>H2原因是：H2O與CH3OH均為極性分子，水分子間含氫鍵比甲醇中多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對分子質(zhì)量較大，范德華力較大1.過氧化氫(H2O2)是一種醫(yī)用殺菌消毒劑，已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)如下圖所示。H2O2分子不是直線形，兩個H原子猶如在半展開的書的兩面紙上，書面夾角為93°52′，而兩個O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。試回答：（1）下列關(guān)于的說法正確的是_______。a.該分子中有極性鍵 b.該分子中有非極性鍵c.該分子中氧原子的軌道發(fā)生sp2雜化 d.該分子是非極性分子（2）H2O2分子間易形成氫鍵，該氫鍵的表示式是_____________。（3）H2O2難溶于CS2，主