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第2课时：分子间的作用力
第二章 分子结构与性质
第三节 分子的空间结构
1、认识分子间存在相互作用，知道范德华力是常见的分子间作用力。
2、能说明范德华力对物质熔点、沸点等性质的影响，形成“结构决定性质”的基本概念。
3、知道氢键是常见的分子间作用力；能说明氢键对物质熔点、沸点等性质的影响，能举例说明氢键对于生命的重大意义。
4、物质的溶解性。
5、初步认识分子的手性，了解手性分子在药物研究中的应用。
1.降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实说明了什么。
2.为什么水较容易气化（100℃）而水却很难分解（1000℃也仅有极少量分解 ）？
3.Cl2、Br2、I2都是第ⅦA族元素的单质，它们的组成和化学性质相似,你能解释常温下它们的状态分别为气体、液体、固体的原因吗
构成物质的分子间有相互作用。
分子间相互作用比共价键弱得多。
同类物质相对分子质量越大，分子间相互作用力越大，熔沸点越高。
一、分子间作用力
概念：把分子聚集在一起的作用力。它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。 常见类型有范德华力和氢键两种。
本质：分子间的静电作用
1.范德华力及其对物质性质的影响
(1)、范德华力：把分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力
水
水蒸气
破坏分子间作用力，需要吸收能量
（液）
（气）
分子间距离增大
冰雪
（固）
【资料】水的沸腾与热分解
3000 ℃：
水会发生分解
产生氧气和氢气
100 ℃：
水会剧烈沸腾
化学变化
分子内共价键被破坏
破坏分子间作用力
物理变化
两个变化
有何异同
(2)、特点
1.范德华力很弱，约比化学键键能小 1 - 2 个数量级。
微粒间 作用力 能量
kJ·mol -1
化学键 100 - 600
范德华力 2 - 20
范德华力不是化学键
一．分子间作用力
分子 Ar CO HI HBr HCl
相对分子质量 40 28 128.5 81.5 36.5
范德华力(kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
范德华力：HI____HBr____HCl
2、组成结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大。
范德华力：CO____Ar
1、极性越大，范德华力越大。
极性分子
非极性分子
＞
＞
＞
(3)、影响因素
分子 正戊烷 异戊烷 新戊烷
相对分子质量 72 72 72
沸点/℃ 36.1 25 9
3、相对分子质量相同的分子，支链越多，范德华力越小，熔沸点减小
一．分子间作用力
(3)、影响因素
物质的熔、沸点越高
分子的极性越大
相对分子质量越大
范德华力越大
决定
决定
归纳：
注意
①广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。
②没有饱和性和方向性，只要分子周围空间允许，总是尽可能多的吸引其他分子。
③范德华力主要影响物理性质熔点、沸点，溶解性等(化学键主要影响物质的化学性质)。
怎么解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高？
思考与讨论
单质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃
F2 38 -219.6 -188.1
Cl2 71 -101 -34.6
Br2 160 -7.2 58.78
I2 254 113.5 184.4
从F2~I2组成和结构相似，相对分子质量渐大，所以分子间范德华力渐大，导致熔、沸点渐高。
2.氢键：
（1）氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力，它不是化学键。
无内层电子，几乎成为“裸露”的质子
电负性大，半径小
氢键
O
H
H
δ＋
δ＋
δ－
δ－
O
H
H
.…...
(2)含氢键的物质：含N、O、F的氢化物之间
哪些分子之间能形成氢键？
X—H Y
(3)氢键的表示方法：
① X、Y为N、O、F，X、Y可以相同
②“—”表示共价键,“ ”表示形成的氢键
思考：一个水分子最多能形成几个氢键？
水分子间形成以一个水分子为中心的正四面体结构，故每个水分子与相邻四个水分子形成四个氢键，而二个水分子共一个氢键，故一个水分子可形成二个氢键。
(4)氢键的特征：
饱和性、方向性
(5)分类：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。
存在分子内氢键 存在分子间氢键。前者的沸点低于后者。
(5)氢键对物质性质的影响：氢键主要影响物质的熔、沸点，分子间氢键使物质熔、沸点升高，分子内氢键使物质熔、沸点降低。
邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛
对于同一主族非金属元素的氢化物而言，从上到下，相对分子质量逐渐增大，熔沸点应逐渐升高。而HF、H2O、NH3却出现反常，为什么？
ⅱ. VA～VIIA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。
-150
-125
-100
-75
-50
-25
0
25
50
75
100
2
3
4
5
×
×
×
×
CH4
SiH4
GeH4
SnH4
NH3
PH3
AsH3
SbH3
HF
HCl
HBr
HI
H2O
H2S
H2Se
H2Te
沸
点
/℃
周期
一些氢化物的沸点
问题与思考
DNA双螺旋的两个螺旋链也正是通过氢键相互结合的
3、溶解性
（1）温度和压强
（3）相似相溶原理：
①非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。
（2）氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好；
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。
名称 甲醇 乙醇 1-丙醇 1-丁醇 1-戊醇
溶解度/g ∞ ∞ ∞ 0.11 0.030
某些物质在293 K,100 g水中的溶解度
(1)比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用“相似相溶”规律理解它们的溶解度不同
→CH4是非极性分子，难溶于水。
(2)为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯等)溶解油漆而不用水
油漆的主要成分是非极性或极性很小的有机分子，故易溶于非极性或极性很小的有机溶剂中，如苯、甲苯、乙酸乙酯等，而不溶于水。
【思考与讨论】P59
→NH3是极性分子，易溶于极性溶剂水中；
而且NH3可以和H2O形成分子间氢键，使溶解度更大。
【思考与讨论】P59
(3)在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约5 mL蒸馏水，观察碘在水中的溶解性（若有不溶的碘，可将碘水溶液倾倒在另一个试管里继续下面的实验)。在碘水溶液中加入约1 ml CCl4，振荡试管，观察碘被CCl4萃取，形成紫红色的碘的CCl4溶液。再向试管里加入1 ml 浓碘化钾(KI）水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅，这是由于在水溶液里可发生如下反应:I2+I- I3-。实验表明碘在纯水还是在CCl4中溶解性较好 为什么？
→I2是非极性分子，所以在极性溶剂水中的溶解度很小，而易溶于非极性溶剂CCl4 。
→碘水中加人浓的KI溶液后，由于发生反应:I2+I- I3-，
碘生成了无色的I3-，并溶解到水中，碘的浓度降低，所以溶液紫色变浅。
观察下图，左图与右图是什么关系，它们能在空间里重合吗？
思考与讨论
左右手互为镜像
左右手不能叠合
左右两分子互为镜像
180°
180°
左右两分子互为镜像
能叠合
不能叠合
二、分子的手性
1、人的左、右手互为实物 和 镜像，但彼此不能重合。
2、具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，犹如实物和镜像，但彼此不能重合，互称手性异构体（或对映异构体）。
3、有手性异构体的分子叫做手性分子。
物质的这种特征叫手性
两个互为镜像的手性分子
4.什么是手性碳原子？
当碳原子结合的四个原子或原子团各不相同时，该碳原子是手性碳原子(判断方法)。用*C来标记。
手性碳原子
*
*
一碳四不同
1.下列分子中指定的碳原子（用*标记）不属于手性碳原子的是( )
B.丙氨酸
C.葡萄糖
D.甘油醛
A.苹果酸
HOOC—CH2—CHOH—COOH
*
CH3—CH—COOH
NH2
—
*
CH2—CH—CH—CH—CH—CHO
OH
—
—
OH
—
OH
—
OH
OH
—
*
CH2OH
—
CHOH
CHO
—
*
A
2.下列事实可用氢键解释的是( )
A.氯气易液化 B. 氨气极易溶于水
C.HF的酸性比HI的弱 D.水加热到很高的温度都难以分解
B
3.关于氢键的说法正确的是( )
A.每一个水分子内含有两个氢键
B.冰、水中都存在氢键
C.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点降低
D.邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高
B
4.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
①乙醇分子和水分子间只存在范德华力。（ ）
②氢键（X—H Y）中三原子在一条直线上时，作用力最强。（ ）
③“X—H Y”三原子不在一条直线上时，也能形成氢键。（ ）
④H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键。（ ）
⑤可燃冰（CH4·8H2O）中甲烷分子与水分子间形成了氢键。（ ）
⑥卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物（即 CX4）的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而升高。（ ）
影响物质
溶解性的因素
① 温度、压强 等
③ 从分子结构角度
分子的极性
“ 相似相溶 ”
分子的结构相似
② 化学反应
氢键
手性碳原子：有机物分子中连有四个各不相同的原子或基团的碳原子。

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