專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)第四單元

分子間作用力分子晶體第1課時

分子間作用力

能舉例說明不同類型分子間作用力的特征和實(shí)質(zhì)，能運(yùn)用范德華力和氫鍵解釋、預(yù)測物質(zhì)的物理性質(zhì)；

能列舉生活中常見物質(zhì)中存在的氫鍵，認(rèn)識氫鍵在生命活動中扮演的重要角色。學(xué)習(xí)目標(biāo)

在日常生活中，我們經(jīng)常見到許多由分子聚集成的物質(zhì)，它們常以液態(tài)或固態(tài)的形式存在，如汽油、水、冰、干冰等。氣體分子能夠凝聚成相應(yīng)的固體或液體，表明分子之間存在著分子間作用力，大量的分子可通過分子間作用力結(jié)合形成分子晶體。氣體液體固體一、常見的分子間作用力（一）、范德華力：一種普遍存在于固體、液體和氣體中分子之間的作用力1、特點(diǎn)：①、范德華力比共價鍵弱②、一般沒有飽和性和方向性

只要分子周圍空間允許，當(dāng)氣體分子凝聚時，它總是盡可能多地吸引其他分子。思考：常壓下，液態(tài)水沸騰、汽化成氣態(tài)水，需要加熱到100℃，而水分解為氫氣和氧氣則需要3000℃的高溫：2H2O→2H2+O2，為什么？

鹵素單質(zhì)的相對分子質(zhì)量和熔、沸點(diǎn)的數(shù)據(jù)見表3-6。請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)與同學(xué)交流討論以下問題：

（1）鹵素單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)有怎樣的變化規(guī)律？

（2）導(dǎo)致鹵素單質(zhì)熔、沸點(diǎn)規(guī)律變化的原因是什么？它與鹵素單質(zhì)相對分子質(zhì)量的變化規(guī)律有怎樣的關(guān)系？交流討論2、范德華力的影響因素

①、分子的大小、分子的空間構(gòu)型以及分子中電荷分布是否均勻等；

②、對于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子（如鹵素單質(zhì)），其范德華力一般隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大。

思考1：273K、101kPa時，氧氣在水中的溶解量（49mL·L－1）比氮?dú)庠谒械娜芙饬浚?4mL·L－1）大，為什么？O2與水分子之間的作用力比N2與水分子之間的作用力大。

思考2：烷烴（CnH2n＋2）的熔、沸點(diǎn)隨著其相對分子質(zhì)量的增加而增加，為什么？烷烴分子之間的范德華力隨著其相對分子質(zhì)量的增加而增大。3、范德華力與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系

范德華力影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)。②、范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。①、溶質(zhì)與溶劑分子間的范德華力越大，物質(zhì)的溶解度越高。CCl4、SiCl4、SnCl4的穩(wěn)定性為什么逐漸減弱而沸點(diǎn)卻逐漸升高？理解應(yīng)用

CCl4、SiCl4、SnCl4的鍵長逐漸變長，鍵能逐漸減小，故分子穩(wěn)定性逐漸減弱。

CCl4、SiCl4、SnCl4的組成和結(jié)構(gòu)相似，隨著相對分子質(zhì)量的增大，分子間的作用力（或范德華力）逐漸增大，故沸點(diǎn)逐漸升高。

氧和硫同為ⅥA族元素，H2O和H2S的結(jié)構(gòu)也很相似。從相對分子質(zhì)量對分子間作用力和物質(zhì)性質(zhì)影響的角度分析，應(yīng)該是H2S的沸點(diǎn)高于H2O，但通常情況下，H2O是液體（沸點(diǎn)為100℃），H2S是氣體（沸點(diǎn)為－61℃）。你知道導(dǎo)致H2O沸點(diǎn)“反?！钡脑騿幔繙毓手乱?、常見的分子間作用力（二）、氫鍵：

水分子中的O—H鍵是極性共價鍵，氧原子與氫原子共用的電子對強(qiáng)烈地偏向氧原子，使H原子幾乎成了“裸露”的質(zhì)子。這樣，一個水分子中相對顯正電性的氫原子，就能與另一個水分子中相對顯負(fù)電性的氧原子的孤電子對接近并產(chǎn)生相互作用，這種相互作用叫做氫鍵。氫鍵通常是物質(zhì)在液態(tài)時形成的，但有時也存在于某些晶體或氣態(tài)物質(zhì)中。

氫鍵形成的表示

氫鍵是一種既可以存在于分子之間又可以存在于分子內(nèi)部的作用力。它比化學(xué)鍵弱，比范德華力強(qiáng)。當(dāng)H原子與電負(fù)性大、半徑較小的原子X以共價鍵結(jié)合時，H原子能夠跟另一個電負(fù)性大、半徑較小的原子Y之間形成氫鍵。

氫鍵通常用X—H…Y表示，其中X和Y代表電負(fù)性大而原子半徑較小的非金屬原子，如氟、氧、氮等。方法導(dǎo)引氫鍵氫鍵不屬于化學(xué)鍵！1、表示方法:X—H···Y

（X、Y代表N、O、F原子?？梢韵嗤部梢圆煌?。）氫鍵常見能形成氫鍵的分子：HF、H2O、NH3、含-OH或-NH2的分子。O—

H

…O—N—

H

…N—F—

H

…F—理解應(yīng)用下列物質(zhì)中不存在氫鍵的是（

）A.冰醋酸中醋酸分子之間B.一水合氨分子中的氨分子與水分子之間C.液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間D.可燃冰（CH4?8H2O）中甲烷分子與水分子之間D2、氫鍵的特點(diǎn)⑴、氫鍵有飽和性和方向性。a、方向性X—H???Y三個原子盡可能在同一條直線上。b、飽和性

每個裸露的氫原子核只能形成一個氫鍵。每個孤電子對也只能形成一個氫鍵。???180°⑵、一般X、Y元素的電負(fù)性越大，半徑越小，形成的氫鍵越強(qiáng)。例如：F-H···F＞O-H···O＞N-H···N⑶、

氫鍵是比范德華力要強(qiáng)而比化學(xué)鍵弱的分子間作用力?；瘜W(xué)鍵>氫鍵>分子間作用力共價鍵的鍵能(kJ?mol?1)

范德華力(kJ?mol?1)

氫鍵(kJ?mol?1)

4671118.83、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響結(jié)合右圖數(shù)據(jù)，將下列物質(zhì)的沸點(diǎn)按由低到高排序。A、CH4、SiH4、GeH4、SnH4B、NH3、PH3、AsH3、SbH3C、H2O、H2S、H2Se、H2Te為什么H2O、HF、NH3的沸點(diǎn)反常呢？

當(dāng)分子間存在氫鍵時，若要使相應(yīng)的物質(zhì)熔化或汽化，由于破壞分子間氫鍵需要消耗較多的能量，所以這些物質(zhì)有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)（1）、對熔、沸點(diǎn)的影響

雖然HF分子間氫鍵比H2O分子間氫鍵更強(qiáng)，但液體氟化氫的蒸發(fā)熱卻比水的蒸發(fā)熱低，試解釋其原因。批判性思維平均1molH2O（s）能形成2mol氫鍵而1molHF只能形成1mol氫鍵。（飽和性）

鄰羥基苯甲醛和對羥基苯甲醛是同分異構(gòu)體，但鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)比對羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)低。請根據(jù)鄰羥基苯甲醛和對羥基苯甲醛的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析它們所形成的氫鍵的不同以及導(dǎo)致兩者熔、沸點(diǎn)差異的原因（圖3-34是鄰羥基苯甲醛可能形成的一種分子內(nèi)氫鍵）。交流討論①分子內(nèi)氫鍵②分子間氫鍵熔沸點(diǎn)較低熔沸點(diǎn)較高熔點(diǎn)：2℃沸點(diǎn):196.5℃熔點(diǎn)：115℃沸點(diǎn):250℃鄰羥基苯甲醛對羥基苯甲醛酚羥基的鄰位有-CHO、-COOH、-OH、-NO2時，可形成分子內(nèi)氫鍵HF、H2O、NH3、C2H5OH、CH3COOH等分子相互之間分子內(nèi)形成氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)低；分子間形成氫鍵的物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)高。

醋酸、硝酸是相對分子質(zhì)量相近的兩種分子，但這兩種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)相差較大。醋酸的熔點(diǎn)為16.6℃，在溫度低于16.6℃時即凝結(jié)成冰塊狀的固體；常溫下硝酸是一種具有揮發(fā)性的液體。試根據(jù)上述兩種物質(zhì)熔、沸點(diǎn)差異較大的事實(shí)，分析它們可能含有的氫鍵，并查閱文獻(xiàn)加以證實(shí)。批判性思維含有分子間氫鍵的液體一般黏度較大。如甘油、濃硫酸等。（2）、對溶解度的影響分子間氫鍵的存在使溶質(zhì)在水中的溶解度也比較大。如氨（NH3）極易溶解于水，乙醇和水能以任意比例互溶等。（3）、對液體黏度的影響理解應(yīng)用下列事實(shí)可用氫鍵解釋的是（

）A.氯氣易液化B.氨氣極易溶于水C.HF的酸性比HI的弱D.水加熱到很高的溫度都難以分解B為什么冰浮在水面上？為什么等量冰的體積比液態(tài)水的大？

水蒸氣中水分子主要以單個分子的形式存在，液態(tài)水中多個水分子通過氫鍵結(jié)合在一起，形成(H2O)n。冰中所有水分子中的氫原子都參與形成氫鍵，使水分子之間的間隙增大，由此形成一個有很多“孔洞”的結(jié)構(gòu)，使冰的密度小于水，所以冰浮于水上。

正是由于氫鍵的存在，冬季江河、湖泊中魚類等生物才免遭凍死的災(zāi)難，人們也可以在冰上開展冰球、滑冰等運(yùn)動項目。