范德华力越大课件.ppt

专题专题3 微粒间作用力与物质性质微粒间作用力与物质性质1、定义：、定义：分子间存在一种把分子聚集在一起的作分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力用力分子间作用力分子间作用力范德华力范德华力氢键氢键2 2、实质：、实质：是一种静电作用，它比化学键是一种静电作用，它比化学键弱很多3 3、分类、分类:一、范德华力一、范德华力是一种普遍存在于固体、液体和是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子间较弱的相互作用力气体中分子间较弱的相互作用力1.1.范德华力范德华力2.2.特点：特点：只存在于分子间，包括单原子分子只存在于分子间，包括单原子分子只有分子充分接近时才有相互作用只有分子充分接近时才有相互作用（300300500pm500pm）范德华力一般没有饱和性和方向性范德华力一般没有饱和性和方向性范德华力很弱，约比化学键能小范德华力很弱，约比化学键能小1-21-2数量级数量级教科书教科书P50几种类型的范德华力几种类型的范德华力思考：思考：依据下列几组物质的熔点或沸点数据，总依据下列几组物质的熔点或沸点数据，总结影响范德华力的因素结影响范德华力的因素 物质物质F F2 2ClCl2 2BrBr2 2I I2 2熔点熔点()()-219.6-219.6-101-101-7.2-7.2113.5113.5物质物质N2CO熔点熔点()()-209.9-199物质物质丁烷丁烷 正戊烷正戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷 己烷己烷沸点沸点()()-0.5-0.5 36.136.127.927.99.59.568.968.9第一组第一组第二组第二组第三组第三组结论结论1：组成和结构相似的分子，组成和结构相似的分子，相对分子质量相对分子质量越大，越大，范德华力越大。

范德华力越大结论结论2：同分异构体中，分子的支链越多，分子间同分异构体中，分子的支链越多，分子间越难靠近，分子间距离就越大，范德华力越小越难靠近，分子间距离就越大，范德华力越小结论结论3：相对分子质量相同的分子，相对分子质量相同的分子，分子内部电荷分子内部电荷分布不均匀（即分子极性）分布不均匀（即分子极性），范德华力增大范德华力增大3.3.影响范德华力大小因素：影响范德华力大小因素：相对分子质量相对分子质量分子空间结构分子空间结构分子中电荷分布是否均匀分子中电荷分布是否均匀4.4.范德华力大小对由分子构成物质的物理性质的影响：范德华力大小对由分子构成物质的物理性质的影响：范德华力越大，克服分子间作用力使物质熔化和气范德华力越大，克服分子间作用力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔、沸点越高化就需要更多的能量，熔、沸点越高若溶质分子能与溶剂分子形成较强的范德华力，则若溶质分子能与溶剂分子形成较强的范德华力，则溶质在该溶剂中的溶解度较大溶质在该溶剂中的溶解度较大作用微粒作用微粒作用力强弱作用力强弱意意 义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影响物质的化学性质和化学性质和物理性质物理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）化学键与范德华力的比较化学键与范德华力的比较 问题解决问题解决 解释下列各主族氢化物的沸点变化规律解释下列各主族氢化物的沸点变化规律氢化物氢化物CHCH4 4SiHSiH4 4GeHGeH4 4SnHSnH4 4沸点沸点()()-160-160-112-112-88-88-52-52氢化物氢化物H H2 2O OH H2 2S SH H2 2SeSe H H2 2TeTe沸点沸点()()100100-61-61-41-41-20-20思考思考1 1：第第AA族中的族中的H H2 2O O的沸的沸点点“反常反常”高说明了什么？高说明了什么？思考思考3 3：H H2 2O O中的氢键是如何形成的呢？中的氢键是如何形成的呢？思考思考2 2：水分子之间除了范德华力之外，额外增加水分子之间除了范德华力之外，额外增加的作用力的原因可能是什么？的作用力的原因可能是什么？V型分子型分子+-示意图示意图氧原子氧原子半径小半径小，电负性大电负性大（3.5)几乎成了裸露的几乎成了裸露的“质子质子”键的键的极性很大极性很大+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-二、氢键的形成二、氢键的形成1.氢键定义：氢键定义：指已经以共价键与其它原子成键的指已经以共价键与其它原子成键的氢原子氢原子与另一个与另一个原子之间产生的原子之间产生的分子间作用力。

用分子间作用力用XHY表示表示2.氢键形成条件：氢键形成条件：（1 1）含）含X XH H强极性键强极性键（2 2）X X、Y Y为电负性大、半径为电负性大、半径小的原子小的原子 (如如F F、OO、N)N)3.氢键特点：氢键特点：有饱和性和方向性有饱和性和方向性4.氢键的强弱：氢键的强弱：F FH HF FO OH HO ON NHHN N比范德华力要强而比化学键比范德华力要强而比化学键弱的分子间作用力弱的分子间作用力 邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛是同分异构体，邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛是同分异构体，邻羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛的熔点的熔点22，沸点，沸点115115，对羟基苯甲醛对羟基苯甲醛的熔点的熔点196.5196.5，沸点，沸点250250请分析它们所形成的氢键的不同，以及导致请分析它们所形成的氢键的不同，以及导致两者熔点差异的原因两者熔点差异的原因邻邻羟基苯甲醛羟基苯甲醛对对羟基苯甲醛羟基苯甲醛氢键成因探究氢键成因探究4 4、氢键的分类及其对物质性质的影响、氢键的分类及其对物质性质的影响1)1)分子间氢键：分子间氢键：物质的熔沸点升高物质的熔沸点升高溶质溶解度增大溶质溶解度增大2)2)分子内氢键：分子内氢键：物质的熔沸点下降物质的熔沸点下降溶质溶解度减小溶质溶解度减小教科书教科书 P521、请解释物质的下列性质：、请解释物质的下列性质：（1）NH3极易溶于水。

极易溶于水2）氟化氢的熔点比氯化氢的高氟化氢的熔点比氯化氢的高H HNHO H H2 2、从氢键的角度分析造成醋酸、硝酸、从氢键的角度分析造成醋酸、硝酸两种相对分子质量相近的分子熔沸点相两种相对分子质量相近的分子熔沸点相差较大的可能原因差较大的可能原因为什么冰的密度比液态水小为什么冰的密度比液态水小?解释水结冰时体积膨胀、密度减小的原因解释水结冰时体积膨胀、密度减小的原因氢键在生命体分子中的作用？氢键在生命体分子中的作用？教科书教科书 P52水分子三态与氢键的关系水分子三态与氢键的关系水分子间形成的氢键水分子间形成的氢键在在固固态态水水（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胀，密密度度减减小小，因因此此冰冰能能浮浮在水面上在水面上图图3-353-35是干冰是干冰(CO(CO2 2)分子晶体分子晶体模型模型通过学习有关分子间作用通过学习有关分子间作用力的知识，你知道下列问题的答力的知识，你知道下列问题的答案吗？案吗？1.1.构成分子晶体的微粒是什么？构成分子晶体的微粒是什么？分子晶体中微粒间的作用力是分子晶体中微粒间的作用力是 什么？什么？2.2.分子晶体有哪些共同的物理性分子晶体有哪些共同的物理性 质？为什么它们具有这些共同质？为什么它们具有这些共同 的物理性质？的物理性质？H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一一些些氢氢化化物物的的沸沸点点三、分子晶体三、分子晶体（1）分子间以分子间作用力相结合的晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体叫叫分子晶体分子晶体。

2）构成分子晶体的粒子是：）构成分子晶体的粒子是：（3）微粒间的相互作用是：）微粒间的相互作用是：由于分子晶体的构成微粒是分子，所以分子由于分子晶体的构成微粒是分子，所以分子晶体的化学式几乎都是分子式晶体的化学式几乎都是分子式1.1.分子晶体的概念及其结构特点：分子晶体的概念及其结构特点：分子分子范德华力范德华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？【思考与交流思考与交流】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：较低的熔点和沸点；较低的熔点和沸点；较小的硬度；较小的硬度；固体及熔融状态不导电有的溶于水能固体及熔融状态不导电有的溶于水能 导电2.2.物理特性物理特性分子晶体分子晶体(1)所有所有非金属氢化物：非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(2)大多数非金属单质大多数非金属单质:X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60(3)大多数非金属氧化物大多数非金属氧化物:CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10(4)几乎所有的几乎所有的酸：酸：H2SO4 、HNO3 、H3PO4(5)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3.3.典型的分子晶体典型的分子晶体分子晶体分子晶体4.4.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子间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，物质熔化和汽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、沸点就越化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高因此，比较分子晶体的熔、沸点高低，实因此，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（包括范德华力和际上就是比较分子间作用力（包括范德华力和氢键）的大小氢键）的大小分子晶体分子晶体COCO2 2和和和和SiOSiO2 2的一些物理性的一些物理性的一些物理性的一些物理性质如下表所示请你从两种晶质如下表所示请你从两种晶质如下表所示请你从两种晶质如下表所示请你从两种晶体的构成微粒及微粒间作用力体的构成微粒及微粒间作用力体的构成微粒及微粒间作用力体的构成微粒及微粒间作用力的角度，分析导致干冰和二氧的角度，分析导致干冰和二氧的角度，分析导致干冰和二氧的角度，分析导致干冰和二氧化硅晶体性质差异的原因化硅晶体性质差异的原因化硅晶体性质差异的原因化硅晶体性质差异的原因5.5.干冰的晶体结构干冰的晶体结构（1）二氧化碳分子的位置：在晶二氧化碳分子的位置：在晶体中截取一个最小的正方体，正体中截取一个最小的正方体，正方体的八个顶点都落到方体的八个顶点都落到COCO2 2分子分子的中心，在这个正方体的的中心，在这个正方体的每个每个面心上还有一个面心上还有一个COCO2 2分子。

分子81/8+61/2=41212个个（2 2）每个晶胞含二氧化碳）每个晶胞含二氧化碳分子的个数分子的个数（3 3）与每个二氧化碳分子等距离）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有且最近的二氧化碳分子有 由此可见，与由此可见，与由此可见，与由此可见，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个个个个思考思考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冰中水分子之间的主要作用是氢键（也有范德华力），每冰中水分子之间的主要作用是氢键（也有范德华力），每个水分子周围只有个紧邻的水分子，而不是个水分子周围只有个紧邻的水分子，而不是1212个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混合晶体混合晶体石墨的晶体结构模型石墨的晶体结构模型石墨晶体的结构特点和性质石墨晶体的结构特点和性质分层的平面网状结构，层内分层的平面网状结构，层内C原子。