第四节分子间作用力.ppt

•积极参与到课堂活动中才积极参与到课堂活动中才会感受到学习的快乐！！会感受到学习的快乐！！讨论：• 1、下列物质融化时克服的作用力是什么？• NaOH Cu SiO2 MgCl2• 2、水通电分解、水的三态变化破坏的• 作用力 是什么？离子键金属键 共价键分子间作用力共价键分子间作用力分子间作用力范德华力范德华力氢键氢键离子键•阅读－思考－讨论：67－68页•1、任何物质中都存在范德华力吗？•2、任何状态下分子间都存在范德华力吗？•3、•4、范德华力主要影响物质的那些性质？•5、如何比较范德华力的大小？范德华力是化学键吗？与化学健有何区别？第四节、分子间作用力与物质的性质第四节、分子间作用力与物质的性质分子范德华力kj·mol-1键能kj·mol-1HCl21.14432HBr23.11366HI26.0298物质相对分子质量 熔点／℃沸点／℃F238-219.6-188.1Cl271-101-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4 1、范德华力是存在于分子之间的一种相互作用范德华力是存在于分子之间的一种相互作用。

2、由分子构成的物质：、由分子构成的物质： 固态和液态时分子间存在范德华力，气态时可能存固态和液态时分子间存在范德华力，气态时可能存 在范德华力（分子间力作用范围在范德华力（分子间力作用范围 0.3－－0.5nm）） 3、范德华力与化学键的区别：、范德华力与化学键的区别： 范德华力存在与分子之间，化学键存在与原子之间范德华力存在与分子之间，化学键存在与原子之间 范德华力的作用比化学键的键能小得多范德华力的作用比化学键的键能小得多 范德华力：范德华力：2－－20 kj·mol-1 化学键键能一般：化学键键能一般： 100－－600 kj·mol-1 一、范德华力与物质的性质一、范德华力与物质的性质4、范德华力主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物性、范德华力主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物性5、组成和结构相似的物质，随着相对分子质量增加，、组成和结构相似的物质，随着相对分子质量增加， 范德华力逐渐增强范德华力逐渐增强，溶、沸点逐渐升高。

溶、沸点逐渐升高练习•1、F2 Cl2 Br2 I2溶、沸点为什么逐渐升高？• 而Li Na K Rb Cs溶、沸点为什么逐渐降低？•2、烷烃、烯烃等同系列的物质溶沸点有何变化规律，为什么？质疑－拓展质疑－拓展范德华力是如何产生的？其实质是什么？范德华力是如何产生的？其实质是什么？有何特征？有何特征？1）. 取向力－－取向力发生在极性分子之间 2）.诱导力－－存在于极性分子与非极性分子之间，也存在于极性分子之间•3）.色散力－－存在于非极性分子之间，也存在于极性分子之间，范德华力的主要成分分子量越大，色散力越大 范德华力的成因：色散力、诱导力、取向力范德华力的成因：色散力、诱导力、取向力范德华力的本质范德华力的本质——弱的静电引力弱的静电引力范德华力的范德华力的特征特征：无方向性和饱和性无方向性和饱和性小结：范德华力与物质性质范德华力与物质性质1、范范德德华华力力是是存存在在于于分分子子之之间间的的一一种种比比化化学键弱的相互作用学键弱的相互作用2、范德华力与物质性质的关系1）.范德华力越大，物质的熔、沸点越高组成和结构相似的物质（如同系列物质）的熔、沸点一般随着分子量的增大而升高；当相对分子质量相同或相近时，极性分子化合物的熔、沸点比非极性分子高。

例：CO 沸点— －192℃ ； N2 沸点— －196℃2）范德华力越小，分子晶体硬度越小3）范德华力对物质的溶解度有影响 练习---提升•1、指出下列物质中存在那些微粒间的的相互作指出下列物质中存在那些微粒间的的相互作用？熔化时破坏的什么作用力？为什么？用？熔化时破坏的什么作用力？为什么？•（（1）硫酸钾－－）硫酸钾－－•（（2）二氧化硅－－）二氧化硅－－•（（4）干冰－－）干冰－－•（（5）金属钠－）金属钠－－－•（（6））MgCl2－－－－•2、物质的溶沸点高低有那些作用力决定？、物质的溶沸点高低有那些作用力决定？离子键、共价键－－离子键共价键－－共价键共价键、范德华力－范德华力金属键－－金属键离子化合物－－离子键离子化合物－－离子键金属单质－－－金属键金属单质－－－金属键由分子构成的物质－－分子间作用力由分子构成的物质－－分子间作用力由原子直接构成的物质－－共价键由原子直接构成的物质－－共价键离子键－－离子键联想－质疑• 1、据范德华力判断下列各组物质的溶• 沸点高低• (1) CH4 SiH4 GeH4 • (2)H2 O2 Cl2• (3)HF HCl HBr HI• (4) H2O H2S H2Se H2Te• 2、水的反常性质：• 水的溶沸点反常升高，水结冰体积变大，• 为什么？＜＜＜＜＜＜＜＜＞＞阅读－思考•1、什么是氢键？水中的氢键如何形成？、什么是氢键？水中的氢键如何形成？• 氢键如何表示？氢键如何表示？• 氢键的键长和键能的含义？氢键的键长和键能的含义？• 氢键有方向性和饱和性吗？氢键有方向性和饱和性吗？•2、氢键形成的条件？那些元素原子易形、氢键形成的条件？那些元素原子易形 成氢键？那些物质能形成氢键？成氢键？那些物质能形成氢键？4、氢键是化学键吗？氢键与化学键有何氢键是化学键吗？氢键与化学键有何 区别区别3、氢键对物质的性质有何影响？、氢键对物质的性质有何影响？ 氢键的形成氢键的形成 H2O O的电负性的电负性 = 3.5 H的电负性的电负性 = 2.1 二二. 氢键氢键 与物质的性质与物质的性质1、氢键－－与电负性大的原子（用、氢键－－与电负性大的原子（用X代表）以共价键结代表）以共价键结合的氢原子，与另一个电负性大的原子合的氢原子，与另一个电负性大的原子Y通过静电作通过静电作用和一定程度的轨道重叠形成的一种作用力称为氢键。

用和一定程度的轨道重叠形成的一种作用力称为氢键可用可用X—H…Y表示（表示（ X、、 Y可以相同）可以相同） 2、氢键具有方向性和饱和性（、氢键具有方向性和饱和性（对大多数而言对大多数而言））氢键的方向性：指氢键的方向性：指Y原子与原子与X—H形成氢键时，将尽可形成氢键时，将尽可能使氢键与能使氢键与X—H键轴在同一方向，即键轴在同一方向，即X—H…Y三个三个原子在同一直线上原子在同一直线上这样，X与与Y之间距离最远，两原之间距离最远，两原子电子云之间排斥力最小，所形成的氢键最强，体系子电子云之间排斥力最小，所形成的氢键最强，体系更稳定氢键的饱和性：指每一个氢键的饱和性：指每一个X—H只能与一个只能与一个Y原子形成原子形成氢键•3、氢键形成的条件、氢键形成的条件•①①要要有有一一个个与与电电负负性性很很大大的的元元素素X以以共共价价键键结结合合的的氢氢原子；原子；•②②还要有一个电负性很大且含有孤电子对的原子还要有一个电负性很大且含有孤电子对的原子Y；；•③③X与与Y的的原原子子半半径径要要小小，，这这样样X原原子子的的电电子子云云才才不不会会把把Y原子排斥开原子排斥开•X与与Y主要是：主要是：N O F •易易形形成成氢氢键键的的物物质质：：NH3 H2O HF 及及衍衍生生物物－－醇醇、、羧酸、氨基酸、无机酸羧酸、氨基酸、无机酸......•4、氢键的特点、氢键的特点•①①氢键比化学键弱但是比范德华力强；氢键比化学键弱但是比范德华力强；•②②氢氢键键的的强强弱弱与与X、、Y原原子子的的电电负负性性和和半半径径有有关关。

X、、Y原子的电负性大，半径小则形成的氢键越强原子的电负性大，半径小则形成的氢键越强•氢氢键键强强弱弱次次序序为为：：F—H…F＞＞O—H…O＞＞O—H…N＞＞N—H…N＞＞O—H…Cl＞＞O—H…S5、氢键对物质性质的影响、氢键对物质性质的影响①①对对物物质质熔熔、、沸沸点点的的影影响响：：当当分分子子间间存存在在氢氢键键时时，，分分子间的结合力增大，熔、沸点升高；子间的结合力增大，熔、沸点升高；②②对对物物质质溶溶解解度度的的影影响响：：在在极极性性溶溶剂剂中中，，若若溶溶质质能能与与溶溶剂剂形形成成氢氢键键，，则则溶溶解解度度增增大大，，如如NH3极极易易溶溶于于水水，，乙乙醇与水能以任意比例混醇与水能以任意比例混释疑：1、HF HCl HBr HI 熔点比较熔点比较 2、比较乙醇与甲醚的沸点？、比较乙醇与甲醚的沸点？ 3、、H2O，，NH3 在同族氢化物中在同族氢化物中沸点沸点最高？最高？ 4、水为什么有独特的物理性质？、水为什么有独特的物理性质？6、氢键的种类、氢键的种类①①分子间氢键：由两个或两个以上分子形成的氢键。

分子间氢键：由两个或两个以上分子形成的氢键如：如：HF H2O HCOOHH2O 分子间，分子间，HF 分子间氢键很强，以致于分子发生分子间氢键很强，以致于分子发生缔合经常经常以以 ( H2O ) 2 ，，( H2O ) 3 和和 ( HF ) 2 ，，( HF ) 3 形式存在形式存在②②分分子子内内氢氢键键：：同同一一分分子子内内原原子子团团之之间间形形成成的的氢氢键键，，多多见见于于有有机机化化合合物物如如苯苯酚酚邻邻位位上上有有CHO COOH OH NO2时时）） 邻邻硝硝基基苯苯酚酚 、、 邻苯二酚邻苯二酚当当分分子子内内形形成成氢氢键键时时常常使使其其熔熔沸沸点点低低于于同同类化合物类化合物分子内氢键不在一条直线上分子内氢键不在一条直线上•形成分子内氢键时，势必削弱分子间氢键的形成形成分子内氢键时，势必削弱分子间氢键的形成分子间氢键分子间氢键 m.p. 113 －－ 114 ℃有分子内氢键有分子内氢键 m. p. 44 －－ 45 ℃二、氢键二、氢键与电负性大的原子（用X代表）以共价键结合的氢原子，还可与另一个电负性大的原子Y相结合，形成的一种弱键称为氢键。

可用X—H…Y表示1、产生的条件①要有一个与电负性很大的元素X以共价键结合的氢原子；②还要有一个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，这样X原子的电子云才不会把Y原子排斥开2、氢键的特点①氢键比化学键弱但是比分子间作用力强；②氢键的强弱与X、Y原子的电负性和半径有关X、Y原子的电负性大，半径小则形成的氢键越强氢键强弱次序为：F—H…F＞O—H…O＞O—H…N＞N—H…N＞O—H…Cl＞O—H…S③氢键具有方向性和饱和性（对大多数而言）氢键的方向性：指Y原子与X—H形成氢键时，将尽可能使氢键与X—H键轴在同一方向，即X—H…Y三个原子在同一直线上这样，X与Y之间距离最远，两原子电子云之间排斥力最小，所形成的氢键最强，体系更稳定氢键的饱和性：指每一个X—H只能与一个Y原子形成氢键④氢键的本质：是一种较强的具有方向性的静电引力 三三 氢氢 键键 1 氢键的概念氢键的概念 以以 HF 为例，为例，F 的电负性相当大的电负性相当大，， r 相当相当小，电子对偏向小，电子对偏向 F，，而而 H 几乎成了质子。

这种几乎成了质子这种 H 与其它分子中电负性相当大、与其它分子中电负性相当大、r 小的原子相互接近时，产生一种特殊的分子间力小的原子相互接近时，产生一种特殊的分子间力 —— 氢键氢键 表表示为示为 · · · · 如如 F －－ H · · · · F －－ H 氢键的形成有两个两个条件：氢键的形成有两个两个条件： 1 与电负性大且与电负性大且 r 小的原子小的原子 ( F，，O，， N ) 相连的相连的 H ；； 2 在附近有电负性大，在附近有电负性大，r 小的原子小的原子 ( F，，O，，N ) 又如水分子之间的氢键又如水分子之间的氢键 由于由于 H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥，使两个原子在的两侧电负性极大的原子的负电排斥，使两个原子在 H 两侧呈直线排列除非其它外力有较大影响时，才改变方向两侧呈直线排列除非其它外力有较大影响时，才改变方向 2°氢键的强度氢键的强度 氢键的强度氢键的强度介于化学键和分子间作用力之间，其大小和介于化学键和分子间作用力之间，其大小和 H 两侧的原子的两侧的原子的电负性有关，见下列氢键的键能数据。

电负性有关，见下列氢键的键能数据 F －－ H ···· F O －－ H ···· O N －－ H ···· N E / kJ ·mol－－1 28.0 18.8 5.4 3°分子内氢键分子内氢键 上面谈的氢键均在分子间形成，若上面谈的氢键均在分子间形成，若 H 两侧的电负性大的原两侧的电负性大的原子属于同一分子，则为分子内氢键子属于同一分子，则为分子内氢键 2 氢键的特点氢键的特点 1°饱和性和方向性饱和性和方向性 由于由于 H 的体积小，的体积小，1 个个 H 只能形成一个氢键只能形成一个氢键 。

邻硝基苯酚邻硝基苯酚 3 氢键对于化合物性质的影响氢键对于化合物性质的影响 分子间存在氢键时，大大地影响了分子间的结合力，故物质分子间存在氢键时，大大地影响了分子间的结合力，故物质的熔点、沸点将升高的熔点、沸点将升高 HF HCl HBr HI半径依次增大，色散力增加，半径依次增大，色散力增加，b. p. 依次增高，依次增高， HCl < HBr < HI 但由于但由于 HF 分子间有氢键，故分子间有氢键，故 HF 的的 b. p. 在这个序列中最高，在这个序列中最高，破坏了从左到右破坏了从左到右 b. p. 升高的规律升高的规律 H2O，，NH3 由于分子间氢键由于分子间氢键的存在，在同族氢化物中的存在，在同族氢化物中 b. p. 亦是最高亦是最高如如 HNO3 CH3CH2OHH3C－－O－－CH3 存在分子间氢键，而分子量存在分子间氢键，而分子量相同的相同的 无分子间氢键无分子间氢键 ，故前者的，故前者的 b. p. 高高 。

 典型的例子是对硝基苯酚和邻硝基苯酚典型的例子是对硝基苯酚和邻硝基苯酚 ：： 可以形成分子内氢键时，势必削弱分子间氢键的形成故有可以形成分子内氢键时，势必削弱分子间氢键的形成故有分子内氢键的化合物的沸点，熔点不是很高分子内氢键的化合物的沸点，熔点不是很高 H2O 分子间，分子间，HF 分子间氢键很强，以致于分子发生缔合分子间氢键很强，以致于分子发生缔合 经常经常以以 ( H2O ) 2 ，，( H2O ) 3 和和 ( HF ) 2 ，，( HF ) 3 形式存在而形式存在而其中其中 ( H2O ) 2 的的排列最紧密排列最紧密，，且且 4 ℃ 时时 ( H2O ) 2 比例最大，故比例最大，故 4 ℃ 时水的密度最大时水的密度最大 有分子内氢键有分子内氢键 m. p. 44 －－ 45 ℃ 没有分子内氢键没有分子内氢键 m.p. 113 －－ 114 ℃。