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)性質(zhì)第3課時(shí)

分子間的作用力1、創(chuàng)意菜中干冰除了制造煙霧效果外還可以保持低溫，為什么？2、干冰汽化有沒有破壞化學(xué)鍵？為什么會(huì)吸熱呢？干冰汽化吸收熱量沒有，說明干冰分子之間存在著相互作用力想想一研究表明分子之間普遍存在著相互作用力，而荷蘭物理學(xué)家范德華是最早研究這種作用力的科學(xué)家，因而把這種分子間作用力稱為范德華力。一、范德華力1、概念：范德華力是把分子聚集在一起的作用力，固體、液體和氣體中分子之間普遍存在的一種相互作用力。eg：

共價(jià)化合物分子間(CO2、H2SO4、HF、H2O、AlCl3等)

非金屬單質(zhì)之間(H2、P4、S8、C60等)

稀有氣體金剛石、單質(zhì)硅和SiO2中只有共價(jià)鍵，不存在分子！2、本質(zhì)：是分子之間的一種靜電作用。

存在：只存在于由分子構(gòu)成的單質(zhì)和化合物，包括單原子分子，只有分子充分接近（300-500pm）時(shí)才能相互作用。3、范德華力的特點(diǎn)分子HClHBrHI范德華力(kJ·mol-1)21.1423.1126.00共價(jià)鍵鍵能(kJ·mol-1)431.8366298.7(1)范德華力很弱，約比化學(xué)鍵鍵能小1~2個(gè)數(shù)量級。與共價(jià)鍵相比，范德華力是否有飽和性和方向性？(2)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。4、影響范德華力的因素分子HClHBrHIArCO相對分子質(zhì)量36.581.5128.54028范德華力(kJ·mol-1)21.1423.1126.008.508.75(1)分子結(jié)構(gòu)和組成相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。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(diǎn)。范德華力越大，熔沸點(diǎn)越高。單質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃F2－219.6－188.1Cl2－101－34.6Br2－7.258.78I2113.5184.4解釋常溫下CO2是氣體，而CS2是液體嗎？提示：氧和硫?yàn)橥恢髯逶?，組成和結(jié)構(gòu)相似的分子相對分子質(zhì)量：CO<Ar，為什么范德華力：CO＞Ar?(2)相對分子質(zhì)量相同或相近時(shí)，分子的極性越大，范德華力越大。

單質(zhì)相對分子質(zhì)量沸點(diǎn)/℃正戊烷7236.1異戊烷7228新戊烷7210沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷？(3)同分異構(gòu)體中，支鏈越多、對稱性越強(qiáng)，范德華力越小。練習(xí)：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___________________________________________________。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(qiáng)，沸點(diǎn)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(qiáng)(3)下列變化或事實(shí)與范德華力無關(guān)的是___(填字母)。A.CO2氣體加壓或降溫時(shí)變成干冰B.CS2的沸點(diǎn)高于N2

C.食鹽熔化C(4)比較下列物質(zhì)熔、沸點(diǎn)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(diǎn)。小結(jié)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(xué)?技術(shù)?社會(huì)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。范德華力的應(yīng)用思考1：預(yù)測第IVA族元素的簡單氫化物的沸點(diǎn)相對大小與預(yù)測結(jié)果相符一般規(guī)律：同一主族非金屬氫化物，從上到下，相對分子質(zhì)量逐漸增大，熔沸點(diǎn)逐漸升高。思考2：HF、H2O、NH3的沸點(diǎn)為什么反常？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。氫鍵HHHHδ＋δ-

在水分子的O-H中，共用電子對強(qiáng)烈的偏向O，使得H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，其顯正電性，它能與另一個(gè)水分子中相對顯負(fù)電性的O的孤電子對產(chǎn)生靜電作用，大大加強(qiáng)了水分子間的作用力，使水的熔沸點(diǎn)較高。這種靜電作用就是氫鍵。靜電吸引氫鍵二、氫鍵1、概念：它是由已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的H原子與另一分子中電負(fù)性很大的原子之間的作用力。2、表示方法：X—H???Y共價(jià)鍵氫鍵X、Y為N、O、F電負(fù)性大且半徑小3、形成條件：即含有N—H鍵、O—H鍵、F—H鍵中的一種。一種靜電吸引作用:不屬于化學(xué)鍵！4、氫鍵的特點(diǎn)：方向性：X－H···Y盡可能在同一條直線上飽和性：一個(gè)X－H只能和一個(gè)Y原子結(jié)合成鍵兩原子電子云之間的排斥力最小，形成的氫鍵最強(qiáng)，體系最穩(wěn)定原因是H原子半徑很小，再有一個(gè)原子接近時(shí)，會(huì)受到A、B原子電子云的排斥共價(jià)鍵鍵能(kJ·mol-1)范德華力(kJ·mol-1)氫鍵(kJ·mol-1)冰462.823.1126.005、氫鍵的強(qiáng)弱：

氫鍵比化學(xué)鍵的鍵能小1～2個(gè)數(shù)量級，但比范德華力強(qiáng)。強(qiáng)度：化學(xué)鍵>氫鍵>范德華力電負(fù)性越大，氫鍵越強(qiáng)。如：F原子電負(fù)性最大，因而F-H…F是最強(qiáng)的氫鍵;原子吸引電子能力不同，氫鍵強(qiáng)弱順序：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。X—H···Y的強(qiáng)弱，與X和Y的電負(fù)性有關(guān)。思考：NH3、H2O、HF熔沸點(diǎn)？氫鍵

強(qiáng)弱N-H…N<O-H…O<F-H…F

個(gè)數(shù)

221熔沸點(diǎn):NH3<HF<H2O6、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(diǎn)：-7℃熔點(diǎn)：115℃分子自身更緊密會(huì)形成締合分子，使相對分子質(zhì)量偏大熔、沸點(diǎn)升高熔、沸點(diǎn)降低7、氫鍵的對物質(zhì)性質(zhì)的影響（1）熔、沸點(diǎn)形成分子內(nèi)氫鍵：形成分子間氫鍵：（2）溶解度溶質(zhì)和溶劑分子間形成氫鍵:溶解度增大溶質(zhì)分子間形成氫鍵:溶解度減小如：NH3極易溶于水的原因之一是NH3與H2O分子間能形成氫鍵；甲醇可以與水以任意比例互溶，因甲醇分子與水分子間可以形成分子間氫鍵如:溶解度：NaHCO3<Na2CO3，是因?yàn)镹aHCO3溶質(zhì)分子間能形成氫鍵(如低級醇與水互溶，而高級醇在水中的溶解度卻很小)（3）水結(jié)冰后體積膨脹，密度減小

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)n等。一個(gè)水分子的氧原子與另一個(gè)水分子的氫原子沿該氧原子的一個(gè)sp3雜化軌道的方向形成氫鍵，因此當(dāng)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，從而空間利用率不高，在結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能浮在水面上。冰的結(jié)構(gòu)生物大分子中的氫鍵：——DNA雙螺旋通過氫鍵使得堿基互補(bǔ)配對生物大分子中的氫鍵下列事實(shí)與氫鍵有關(guān)的是()①NH3的熔、沸點(diǎn)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(diǎn)低⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲酸的低A.①②③④⑤ B.①②③⑤C.①②③④ D.①②④⑤B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(gè)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(gè)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，主要原因是_____________________________。（4）H2O2易溶于水，主要原因是_______________________________。abO—H···OH2O2為極性分子，CS2為非極性分子H2O2易與H2O分子間形成氫鍵且H2O和H2O2均為極性分子[全國卷Ⅲ，35(3)]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(diǎn)從高到低的順序?yàn)開__________________，原因是_____________________________________________。H2O>CH3OH>CO2>H