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范德华力与氢键
3.了解氢键的形成条件、类型和特点，举例生活中存在的氢键及其应用
1.能举例说明不同分子间的作用力的特征与实质
2.能运用范德华力和氢键解释、预测物质的物理性质
共价分子之间存在的一种相互作用,叫分子间作用力。分子间作用力实质上是一种静电作用,它比化学键弱得多。
冰山融化现象是物理变化还是化学变化？
那为什么冰山融化过程仍要吸收能量呢？
这说明水分子之间存在着相互作用力。
一、范德华力
1.概念：
范德华力是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子之间的作用力。
2.特点:
①范德华力比化学键键能小；
化学键是强烈的相互作用(100～600 kJ·mol-1),范德华力只有2～20 kJ·mol-1
②一般没有方向性和饱和性。
只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子。
实质是分子间的一种静电作用
分子 HI HBr HCl
相对分子质量 128.5 81.5 36.5
范德华力(kJ/mol) 26.00 23.11 21.14
为什么范德华力：HI＞HBr＞HCl
组成结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大。
一、范德华力
一、范德华力
影响范德华力的因素很多,如分子的大小、分子的空间构型以及分子中电荷分布是否均匀等。
3.影响因素：
对于组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大。
一、范德华力
怎样解释卤素单质从F2～I2的熔、沸点越来越高？
单质 熔点/℃ 沸点/℃
F2 －219.6 －188.1
Cl2 －101 －34.6
Br2 －7.2 58.78
I2 113.5 184.4
Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大
范德华力依次增大
熔、沸点依次增大
一、范德华力
互为同分异构体，他们的沸点有什么变化规律？
相对分子质量相同，支链越多
范德华力越小
熔、沸点依次减小
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
一、范德华力
互为同分异构体，他们的沸点有什么变化规律？
相对分子质量相同，分子对称性越好
范德华力越小
熔、沸点依次减小
分子 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯
相对分子质量 106 106 106
沸点/℃ 144.42 139.10 138.35
一、范德华力
3.影响因素：
1.对于结构相同的物质：
①组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。
2.互为同分异构体的物质:
②同分异构体，支链越多(空间位阻越小)，范德华力越小，熔、沸点越低。
③相对分子质量相近，分子极性越大，范德华力越大，熔、沸点越高。
3.相对分子质量相近的物质：
1.下列有关范德华力的叙述正确的是(　 　)
A.范德华力的实质是一种电性作用,所以范德华力是一种较弱的化学键
B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同
C.稀有气体固态时原子间不存在范德华力
D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量
B
2.下列叙述与范德华力无关的是(　 　)
A.NH3的热稳定性大于PH3
B.通常状况下氯化氢为气体
C.氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高
D.邻二甲苯的沸点高于对二甲苯
A
物质的（热）稳定性与化学性质有关，与范德华力、氢键无关。
范德华力、氢键与物质的物理性质（熔点、沸点、溶解度）有关。
交流与讨论
为什么第ⅥA族元素的氢化物的沸点中，水的沸点出现“反常”，水的沸点是最高的。这是为什么？
除范德华力之外的另一种特殊的分子间作用力——氢键。
二、氢键
1.概念：
由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中氢)与另一分子中电负性很强的原子(如水分子中氧)之间的作用力。
- - -
二、氢键
2.实质：
δ+
δ-
δ+
δ-
δ+
δ+

电负性大，半径小
无内层电子，几乎成为“裸露”的质子，有空轨道
H—O键极性很强
氢键
①部分裸露的氢原子核。
②电负性很大且半径小的原子提供孤电子对。
分子间的一种静电作用。
3.构成条件：
二、氢键
4.表示方法：
氢键通常用X—H…Y 表示。
其中X和Y代表电负性大而原子半径较小的非金属原子，如氟、氧、氮等。
二、氢键
5.特征：
类型 氢键 范德华力 化学键
键能或范德 华力强度 一般不超过 40kJ/mol 一般是 2～20kJ/mol 一般是
100～600kJ/mol
氢键、范德华力、化学键的比较
介于化学键与范德华力间，不属于化学键。
①强度大小：化学键＞氢键＞范德华力
二、氢键
5.特征：
②具有方向性和饱和性。
A.方向性
B.饱和性
X—H Y三个原子尽可能在同一条直线上。
每个裸露的氢原子核只能形成一个氢键。
每个孤电子对也只能形成一个氢键。
生活实例：冰的密度比水小。
二、氢键
分子内氢键
分子间氢键
邻羟基苯甲醛
熔点2 ℃
沸点196.5℃
对羟基苯甲醛
熔点115 ℃
沸点246.6℃
分子间缔合能力加强， 熔沸点更高。
6.类型：
二、氢键
7.氢键对物质性质的影响
①氢键主要影响物质的熔、沸点。
①熔沸点高低：
分子间存在氢键＞分子间不存在氢键
②氢键类型不同：
分子间存在氢键＞分子内存在氢键
二、氢键
7.氢键对物质性质的影响
②氢键可影响物质的溶解度。
不同种分子之间不仅同种分子之间可以存在氢键，某些不同种分子之间也可能形成氢键。溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。
例如 NH3与H2O之间，所以这就导致了氨气在水中的惊人溶解度：1体积水中可溶解700体积氨气；
乙醇和水能以任意比例互溶等。
二、氢键
7.氢键对物质性质的影响
甘油、浓硫酸等多羟基化合物，由于分子间可形成众多的氢键，这些物质通常为黏稠状液体。
③氢键可影响液体的黏度。
加入其他会增加氢键作用的物质如糖、淀粉等作为溶质时，则会更进一步地通过增加氢键的强度来提升液体的粘性。
水的特殊物理性质
熔点/℃ 沸点/℃ ρ(0℃) ρ(4℃) ρ(20℃) ρ(100℃)
0.00 100.00 0.999841 1.000000 0.998203 0.958354
在水蒸气中，水以单个的H2O分子形式存在；无氢键。
在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成(H2O)n。
在固态水(冰)中，水分子大范围地以氢键互相联结(也存在范德华力)。
1.下列各组中两物质都能形成分子间氢键的是(　 　)
A.HClO4和H2SO4 B.CH3COOH和H2Se
C.C2H5OH和NaOH D.H2O2和HNO3
A
2.氢键是强极性键上的氢原子与电负性很大且含孤电子对的原子之间的静电作用力。下列事实与氢键无关的是(　 　)
A.相同压强下H2O的沸点高于HF的沸点
B.一定条件下,NH3与BF3可以形成NH3·BF3
C.羊毛制品水洗再晒干后变形
D.H2O和CH3OCH3的结构和极性并不相似,但两者能完全互溶
B
拓展视野
生命分子中的氢键
蛋白质中的氢键
DNA中的氢键
DNA的双螺旋结构
DNA碱基对是通过氢键相互识别并结合的
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超分子是由两种或两种以上的分子（或离子）通过分子间相互作用形成的分子聚集体。
“超分子”被称为共价键分子化学的一次升华，超分子化学被称为“超越分子概念的化学”。在形成超分子的各种分子间相互作用中，氢键尤为特殊，被称作为“超分子化学中的万能相互作用”。
氢键
DNA碱基配对
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超分子的特征之一：分子识别
冠醚与金属阳离子通过配位作用相结合
杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别
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超分子的特征之二：自组装
纯水 洗涤灵 胶束

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