分子间作用力分子晶体课件.ppt

气体加压或降温时为什么会变为气体加压或降温时为什么会变为液体、固体？液体、固体？分子间存在一种把分子聚集在一起的分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力作用力-----范德华力范德华力v结结论论：：范范德德华华力力很很弱弱，，约约比比化化学学键键能能小小1-2数量级数量级分子分子HCl    HBr    HI范范 德德 华华 力力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价键键能共价键键能(kJ/mol)431.8366298.7v范范德德华华力力：：存存在在于于分分子子间间的的一一种种较较弱弱的的相相互作用力互作用力  (2) (2) 范德华力与相对分子质量的关系范德华力与相对分子质量的关系结论：结构相似，相对分子质量越大，结论：结构相似，相对分子质量越大，范德华力范德华力越大越大，，熔沸点越高熔沸点越高   单质单质相对分子质量相对分子质量熔点熔点/℃沸点沸点/℃F238-219.6-188.1Cl271-101.0-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4分子分子HCl   HBr    HI Ar相对分子质量相对分子质量36．．581128 40范范德德华华力力(kJ/mol)21.1423.1126.00 8.50熔点熔点/℃-114.8-98.5-50.8  沸点沸点/℃-84.9-67-35.4  (3)(3)范德华力与分子的极性的关系范德华力与分子的极性的关系分子相对分子质量分子的极性熔点/℃℃沸点/℃℃CO28极性-205.05-191.49N228非极性-210.00-195.81结论：相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，结论：相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大， 范德华力范德华力越大越大, ，其熔沸点越高，其熔沸点越高v（1）组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。

v（2）分子的极性越大，范德华力越大，一般来说极性分子间的作用力大于非极性分子间的作用力2、影响范德华力大小的因素例例2：下列叙述正确的是：：下列叙述正确的是：A．．氧气的沸点低于氮气的沸点氧气的沸点低于氮气的沸点B、、稀有气体原子序数越大沸点越高稀有气体原子序数越大沸点越高C、、分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低D、、同周期元素的原子半径越小越易失去电子同周期元素的原子半径越小越易失去电子(B C））将将干冰气化，破坏了干冰气化，破坏了CO2分子晶体的分子晶体的—————将将CO2气体溶于水，破坏了气体溶于水，破坏了CO2分子的分子的————分子间分子间作用力作用力共价键共价键思考：思考：作用微粒作用微粒 作用力强弱作用力强弱意义意义化学键化学键范德华力范德华力相邻原子相邻原子之间之间作用力强烈作用力强烈影响物质的化影响物质的化学性质和物理学性质和物理性质性质分子之间分子之间作用力微弱作用力微弱影响物质的物影响物质的物理性质（熔、理性质（熔、沸点及溶解度沸点及溶解度等）等）氢键成因探究氢键成因探究分分子子的的性性质质      从下两幅图中得到什么信息？如何用分子间力解释曲线形状？氢键成因探究氢键成因探究分分子子的的性性质质结论：结论：H2O NH3 HF比同主族氢化物的沸点高？比同主族氢化物的沸点高？猜想：猜想：H2O NH3 HF除了范德华力之外，是否除了范德华力之外，是否还存在一种作用力？还存在一种作用力？v氢键：除范德华力外的另一种分子间作用力，它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力。

v 注意：不属于化学键2、、氢键键能大小氢键键能大小：： F—H---FO—H--- ON—H--- N氢氢键键键键能能 (kJ/mol)28.118.820.9共共 价价 键键 键键能能(kJ/mol)568462.8390.8氢键氢键——比范德华力要比范德华力要强强而比化学键而比化学键弱弱的分子间的分子间作用力作用力氢键成因探究氢键成因探究分分子子的的性性质质思考讨论思考讨论从从H2O NH3 HF的成键情况和中心原子价的成键情况和中心原子价层电子等讨论形成氢键的条件层电子等讨论形成氢键的条件A—H ··· B－2.氢键的形成条件氢键的形成条件氢键氢键A、、 B为电负性为电负性较强，有孤对电较强，有孤对电子的原子子的原子氢键成因探究氢键成因探究分分子子的的性性质质3.氢键的存在与分类氢键的存在与分类v分子间氢键：v分子内氢键：3 3、氢键对物质性质的影响、氢键对物质性质的影响（（1 1）对熔点和沸点的影响）对熔点和沸点的影响 分分子子间间形形成成氢氢键键会会导导致致物物质质的的熔熔沸沸点点升升高高，，分分子子内内形形成成氢氢键键则则会会导导致致物物质质的的熔熔沸沸点点降低降低 （（2 2）对溶解度的影响）对溶解度的影响•溶溶质质分分子子与与溶溶剂剂分分子子之之间间形形成成氢氢键键使使溶溶质溶解度增大。

质溶解度增大应用与拓展v为什么NH3极易溶于水？v为什么冰的密度比液态水小?(H2O)nv怎样解释接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来相对分子质量大一些？在在固固态态水水（（冰冰））中中，，水水分分子子大大范范围围地地以以氢氢键键互互相相联联结结，，形形成成相相当当疏疏松松的的晶晶体体，，从从而而在在结结构构中中有有许许多多空空隙隙，，造造成成体体积积膨膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上胀，密度减小，因此冰能浮在水面上 分子晶体分子晶体 １、概念１、概念 分子间以分子间作用力（分子间以分子间作用力（范德华力范德华力,氢键氢键）相）相结合的晶体叫分子晶体结合的晶体叫分子晶体 构成分子晶体的粒子是构成分子晶体的粒子是分子分子，， 粒子间的相互作用是粒子间的相互作用是分子间作用力分子间作用力 ．．分子晶体有哪些物理特性分子晶体有哪些物理特性,为什么？为什么？        由于分子间作用力很弱由于分子间作用力很弱，，所以分子晶体所以分子晶体一般具有：一般具有：①① 较低的熔点和沸点较低的熔点和沸点②② 较小的硬度较小的硬度③③ 一般都是绝缘体，熔融状态也不导电。

一般都是绝缘体，熔融状态也不导电2.2.分子晶体的物理特性分子晶体的物理特性(1)(1)所有所有所有所有非金属氢化物：非金属氢化物：非金属氢化物：非金属氢化物： H H2 2O, HO, H2 2S, NHS, NH3 3, CH, CH4 4, HX, HX(2) (2) 部分非金属单质部分非金属单质部分非金属单质部分非金属单质: : X X2 2, N, N2 2, O, O2 2, H, H2 2, S, S8 8, P, P4 4, C, C6060 (3) (3) 部分非金属氧化物部分非金属氧化物部分非金属氧化物部分非金属氧化物: : COCO2 2, SO, SO2 2, N, N2 2OO4 4, , P P4 4OO6 6, , P P4 4OO10 10 (4) (4) 几乎所有的几乎所有的几乎所有的几乎所有的酸：酸：酸：酸： H H2 2SOSO4 4, HNO, HNO3 3, H, H3 3POPO4 4(5) (5) 大多数有机物：大多数有机物：大多数有机物：大多数有机物： 乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖3.3.典型的分子晶体典型的分子晶体〖〖思考思考1〗〗是不是在分子晶体中分子间只是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力？存在范德华力？ 不对，分子间氢键也是一种分子不对，分子间氢键也是一种分子间作用力，如冰中就同时存着范德华间作用力，如冰中就同时存着范德华力和氢键。

力和氢键〖〖思考思考2〗〗为何干冰的熔沸点比冰低，密度却为何干冰的熔沸点比冰低，密度却比冰大？比冰大？ 由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，由于冰中除了范德华力外还有氢键作用，破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰破坏分子间作用力较难，所以熔沸点比干冰高 由于分子间作用力特别是氢键的方向性，由于分子间作用力特别是氢键的方向性，导致晶体冰中有相当大的空隙，所以相同状导致晶体冰中有相当大的空隙，所以相同状况下体积较大况下体积较大 由于由于CO2分子的相对分子质量分子的相对分子质量>H2O，所，所以干冰的密度大以干冰的密度大4.4.晶体分子结构特征晶体分子结构特征（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆（１）只有范德华力，无分子间氢键－分子密堆积（积（每个分子周围有每个分子周围有12个紧邻的分子，如：个紧邻的分子，如：C60、、干冰干冰 、、I2、、O2））（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征（２）有分子间氢键－不具有分子密堆积特征（（如如：：HF 、、冰冰、、NH3 ））分子的密堆积分子的密堆积（与每个分子距离最近的相同分子分子共有（与每个分子距离最近的相同分子分子共有（与每个分子距离最近的相同分子分子共有（与每个分子距离最近的相同分子分子共有12121212个个个个 ））））由此可见，由此可见，由此可见，由此可见，与与与与COCOCOCO2 2 2 2分子距离最近的分子距离最近的分子距离最近的分子距离最近的COCOCOCO2 2 2 2分子共有分子共有分子共有分子共有12121212个个个个 。

分子的密堆积分子的密堆积干干冰冰的的晶晶体体结结构构图图冰中１个水分子周围有４个水分子冰中１个水分子周围有４个水分子冰的结构冰的结构氢键具有方向性氢键具有方向性分子的非密堆积分子的非密堆积5、分子晶体熔、沸点高低的比较规律、分子晶体熔、沸点高低的比较规律分子晶体要熔化或汽化都需要克服分分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间的作用力分子间作用力越大，物质子间的作用力分子间作用力越大，物质熔化和汽化时需要的能量就越多，物质的熔化和汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高熔、沸点就越高     因此，比较分子晶体的熔、沸点高低，因此，比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力（包括范力实际上就是比较分子间作用力（包括范力和氢键）的大小和氢键）的大小（（1）组成和结构相似的物质，）组成和结构相似的物质，___________________________________烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、羧烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、羧酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加而升高     分子间有氢键的物质（分子间有氢键的物质（HF、、H2O、、NH3等）熔、沸点反常。

形成分子内氢键的等）熔、沸点反常形成分子内氢键的物质，其熔、沸点低于形成分子间氢键的物质，其熔、沸点低于形成分子间氢键的物质分子量越大，熔沸点越高分子量越大，熔沸点越高（（2）在烷烃的同分异构体中，一般来说，）在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，支链数越多，______________如沸点：如沸点：正戊烷正戊烷 > 异戊烷异戊烷 > 新戊烷；芳香烃及其新戊烷；芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照衍生物苯环上的同分异构体一般按照“____________________”的顺序熔沸点越低熔沸点越低邻位邻位 > 间位间位 > 对位对位笼状化合物笼状化合物       CO2和和SiO2的一些物理性质如下表所示，的一些物理性质如下表所示，通过比较试判断通过比较试判断SiO2晶体是否属于分子晶体晶体是否属于分子晶体                            【【思考与交流思考与交流】】。