分子中的作用力和氫鍵PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1分子中的作用力和氫鍵分子中的作用力和氫鍵三三.取向作用取向作用( (取向力取向力) )兩個(gè)固有偶極間存在的同極相斥、兩個(gè)固有偶極間存在的同極相斥、異極相吸的定向作用異極相吸的定向作用 稱為取向作用稱為取向作用。兩個(gè)極性分子相互靠近時(shí)，兩個(gè)極性分子相互靠近時(shí)，由于同極相斥由于同極相斥、異極相吸異極相吸， 分子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，分子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，并按異極相鄰狀態(tài)取并按異極相鄰狀態(tài)取向向，分子進(jìn)一步相互靠近分子進(jìn)一步相互靠近。+_+_+_+_取向取向+_+_誘導(dǎo)誘導(dǎo)分子離得較遠(yuǎn)分子離得較遠(yuǎn)第1頁(yè)/共25頁(yè)思考：思考：1.取向作用的大小取決于什么因素？取向作用的大小取決于什么因素？ 2.極性分子之間除了有

2、取向作用以外極性分子之間除了有取向作用以外，還有什么作用？還有什么作用？ 分子分子 取向力取向力 誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力 色散力色散力 非非-非非 非非-極極 極極-極極 第2頁(yè)/共25頁(yè) 分子間力是三種吸引力的總稱分子間力是三種吸引力的總稱， 其大小一般為幾其大小一般為幾 kJmol1， 比化學(xué)鍵小比化學(xué)鍵小 12 個(gè)數(shù)量級(jí)個(gè)數(shù)量級(jí).分子間的吸引作用分子間的吸引作用(1022 J)分子 取向能 誘導(dǎo)能 色散能 總和 He Ar Xe CO CCl4 HCl HBr HI H2O NH3 0 0 0 0.00021 0 1.2 0.39 0.021 11.9 5.2 0 0 0 0.0037 0 0.3

3、6 0.28 0.10 0.65 0.63 0.05 2.9 18 4.6 11.6 7.8 15 33 2.6 5.6 0.05 2.9 18 4.6 11.6 9.4 16 33 15 11 第3頁(yè)/共25頁(yè)分子間力的特點(diǎn)分子間力的特點(diǎn)：不同情況下，分子間力的組成不同。不同情況下，分子間力的組成不同。非極性分子之間只有色散力；非極性分子之間只有色散力；極性分子之間有三種力極性分子之間有三種力，并以色散力為主，并以色散力為主，僅僅極性很大的僅僅極性很大的H2O 分子例外分子例外 分子間力作用的范圍很小分子間力作用的范圍很小(一般是一般是300500pm) 分子間作用力較弱，既無(wú)方向性又無(wú)飽和

4、性分子間作用力較弱，既無(wú)方向性又無(wú)飽和性。第4頁(yè)/共25頁(yè)分子間力的意義：分子間力的意義：決定物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、決定物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、 氣化熱、熔化熱、氣化熱、熔化熱、蒸氣壓、溶解度及表面張力蒸氣壓、溶解度及表面張力等物理性質(zhì)的重要因素等物理性質(zhì)的重要因素HeNeArKrXe分子量分子量小大小大色散作用色散作用小大分子間力分子間力小大沸點(diǎn)熔點(diǎn)沸點(diǎn)熔點(diǎn)低高水中溶解度水中溶解度小大第5頁(yè)/共25頁(yè)3-2 氫鍵氫鍵第6頁(yè)/共25頁(yè) 鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng)特殊：特殊：FH F 255pm 鍵能鍵能小小 E(FH F) 28kJmol1 具有飽和性和方向性具有飽和性和方向性除了除了HF、H2O、NH3 有有分子間氫鍵分子

5、間氫鍵外外，在有機(jī)羧酸在有機(jī)羧酸、醇、酚、胺、氨基酸和蛋白質(zhì)中醇、酚、胺、氨基酸和蛋白質(zhì)中也有氫鍵的存在也有氫鍵的存在例如：甲酸靠氫鍵形成二聚體例如：甲酸靠氫鍵形成二聚體。HCOOHHOOHC第7頁(yè)/共25頁(yè)除了除了分子間氫鍵分子間氫鍵外，外，還有還有分子內(nèi)氫鍵分子內(nèi)氫鍵。例如，硝酸的分子內(nèi)氫鍵例如，硝酸的分子內(nèi)氫鍵 使其熔、沸點(diǎn)較低使其熔、沸點(diǎn)較低。4、氫鍵的應(yīng)用、氫鍵的應(yīng)用（1）解釋分子特殊高的熔沸點(diǎn)）解釋分子特殊高的熔沸點(diǎn)H2O,NH3,HF是各主族是各主族 熔沸點(diǎn)最高的氫化物熔沸點(diǎn)最高的氫化物分子間的氫鍵使熔沸點(diǎn)升高分子間的氫鍵使熔沸點(diǎn)升高，分子分子內(nèi)的氫鍵使熔沸點(diǎn)降低內(nèi)的氫鍵使熔沸點(diǎn)

6、降低.第8頁(yè)/共25頁(yè)（2）解釋分子的酸性）解釋分子的酸性HF的酸性低于的酸性低于HCl（HBr orHI）.（3）解釋物質(zhì)的溶解度）解釋物質(zhì)的溶解度 極性溶劑中，極性溶劑中， 分子間形成氫鍵，分子間形成氫鍵，溶解度增大，溶解度增大， 如如CH3OH , C2H5OH與與H2O混溶混溶.分子內(nèi)形成氫鍵，分子內(nèi)形成氫鍵， 在極性溶劑中的溶解度降在極性溶劑中的溶解度降低低COOH OH -COOHHO-第9頁(yè)/共25頁(yè)NaHCO3Na2CO3(溶解度溶解度) 試比較：試比較： COOH OH COOH |OHHO-COOH的熔、沸點(diǎn)高低，的熔、沸點(diǎn)高低， 溶解度大小溶解度大小.第10頁(yè)/共25頁(yè)

7、7-4離子的極化理論離子的極化理論 離子間主要存在靜電引力，但也存離子間主要存在靜電引力，但也存在范氏力，如誘導(dǎo)力、色散力及取向力在范氏力，如誘導(dǎo)力、色散力及取向力.這樣分子間的作用力的概念可以推廣到這樣分子間的作用力的概念可以推廣到離子體系離子體系.離子間除了主要的靜電吸引外離子間除了主要的靜電吸引外，誘導(dǎo)力起著很重要的作用，由于陽(yáng)離，誘導(dǎo)力起著很重要的作用，由于陽(yáng)離子的正電性往往很高，離子半徑又較小子的正電性往往很高，離子半徑又較小，外殼上缺少電子，它必然對(duì)與其作用，外殼上缺少電子，它必然對(duì)與其作用的陰離子會(huì)起到誘導(dǎo)作用，這種作用的陰離子會(huì)起到誘導(dǎo)作用，這種作用離子的極化作用離子的極化作用

8、. 陰離子半徑一般較大，外殼上有陰離子半徑一般較大，外殼上有較多的電子，這樣電子云必然較肥胖較多的電子，這樣電子云必然較肥胖，容易變形，在與陽(yáng)離子極化作用的，容易變形，在與陽(yáng)離子極化作用的過(guò)程，被陽(yáng)離子極化，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極過(guò)程，被陽(yáng)離子極化，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，從而使離子的電子云變形，從而使離子的電子云變形離子離子的變形性的變形性.Core：陽(yáng)離子極化，誘導(dǎo)陰：陽(yáng)離子極化，誘導(dǎo)陰離子變形離子變形.（注：（注：陽(yáng)離子極化作用占主陽(yáng)離子極化作用占主導(dǎo)地位，陰離子變形性占主導(dǎo)地位導(dǎo)地位，陰離子變形性占主導(dǎo)地位，二者是相互統(tǒng)一的二者是相互統(tǒng)一的.）離子的極化率：離子的極化率：描述離子本身變形性的物理量描述離子

9、本身變形性的物理量。離子的極化力：離子的極化力：描述一個(gè)離子對(duì)其他離子變形的影響能力。描述一個(gè)離子對(duì)其他離子變形的影響能力。第11頁(yè)/共25頁(yè)一、離子的極化率一、離子的極化率( () )-變形性變形性1.離子半徑離子半徑 r ：r 愈大，愈大， 愈大愈大。Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+F Cl Br(Cl) 3.離子的電子構(gòu)型離子的電子構(gòu)型第12頁(yè)/共25頁(yè)(18+2) e- 18 e- 917 e- 8 e-(Cd2+) (Ca2+)；(Cu+) (Na+)最易變形的離子是：最易變形的離子是：Cu+, Ag+ , Cd2+ , Hg2+ , Pt2+ etc S2- , I- , CN

10、- , CO32- etc二、二、.離子極化力離子極化力(f ) 1.離子半徑離子半徑 rr 小者，極化力大小者，極化力大Fe3+ Fe2+ Ti(IV) Ti3+2.離子電荷離子電荷電荷多者，極化力大電荷多者，極化力大Li+ Na+Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+第13頁(yè)/共25頁(yè)3. 離子的外層電子構(gòu)型離子的外層電子構(gòu)型(18+2) e- 18 e- 917 e- 8 e- Cu+ Na+ Ag+ Fe2+ K+ 三、三、 離子的相互極化作用離子的相互極化作用當(dāng)正負(fù)離子混合在一起時(shí)當(dāng)正負(fù)離子混合在一起時(shí)，著重考慮著重考慮正離子的極化力正離子的極化力， 負(fù)離子的變形性負(fù)離子的

11、變形性，但是但是18e構(gòu)型的正離子構(gòu)型的正離子(Ag+, Cd2+ 等等)也要考慮其變形性也要考慮其變形性.當(dāng)變形性較大的負(fù)離子如當(dāng)變形性較大的負(fù)離子如S2-遇到一個(gè)極化作用遇到一個(gè)極化作用大，大， 變形性也大的正離子如變形性也大的正離子如Hg2+就會(huì)發(fā)生相互極化作用就會(huì)發(fā)生相互極化作用，發(fā)生電子云的重疊發(fā)生電子云的重疊，第14頁(yè)/共25頁(yè)形成共價(jià)性為主的化合物形成共價(jià)性為主的化合物，使物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生改變使物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生改變.四、離子極化的結(jié)果四、離子極化的結(jié)果1. 鍵型過(guò)渡鍵型過(guò)渡-離子鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡離子鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡如：如：AgF AgCl AgBr AgI離子鍵離子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵核間距縮

12、短核間距縮短 Ag+ Ir/pm126+216 (= 342)R0/pm 299第15頁(yè)/共25頁(yè)2. 晶型改變晶型改變AgCl AgBr AgIr+/r- 0.695 0.63 0.58理論上晶型理論上晶型 NaCl NaCl NaCl實(shí)際上晶型實(shí)際上晶型 NaCl NaCl ZnS配位數(shù)配位數(shù) 6 6 43. 性質(zhì)改變性質(zhì)改變例如；溶解度例如；溶解度 AgCl AgBr AgI NaCl 易溶于水，易溶于水，CuCl 難溶于水難溶于水.第16頁(yè)/共25頁(yè)解釋堿土金屬氯化物的熔點(diǎn)變化規(guī)律：解釋堿土金屬氯化物的熔點(diǎn)變化規(guī)律：2BeCl2MgCl2CaCl2SrCl2BaCl熔點(diǎn)/405 714

13、 782 876 962五、五、 離子極化作用對(duì)化合物性質(zhì)的影響離子極化作用對(duì)化合物性質(zhì)的影響解釋物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律解釋物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律 1. 極化作用對(duì)化合物鍵型的影響極化作用對(duì)化合物鍵型的影響離子的極化作用越強(qiáng)，離子的極化作用越強(qiáng)， 形成化學(xué)鍵的離子性越形成化學(xué)鍵的離子性越小，小，共價(jià)性越強(qiáng)共價(jià)性越強(qiáng)，由離子鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡由離子鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡.AgFAgClAgBrAgI 離子型離子型過(guò)渡型過(guò)渡型 過(guò)渡型過(guò)渡型 共價(jià)型共價(jià)型 第17頁(yè)/共25頁(yè)LiCl BeCl2 FeCl2 FeCl3 部分共價(jià)型部分共價(jià)型 共價(jià)型共價(jià)型 離子型離子型 共價(jià)型共價(jià)型 AlCl3 SnCl2 SnCl4

14、共價(jià)化合物共價(jià)化合物部分離子性部分離子性典型的共價(jià)分子典型的共價(jià)分子Na2 MgOAl2O3 SiO2 P4O10 SO3 Cl2O7離子晶體離子晶體原子晶體原子晶體過(guò)渡型過(guò)渡型分子晶體分子晶體 第18頁(yè)/共25頁(yè)2. 離子極化作用離子極化作用對(duì)化合物溶解度的影對(duì)化合物溶解度的影響響 離子極化作用越大，離子極化作用越大， 化合物的共價(jià)成分越多化合物的共價(jià)成分越多水中的溶解度越小水中的溶解度越小.AgF AgCl AgBr AgIZnS CdS HgSCuFCuCl CuBr CuI 3.對(duì)化合物熔點(diǎn)的影響對(duì)化合物熔點(diǎn)的影響離子極化作用越強(qiáng)，離子極化作用越強(qiáng)， 化合物的熔點(diǎn)越低化合物的熔點(diǎn)越低.

15、第19頁(yè)/共25頁(yè)NaCl CaCl2 AlCl3 SiCl4 NaCl CaCl2 MnCl2 ZnCl2 SnCl2 SnCl4 FeCl2 FeCl3 4.對(duì)化合物熱穩(wěn)定性的影響對(duì)化合物熱穩(wěn)定性的影響離子極化作用越大離子極化作用越大， 熱穩(wěn)定性越差熱穩(wěn)定性越差. BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3BaCO3Li2CO3 Ag2CO3 H2CO3 NaHCO3 Na2CO3 Ag2CO3 MnCO3 CaCO3第20頁(yè)/共25頁(yè)5.離子極化作用離子極化作用 使化合物顏色加深使化合物顏色加深 離子相互極化作用越強(qiáng)離子相互極化作用越強(qiáng)， 正負(fù)離子的電子云重疊部分越正負(fù)離子的電子云重

16、疊部分越多，多，越易產(chǎn)生越易產(chǎn)生電荷遷移電荷遷移，吸收光由紫外段移至可見(jiàn)光吸收光由紫外段移至可見(jiàn)光， 因此化合物的顏色加深。因此化合物的顏色加深。AgF(無(wú)色無(wú)色) AgCl（白色）（白色） AgBr（淺黃）（淺黃）AgI（黃（黃色）色） ZnI2（白色）（白色） CdI2（黃綠色）（黃綠色） HgI2（桔（桔紅）紅）PbCl2（白色）（白色）PbI2（黃色）（黃色）ZnS(白色白色) CdS（亮黃色）（亮黃色）HgS（紅或黑（紅或黑）CuI2 （不存在，強(qiáng)烈極化作用，發(fā)生氧化還原反應(yīng)（不存在，強(qiáng)烈極化作用，發(fā)生氧化還原反應(yīng)）CuCl2 （棕黃色）（棕黃色） CuBr2 （深棕色（深棕色） 第

17、21頁(yè)/共25頁(yè) 紅橙黃黃綠綠綠藍(lán)藍(lán)綠藍(lán)紫350nm750nm第22頁(yè)/共25頁(yè)1. 1. 化學(xué)鍵的種類與特點(diǎn)化學(xué)鍵的種類與特點(diǎn). . 離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵的特點(diǎn)及它們的形成過(guò)程離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵的特點(diǎn)及它們的形成過(guò)程2. 2. 晶格能的意義晶格能的意義及應(yīng)用及應(yīng)用BomBomHaberHaber循環(huán)進(jìn)行計(jì)循環(huán)進(jìn)行計(jì) 算，晶格能對(duì)離子化合物熔點(diǎn)、硬度的影響算，晶格能對(duì)離子化合物熔點(diǎn)、硬度的影響3. 3. 共價(jià)鍵的主要理論與特點(diǎn)共價(jià)鍵的主要理論與特點(diǎn). .LewisLewis結(jié)構(gòu)，價(jià)鍵理論、雜化軌道理論、結(jié)構(gòu)，價(jià)鍵理論、雜化軌道理論、VSEPRVSEPR理論理論 和分子軌道理論的基本要點(diǎn)及應(yīng)用。和分子軌道理論的基本要點(diǎn)及應(yīng)用。4. 4. 價(jià)層電子對(duì)互斥理論價(jià)層電子對(duì)互斥理論討論討論一些常見(jiàn)分子一些常見(jiàn)分子的的 空間幾何構(gòu)型，并由此推出中心原子的雜化態(tài)，空間幾何構(gòu)型，并由此推出中心原子的雜化態(tài)， 5. 5. 應(yīng)用分子軌道理論應(yīng)用分子軌道理論第二周期同核或異核雙原第二周期同核或異核雙原 子分子的分子軌道表達(dá)式，分析鍵參數(shù)；子分子的分子軌道表達(dá)式，分析鍵參數(shù)； 第七章第七章 分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)-小結(jié)小結(jié)第23頁(yè)/共25頁(yè)6.6.分子間力及氫鍵對(duì)物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響。分子間力及氫鍵對(duì)物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響。7.7.晶體結(jié)構(gòu)的