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第三节 分子结构与物质的性质
第4课时：氢键及其对物质性质的影响
第二章 分子结构与性质
学习
目标
PART
01
PART
02
氢键对物质性质的影响
PART
03
氢键的分类
氢键的特征
水的熔点(℃)
水的沸点(℃)
水在0 ℃时密度(g/ml)
水在4 ℃时密度(g/ml)
0.00
100.00
0.9998
1.0000
冰的密度比液体水小？
-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
一般：同一主族非金属氢化物，从上到下，Mr逐渐增大，熔沸点应逐渐升高．
而HF、H2O、NH3却出现反常，为什么？
说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除范德华力之外的其他分子间作用力—氢键．
01
氢键的特征
01、氢键及其特征
在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，这种静电作用就是氢键。
- - - - - -
氢键
01、氢键及其特征
1.定义：它是由已经与电负性很大的原子(如N、F、O)形成共价键的 氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力.
H
F
H
F
H
F
H
F
2.表示： 氢键通常用X—H…Y —表示,“—”表示共价键,“…”表示形成的氢键（X、Y为N、O、F）如
氢键
01、氢键及其特征
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－
…
H—O键极性很强
O
H
H
氢键
01、氢键及其特征
H—O键极性很强
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
O
H
H
δ＋
δ－
δ－
…
氢键具有方向性和饱和性
δ＋
氢键
01、氢键及其特征
沸点/℃
周期
O—H
…
O
N—H
…
N
F—H
…
F
①要有与电负性很大的原子X以共价键结合的氢原子；
②要有电负性很大且含有孤电子对的原子Y；
③X与Y的原子半径要小。
氢键的形成条件
01、氢键及其特征
氢键的特征
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
467
11
18.8
共价键的键能?
?
（????????????????????????????）?
?
范德华力
?
（????????????????????????????）?
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氢键
?
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?
氢键不属于化学键，是一种特殊的分子间作用力。氢键键能较小，约为共价键的十分之几，但比范德华力 强;氢键具有一定的饱和 性和方向性。
01、氢键及其特征
(2)方向性：A—H与B形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布，使A，B尽量远离，这样电子云排斥作用最小，体系能量最低，氢键最强，最稳定，所以氢键具有方向。
(1)饱和性：由于H原子半径比A，B的原子半径小得多，当H与一个B原子形成氢键A—H···B 后，H周围的空间被占据，A，B的电子云排斥作用将阻碍另一个B原子与H靠近成键，即H只能与一个B形成氢键，氢键具有饱和性。H 的体积小，1 个 H 只能形成1个氢键
氢键的特征
02
氢键的分类
02、氢键的分类
（1）分子间氢键
氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。
如：HF、H2O、NH3 相互之间
C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间
02、氢键的分类
（2）分子内氢键
某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环”的特殊结构.
氢键的分类
02、氢键的分类
邻羟基苯甲醛（熔点-7 ℃）
对羟基苯甲醛（熔点115 ℃）
解释为什么邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛熔、沸点不同？请将氢键表示出来说明。
分子内氢键
分子间氢键
【思考与讨论】
03
氢键对物质性质的影响
03、氢键对物质性质的影响
①存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。
②存在分子内氢键使物质熔、沸点降低。
邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛
对物质熔、沸点的影响
03、氢键对物质性质的影响
水的熔点(℃)
水的沸点(℃)
水在0 ℃时密度(g/ml)
水在4 ℃时密度(g/ml)
0.00
100.00
0.9998
1.0000
冰的密度比液体水小？
【思考与讨论】
氢键对物质密度的影响
03、氢键对物质性质的影响
水的熔点(℃)
水的沸点(℃)
水在0 ℃时密度(g/ml)
水在4 ℃时密度(g/ml)
0.00
100.00
0.9998
1.0000
【思考与讨论】
氢键对物质密度的影响
氢键的存在迫使在四面体中心的水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙，其密度比液态水小。
03、氢键对物质性质的影响
生物大分子中的氢键
作用力类型
范德华力
氢键
共价键
作用微粒
分子
H与N、O、F
原子
强度比较
共价键＞氢键＞范德华力
影响因素
组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大
形成氢键元素的电负性
原子半径
对性质
的影响
影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质
分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大
键能越大，稳定性越强
范德华力、氢键、共价键对物质性质的影响
B
1．研究发现，在CO2低压合成甲醇的反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，钴氧化物负载的锰氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好应用前景。下列分析正确的是
A．基态原子核外未成对电子数为：Co>Mn>O
B．元素第一电离能顺序为：MnC．沸点顺序为：CH3OH>H2O>CO2>H2
D．CO2、H2、CH3OH均为非极性分子
C
2．下列说法正确的是
A．HCl气体和蔗糖溶于水时，都破坏了共价键
B．H2O、H2S、H2Se的相对分子质量依次增大，熔点依次增大C．NaOH和K2SO4的化学键类型和晶体类型相同
D．干冰容易升华，是由于干冰中的共价键强度较弱
D
3．下列有关物质性质的说法错误的是
A．酸性：HClO4＞H2SO4
B．沸点：NH3＞PH3
C．范德华力：HBr＞HCl
D．水中的溶解性：I2＞NH3
B
4．化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法不正确的是
A．Ge的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池
B．现代科技拍到的氢键“照片”直观地证实水分子间氢原子与氧原子间形成的化学键
C．锅炉上的水垢，通常先用碳酸钠溶液进行预处理，形成疏松物质后再用酸除去
D．新冠病毒奥密克戎变异株传播性更强，其成分含有蛋白质
B
5．下列说法正确的是①NH3的熔、沸点比VA族其他元素氢化物的都高②碳数相同的多元醇比一元醇在水中溶解度大③同温同压下，冰的密度比液态水的密度小④尿素(CO(NH2)2)的熔、沸点比醋酸的高⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低⑥水分子稳定是因为水分子间存在氢键
A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑤ C．①②③④⑤ D．①②③

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