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　　第四单元　分子间作用力　分子晶体
课时1　分子间作用力
专题3　微粒间作用力与物质性质
[学习目标]
1.熟知常见分子间作用力(范德华力和氢键)的本质及其对物质性质的影响(重点)。
2.能从微观角度理解氢键的特征、表示方法及形成条件(难点)。
新课导入
荷兰物理学家范德华是最早研究这种作用力的科学家，因而把这种分子间作用力称为范德华力。
思考：自然界中为什么存在固、液、气三态呢？
分子间存在着分子间作用力，大量的分子可通过分子间作用力结合成分子晶体。
一、范德华力
1.分子间作用力
(1)概念：分子之间都存在的一种相互作用。
本质上是一种静电作用，比化学键弱得多。
(2)分类：
两种最常见的分子间作用力
范德华力
氢键
一、范德华力
2.范德华力
概念：普遍存在于固体、液体和气体中分子之间的作用力。
特征：作用力比较小，无饱和性、无方向性。
影响因素：分子的大小、空间构型以及分子中的电荷分布是否均匀等。
组成和结构相似的分子，M越大，范德华力越大。如F2＜Cl2＜Br2＜I2
对物质性质的影响：主要影响物质物理性质，如熔点、沸点、溶解度。
范德华力越大，熔、沸点越高
一、范德华力
3.化学键与范德华力的比较
化学键 范德华力
概念
存在
强弱
对物质性 质的影响
物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用
一种普遍存在于固体、液体和气体中分子之间的作用力
分子(或晶体)内原子间
分子间(近距离)
较强
比化学键弱得多
影响化学性质(分子)和物理性质(晶体)
主要影响物理性质
思考交流
一、范德华力
1.正误判断
(1)HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力，故HI的沸点比HCl的高
(2)CO的沸点大于N2
√
√
2.液态苯、汽油等发生汽化时，为何需要加热？
液态苯、汽油等发生汽化需要吸收能量，克服其分子间的相互作用。
思考交流
一、范德华力
3.范德华力的类型有几种？分别是什么？
3种；
①电荷分布不均匀的分子(如HCl、H2O等)之间的范德华力。
②电荷分布均匀的分子(如 O2、N2、CO2等)之间的范德华力。
③电荷分布均匀的分子与电荷分布不均匀的分子之间的范德华力。
思考交流
一、范德华力
单质 熔点/℃ 沸点/℃
F2 -219.6 -188.1
Cl2 -101 -34.6
Br2 -7.2 58.8
I2 113.5 184.4
4.已知卤素单质的熔、沸点数据如下表所示，怎样解释其熔、沸点的变化规律。
卤素单质分子的结构相似，F2~I2的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，其熔、沸点依次升高。
二、氢键
1.氢键的形成和表示
当氢原子与电负性大、半径较小的原子X以共价键结合时，氢原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子Y之间形成氢键。
F—H
O—H
N—H
...
...
...
F
O
N
X—H…Y—
X和Y表示F、O、N
氢键
共价键
2.氢键的特点
二、氢键
(2)比化学键弱，比范德华力强。
(1)具有一定的方向性和饱和性。
kJ/mol F—H…F O—H…O N—H…N
氢键 28.1 18.8 20.9
共价键 568 462.8 390.8
(3)有分子间氢键和分子内氢键两种。
二、氢键
3.氢键对物质物理性质的影响
b.同分异构体熔、沸点：
a.分子间存在氢键的物质，物质的熔、沸点明显高。
分子间氢键 > 分子内氢键。
对羟基苯甲酸 邻羟基苯甲酸
>
(1)对物质熔、沸点的影响：
(2)对物质溶解度的影响：
氢键使溶质的溶解度增大，如NH3、乙醇等易溶于水。
NH3极易溶于水：
二、氢键
3.氢键对物质物理性质的影响
(3)对物质密度的影响：
分子间氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度大。
冰的结构：
冰中水分子间氢键，形成疏松晶体，体积膨胀，密度减小。
(4)对液体黏度的影响：
含有分子间氢键的液体一般黏度较大，如甘油、浓硫酸等。
二、氢键
4.生命分子中的氢键
氢键对于生命非常重要，生物体内的蛋白质和DNA的分子内或分子间都存在着大量的氢键。如DNA的双螺旋结构，它是由两条DNA大分子的碱基通过氢键配对形成的。
二、氢键
5.弱作用力的“强作用”——超分子化学中的万能相互作用
“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，被称为“超分子化学中的万能相互作用”。氢键的强度在化学键和范德华力之间，具有方向性和饱和性，使得它在超分子自组装过程中起着关键的作用。
思考交流
二、氢键
1.正误判断
(1)氢键通常是物质在液态时形成的，但有时也存在于某些晶体或气态物质中
(2)存在氢键，则必然存在范德华力，但存在范德华力不一定存在氢键
(3)H2O的稳定性大于H2S，是因为H2O分子间存在氢键
(4)冰融化成水，仅破坏氢键
(5)氢键均能使物质的熔、沸点升高
(6)在A—H…B中，A、B的电负性越大，氢键越强；B的原子半径越小，氢键越强
√
√
×
×
×
√
思考交流
二、氢键
2.醋酸与硝酸的相对分子质量相近，但沸点差异较大，试从形成氢键类型上分析其原因。
醋酸和硝酸均能形成氢键，但醋酸形成分子间氢键，而硝酸形成分子内氢键，所以硝酸的沸点要低得多。
思考交流
二、氢键
3.甲酸(HCOOH)可通过氢键形成二聚物，试画出其结构式。
思考交流
二、氢键
4.试用有关知识解释下列现象：
(1)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚高很多，原因：_______________________________________________
___________________________________。
(2)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3，NH3易液化的原因：_____________________________________________________
_________________________________________。
(3)水在常温下，其组成的化学式可用(H2O)m表示，原因：____________
__________________________________________________________________________________。
乙醇分子之间形成的氢键作用力远大于乙醚分子间的
范德华力，故乙醇的沸点比乙醚高很多
NH3分子间可以形成氢键，而N2、H2分子间的范德华力很小，
故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离
常温下，液态
水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团，而不是以单个分子形式存在，所以可用(H2O)m表示
自我测试
1.下列与氢键有关的说法错误的是
A.卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛( )的熔、沸点比对羟基苯甲醛
( )的熔、沸点低
C.氨水中存在分子间氢键
D.形成氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
√
自我测试
2.有下列两组命题，其中乙组命题正确且能用甲组命题解释的是
序号 甲组 乙组
① H—I键的键能大于H—Cl键的键能 HI比HCl稳定
② H—I键的键能小于H—Cl键的键能 HCl比HI稳定
③ HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力 HI的沸点比HCl的高
④ HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力 HI的沸点比HCl的低
A.①③　　　　B.②③　　　　C.①④　　　　D.②④
√
自我测试
3.A、B、C、D、E是短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的外围电子排布式可表示为A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，A与B在不同周期，且A的原子半径是元素周期表中最小的；D与B同主族，E在C的下一周期，且E是同周期元素中电负性最大的元素。
回答下列问题：
(1)C的简单氢化物比下一周期同主族元素的简单氢化物的沸点高，其原因是_____________________。
H2O分子间可形成氢键
(2)B、C两种元素都能和A元素组成两种常见溶剂，其分子式分别为______、_____。
C6H6
H2O
(3)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为___________________(填化学式)。
SiCl4>CCl4>CH4
本课结束

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