2019-2020學(xué)年第二學(xué)期人教版化學(xué)選修3課時(shí)突破：2.3分子的性質(zhì)（二）【要點(diǎn)透析、提升訓(xùn)練】

1、知識(shí)像燭光，能照亮一個(gè)人，也能照亮無(wú)數(shù)的人。-培根選修3課時(shí)突破：分子的性質(zhì)（二）【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】一、范德華力及其對(duì)物質(zhì)的影響范德華力：分子之間作用力。范德華力很_，約比化學(xué)鍵能小_數(shù)量級(jí)。相對(duì)分子質(zhì)量_，范德華力_；分子的極性_，范德華力_。二、氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1氫鍵：是由已經(jīng)與電負(fù)性很_的原子形成共價(jià)鍵的_原子(如水分子中的氫)與另一個(gè)分子中電負(fù)性很_的原子(如水分子中的氧)之間的作用力。2分子間氫鍵：使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)_。3分子內(nèi)氫鍵：使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)_。4氫鍵表示方法：_。三、手性1概念：具有_的一對(duì)分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能_，互稱(chēng)手性異構(gòu)體。有手性異構(gòu)體

2、的分子叫做手性分子。2應(yīng)用：合成藥物。四、無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性1對(duì)于同一種元素的含氧酸來(lái)說(shuō)，該元素的化合價(jià)_，其含氧酸的酸性_。2含氧酸的通式可寫(xiě)成(HO)mROn，R相同，n值_，酸性_。注意：CO2的水溶液是碳酸，因_，所以酸性弱。答案弱12越大越大越大越大強(qiáng)氫強(qiáng)升高降低XHY完全相同的組成和原子排列重疊越高越強(qiáng)越大越強(qiáng)溶于水的CO2只有約百分之一與水反應(yīng)生成碳酸知識(shí)點(diǎn)1分子間作用力水分解時(shí)分子內(nèi)的化學(xué)鍵(OH極性鍵)要發(fā)生改變，而水的三態(tài)變化中化學(xué)鍵不改變；對(duì)氣體加壓降溫可使其液化，液體在降溫時(shí)可以凝固。這表明分子之間也存在多種相互作用，這些作用統(tǒng)稱(chēng)為分子間作用力。分子間作用力是一類(lèi)弱相

3、互作用力，其中最常見(jiàn)的是范德華力和氫鍵。知識(shí)點(diǎn)2范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)范德華力的存在范德華力是分子之間普遍存在的一種相互作用力，它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)和液態(tài))存在。(2)范德華力的大小范德華力是分子間的一種微弱的相互作用。Ar、CO、HI、HBr、HCl分子間的范德華力如下表：分子ArCOHIHBrHCl范德華力/kJ·mol18.508.7526.0023.1121.14注意：CO、HI、HBr、HCl鍵的鍵能分別是351kJ/mol、299 kJ/mol、366 kJ/mol、432 kJ/mol，可見(jiàn)范德華力很弱，比化學(xué)鍵鍵能小得多。(3)影響范德華力

4、的因素影響范德華力的因素主要有分子的質(zhì)量與分子的極性等。一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大；分子的極性越強(qiáng)，范德華力越大。(4)范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，主要包括熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等。對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，克服范德華力所需消耗的能量越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高。例如，CO2和CS2的組成、結(jié)構(gòu)相似，CS2的相對(duì)分子質(zhì)量大，范德華力大，熔、沸點(diǎn)就比CO2高，常溫下CO2是氣態(tài)而CS2是液態(tài)。又如，鹵素單質(zhì)(F2、Cl2、Br2、I2)、A族元素的氫化物(CH4、SiH4、GeH4)和鹵化氫(HCl、HBr、HI)的熔、沸點(diǎn)逐漸升高

5、也是因?yàn)榉兜氯A力逐漸增大的緣故。知識(shí)點(diǎn)3氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)氫鍵的形成當(dāng)氫原子與非金屬性很強(qiáng)的氟、氧、氮原子形成共價(jià)鍵時(shí)，由于氟、氧、氮的電負(fù)性比氫大得多，所以它們的共用電子對(duì)就強(qiáng)烈地偏向氟、氧、氮原子，而使氫原子核幾乎“裸露”出來(lái)。這樣帶正電的核就能與另一個(gè)(HF、H2O、NH3)分子中的(氟、氧、氮)原子的孤對(duì)電子相互吸引和發(fā)生一定程度的軌道重疊作用，這種分子間的作用力就是氫鍵。(2)氫鍵的表示方法分子間的氫鍵通常用“AHB”來(lái)表示，式中的A、B為N、O、F，“”表示共價(jià)鍵，“”表示氫鍵。例如，HF分子間的氫鍵可表示為“FHFH”，即：注意：氫鍵在存在強(qiáng)極性的HF、HO、HN共價(jià)

6、鍵的分子之間或分子內(nèi)形成，除F、O、N外其他原子與氫原子間一般不形成氫鍵(如HCl、H2S分子等)。(3)氫鍵的存在氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F形成共價(jià)鍵的氫原子與另外的N、O、F原子之間。如NH3、H2O、HF分子之間以及HF與H2O、NH3與H2O分子之間，又如C2H5OH、CH3COOH分子之間、C2H5OH分子與H2O分子之間等。氫鍵不僅存在于分子之間，有時(shí)也存在于分子內(nèi)部的原子團(tuán)之間。如鄰羥基苯甲醛分子內(nèi)可形成氫鍵，對(duì)羥基苯甲醛不可能形成分子內(nèi)氫鍵，只能在分子間形成氫鍵，如下圖所示。(4)氫鍵的飽和性和方向性在“XHY”所表示的氫鍵中，一個(gè)氫原子只能與一個(gè)Y原子(O、N、F)結(jié)合，

7、這就是氫鍵的飽和性。Y原子以負(fù)電荷分布得最多的部分(一般是孤對(duì)電子)接近H原子，并在可能范圍內(nèi)孤對(duì)電子軌道的對(duì)稱(chēng)軸盡量跟氫鍵方向一致，這樣成鍵能力最強(qiáng)，這就是氫鍵的方向性。例如水分子間的氫鍵，如上圖所示，一個(gè)水分子的OH鍵與另一個(gè)水分子中氧原子的孤對(duì)電子所在軌道的軸在一條直線(xiàn)上，每個(gè)水分子最多可與四個(gè)水分子形成四個(gè)氫鍵。(5)氫鍵的鍵能和鍵長(zhǎng)氫鍵雖然稱(chēng)為“鍵”，但它不屬于化學(xué)鍵而是一種分子間作用力，其鍵能一般不超過(guò)40 kJ·mol1，比共價(jià)鍵鍵能小得多而比范德華力強(qiáng)。如冰中OHO氫鍵鍵能為18.8 kJ/mol，而OH鍵的平均鍵能為436 kJ/mol；(HF)n中FHF氫鍵鍵能為

8、28.1 kJ/mol，而HF鍵的鍵能為565 kJ/mol。氫鍵鍵能的大小，與X和Y的電負(fù)性大小有關(guān)，電負(fù)性越大，則氫鍵越強(qiáng)，鍵能也越大；氫鍵鍵能也與Y原子的半徑大小有關(guān)，半徑越小，則越能接近XH，氫鍵越強(qiáng)，鍵能越大。例如，F(xiàn)的電負(fù)性最大而半徑很小，所以，F(xiàn)HF是最強(qiáng)的氫鍵，OHO次之，OHN又次之，NHN更次之，而CH一般不能構(gòu)成氫鍵。Cl的電負(fù)性雖頗大，但因?yàn)樗脑影霃揭泊?，所以氫鍵OHCl很弱，可以忽略。氫鍵鍵長(zhǎng)一般定義為“XHY”的長(zhǎng)度。顯然它與XH鍵的鍵長(zhǎng)和Y的原子半徑有關(guān)，XH鍵的鍵長(zhǎng)越小、Y的原子半徑越小，則氫鍵的鍵長(zhǎng)越小。因?yàn)镕H、OH、NH鍵的鍵長(zhǎng)逐漸增大，F(xiàn)、O、N的原

9、子半徑逐漸增大，所以FHF、OHO、NHN的氫鍵鍵長(zhǎng)依次增大，NHF、NHO、NHN的氫鍵鍵長(zhǎng)依次增大，等等。氫鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)教材相應(yīng)處的“資料卡片”。(6)氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，主要包括熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、溶解性等。氫鍵的存在使分子間因氫鍵而發(fā)生“締合”，形成“締合分子”。如相當(dāng)多的H2O分子、HF分子“締合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“締合分子”)。氫鍵的存在大大增強(qiáng)了分子間作用力，引起物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)反常。如H2O、HF、NH3的沸點(diǎn)分別比A、A、VA族其他元素的氫化物的沸點(diǎn)高出許多；C2H5OH與C3H8的相對(duì)分子質(zhì)量接近，但C2H5OH的沸點(diǎn)遠(yuǎn)比

10、C3H8高；HCOOH、CH3COOH的沸點(diǎn)比與其相對(duì)分子質(zhì)量相近的烷、醚、鹵代烴等有機(jī)物的沸點(diǎn)高，等等。分子內(nèi)氫鍵的形成減弱了分子間的相互作用，而分子間氫鍵則增大了分子間的相互作用。如鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛的沸點(diǎn)。同樣的道理，的熔點(diǎn)比的熔點(diǎn)低(分別為159、213)。氫鍵的存在引起密度的變化。水結(jié)冰時(shí)體積膨脹、密度減小也是水的反常性質(zhì)，這一性質(zhì)也可用氫鍵解釋?zhuān)涸谒魵庵兴詥蝹€(gè)的水分子形式存在；在液態(tài)水中，通常是幾個(gè)水分子通過(guò)氫鍵結(jié)合，形成(H2O)n分子；在固態(tài)水(冰)中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，成為疏松的晶體，因在冰的結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小，所以冰會(huì)浮在水面上(水的這種性質(zhì)對(duì)水生動(dòng)物生存有重要的意義)。氫鍵的存在對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定產(chǎn)生影響。如接近水的沸點(diǎn)時(shí)，用實(shí)驗(yàn)測(cè)定的水蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量比用化學(xué)式(H2O)計(jì)算出來(lái)的相對(duì)分子質(zhì)量大一些。這也是由于氫鍵的存在使接近水的沸點(diǎn)的水蒸氣中存在相當(dāng)量的水分子相互“締合”，形成了一些“締合分子”的原因。又如，乙酸分子中存在著二聚分子(CH3COOH)2(g) 2CH3COOH(g)；H<