分子晶體分子間作用力

關于分子晶體分子間作用力第一頁，共五十五頁，2022年，8月28日第二頁，共五十五頁，2022年，8月28日。分子間存在作用力的事實：

由分子構成的物質(zhì)，在一定條件下能發(fā)生三態(tài)變化，說明分子間存在作用力。第三頁，共五十五頁，2022年，8月28日分子間存在一種把分子聚集在一起的作用力——分子間作用力常見的兩種分子間作用力分子間作用力范德華力氫鍵

范德華(J.D.vanderWaals,1837～1923)，荷蘭物理學家。他首先研究了分子間作用力，1910年獲諾貝爾物理學獎，因確立真空氣體狀態(tài)方程和分子間范德華力而聞名于世。第四頁，共五十五頁，2022年，8月28日(1)范德華力很弱，(2)范德華力一般沒有飽和性和方向性分子HClHBrHI范德華力(kJ/mol)21.1423.1126.00共價鍵鍵能(kJ/mol)4323662981.范德華力是一種普遍存在于固體、液體和氣體中分子間的作用力。（1）什么是范德華力范德華力與共價鍵的區(qū)別第五頁，共五十五頁，2022年，8月28日鹵素單質(zhì)的相對分子質(zhì)量和熔、沸點的數(shù)據(jù)見表3-9。請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)與同學交流討論以下問題：（1）鹵素單質(zhì)的熔、沸點又怎樣的變化規(guī)律？（2）導致鹵素熔、沸點規(guī)律變化的原因是什么？它與鹵素單質(zhì)相對分子質(zhì)量的變化規(guī)律又怎樣的關系？單質(zhì)相對分子質(zhì)量熔點/℃沸點/℃F238-219.6-188.1Cl271-101.0-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4表3-9鹵素單質(zhì)的相對分子質(zhì)量和熔、沸點結論：對于組成和結構相似的分子，其熔、沸點一般隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高第六頁，共五十五頁，2022年，8月28日

(2)范德華力與相對分子質(zhì)量的關系對于組成和結構相似的分子，其范德華力一般隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大

分子HClHBrHI

Ar相對分子質(zhì)量36．581128

40范德華力(kJ/mol)21.1423.1126.00

8.50熔點/℃-114.8-98.5-50.8

沸點/℃-84.9-67-35.4

結論：第七頁，共五十五頁，2022年，8月28日（1）組成和結構相似的分子，一般相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大?？朔肿娱g作用力使物質(zhì)熔化和氣化就需要更多的能量，熔、沸點越高。（2）分子的大小、分子的空間構型和分子的電荷分布是否均勻等，都會對范德華力產(chǎn)生影響。2.影響范德華力大小的因素第八頁，共五十五頁，2022年，8月28日范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響(閱讀教科書P50)結論：（1）影響物質(zhì)的類型：由分子構成的物質(zhì)（2）影響由分子組成物質(zhì)的一些物理性質(zhì)：如熔點、沸點、溶解度等。例：氧氣在水中的溶解度比氮氣大，原因是氧分子與水分子之間的范德華力大問題：范德華力對什么樣的物質(zhì)的什么性質(zhì)產(chǎn)生影響？第九頁，共五十五頁，2022年，8月28日教科書P50幾種類型的范德華力第十頁，共五十五頁，2022年，8月28日作用微粒作用力強弱意義化學鍵范德華力相鄰原子之間作用力強烈影響物質(zhì)的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)分子之間作用力微弱影響物質(zhì)的物理性質(zhì)（熔、沸點及溶解度等）化學鍵與范德華力的比較第十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日1.下列物質(zhì)中，其沸點可能低于SiCl4的是()A.GeCl4B.SiBr4

C.CCl4D.NaClC練習2.下列敘述正確的是()A.氧氣的沸點低于氮氣的沸點B.稀有氣體原子序數(shù)越大沸點越高C.分子間作用力越弱，則由分子組成的物質(zhì)熔點越低D.同周期元素的原子半徑越小越易失去電子BC第十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日3.將干冰氣化，破壞了CO2分子晶體的

.

將CO2氣體溶于水，破壞了CO2分子的.

分子間作用力共價鍵練習4.請預測的熔沸點高低（1）HF、HCl、HBr、HI（2）H2O、H2S、H2Se、H2Te事實是否是這樣的嗎？第十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一些氫化物的沸點第十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日結論：H2O、NH3

、HF比同主族氫化物的沸點高？猜想：H2O、NH3、HF除了范德華力之外，是否還存在一種作用力？第十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日氫鍵：除范德華力外的另一種分子間作用力，它是由已經(jīng)與電負性大的原子（F、O、N等）形成共價鍵的H原子遇另一分子中電負性大原子半徑小且有孤對電子的原子（如F、O、N）能形成氫鍵。注意：氫鍵是另一種分子間作用力，不屬于化學鍵。2.氫鍵：第十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日在H2O分子中，由于O原子吸引電子的能力很強，H—O鍵的極性很強，共用電子對強烈地偏向O原子，亦即H原子的電子云被O原子吸引，使H原子幾乎成為“裸露”的質(zhì)子。這個半徑很小、帶部分正電荷的H核，就能與另一個H2O分子中帶部分負電荷的O原子的孤電子對接近并產(chǎn)生相互作用。這種靜電相互作用就是氫鍵。水分子間形成的氫鍵第十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日H2O中氫鍵的形成過程在水分子中的O—H中，共用電子對強烈的偏向氧原子，使得氫原子幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，其顯正電性，它能與另一個水分子中氧原子的孤電子對產(chǎn)生靜電作用，從而形成氫鍵。第十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日氫鍵成因探究思考討論：從H2O、NH3、HF的成鍵情況和中心原子價層電子等討論形成氫鍵的條件（1）氫鍵的形成條件X、Y為電負性大，而原子半徑較小的且有孤對電子非金屬原子，可相同也可不同，如F、O、N等。第十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日（2）氫鍵的表示方法：X—H···Y氫鍵第二十頁，共五十五頁，2022年，8月28日（3）氫鍵鍵能大?。?/p>

F—H…FO—H…

ON—H…

N氫鍵鍵能(kJ/mol)28.118.820.9共價鍵鍵能(kJ/mol)568462.8390.8氫鍵——比范德華力要強而比化學鍵弱的分子間作用力(4)氫鍵的強弱與X和Y的電負性大小有關

一般X、Y元素的電負性越大，半徑越小，形成的氫鍵越強。例如：F-H···F﹥O-H···O﹥N-H···N第二十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日教科書P521.請解釋物質(zhì)的下列性質(zhì)：（1）NH3極易溶于水。（2）氟化氫的熔點比氯化氫的高。2.鄰羥基苯甲酸和對羥基苯甲酸是同分異構體,預測對羥基苯甲醛與鄰羥基苯甲醛熔點的高低，并解釋。HOHHOOOC第二十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日對羥基苯甲酸能形成分子間氫鍵鄰羥基苯甲酸能形成分子內(nèi)氫鍵HOOH對羥基苯甲酸HHOOO…鄰羥基苯甲酸C第二十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日第二十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日為什么冰的密度比液態(tài)水小?解釋水結冰時體積膨脹、密度減小的原因。氫鍵在生命體分子中的作用？教科書P52第二十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日水分子三態(tài)與氫鍵的關系第二十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日水分子間形成的氫鍵在固態(tài)水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結，形成相當疏松的晶體，從而在結構中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能浮在水面上。第二十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日第二十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日（6）氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響

①對熔點和沸點的影響分子間形成氫鍵會導致物質(zhì)的熔沸點

升高分子內(nèi)形成氫鍵則會導致物質(zhì)的熔沸點

降低

②對溶解度的影響溶質(zhì)分子與溶劑分子之間形成氫鍵使溶解度增大。第二十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日從氫鍵的角度分析造成尿素、醋酸、硝酸三種相對分子質(zhì)量相近的分子熔沸點相差較大的可能原因。第三十頁，共五十五頁，2022年，8月28日化學鍵、氫鍵和范德華力的比較化學鍵氫鍵范德華力概念范圍強度比較性質(zhì)影響物質(zhì)分子間存在的微弱相互作用分子間比化學鍵弱得多隨范德華力的增大，物質(zhì)的熔沸點升高、溶解度增大比化學鍵弱得多，比范德華力稍強分子中含有與H原子相結合的原子半徑小、電負性大、有孤對電子的F、O、N分子間（內(nèi)）電負性較大的成鍵原子通過H原子而形成的靜電作用分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點升高硬度增大、水中溶解度增大分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點降低、硬度減小影響物質(zhì)的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)相鄰的原子或離子之間的強烈的相互作用。

原子或離子很強烈,克服它需要較高的能量第三十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日1．下列物質(zhì)中不存在氫鍵的是 （） A．冰醋酸中醋酸分子之間 B．一水合氨分子中的氨分子與水分子之間 C．液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間D．可燃冰（CH4·8H2O）中甲烷分子與水分子之間D練習2．固體乙醇晶體中不存在的作用力是()A．極性鍵 B．非極性鍵C．離子鍵 D．氫鍵影響C第三十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日練習3．下列有關水的敘述中，可以用氫鍵的知識來解釋的是()A．水比硫化氫氣體穩(wěn)定 B．水的熔沸點比硫化氫的高C．氯化氫氣體易溶于水 D．0℃時，水的密度比冰大BD4．下列說法不正確的是() A．分子間作用力是分子間相互作用力的總稱B．范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間C．分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔沸點升高外，對物質(zhì)的溶解度、硬度等也有影響D．氫鍵是一種特殊的化學鍵，它廣泛地存在于自然界中D第三十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日分子晶體第三十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日圖3-35是干冰(CO2)分子晶體模型。通過學習有關分子間作用力的知識，你知道下列問題的答案嗎？1.構成分子晶體的微粒是什么？分子晶體中微粒間的作用力是什么？2.分子晶體有哪些共同的物理性質(zhì)？為什么它們具有這些共同的物理性質(zhì)？第三十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日分子晶體（1）分子間以分子間作用力相結合的晶體叫分子晶體。（2）構成分子晶體的粒子是：（3）微粒間的相互作用是：由于分子晶體的構成微粒是分子，所以分子晶體的化學式幾乎都是分子式。1.分子晶體的概念及其結構特點：分子范德華力第三十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日

不對，分子間氫鍵也是一種分子間作用力，如冰中就同時存著范德華力和氫鍵。思考：是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力？第三十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日

由于分子間作用力很弱，所以分子晶體一般具有：①較低的熔點和沸點；②較小的硬度；③固體及熔融狀態(tài)不導電。有的溶于水能導電。2.分子晶體的物理特性第三十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日(1)所有非金屬氫化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(2)大多數(shù)非金屬單質(zhì):X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60

(3)大多數(shù)非金屬氧化物:CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10(4)幾乎所有的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4(5)大多數(shù)有機物：乙醇，冰醋酸，蔗糖3.典型的分子晶體第三十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日4、分子晶體熔、沸點高低的比較規(guī)律

分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間的作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化和汽化時需要的能量就越多，物質(zhì)的熔、沸點就越高。因此，比較分子晶體的熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力（包括范德華力和氫鍵）的大小。第四十頁，共五十五頁，2022年，8月28日（1）組成和結構相似的物質(zhì)，

烷烴、烯烴、炔烴、飽和一元醇、醛、羧酸等同系物的沸點均隨著碳原子數(shù)的增加而升高。分子間有氫鍵的物質(zhì)（HF、H2O、NH3等）熔、沸點升高且不遵循上述規(guī)律。形成分子內(nèi)氫鍵的物質(zhì)，其熔、沸點低于形成分子間氫鍵的物質(zhì)。相對分子質(zhì)量越大，熔沸點越高。第四十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日（2）在碳原子數(shù)相同的烷烴的同分異構體中，一般來說，支鏈數(shù)越多___________。如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷；芳香烴及其衍生物苯環(huán)上的同分異構體一般按照“____________________”的順序。熔沸點越低鄰位>間位>對位第四十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日

CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示。請你從兩種晶體的構成微粒及微粒間作用力的角度，分析導致干冰和二氧化硅晶體性質(zhì)差異的原因。

第四十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日5.干冰的晶體結構（1）二氧化碳分子的位置：在晶體中截取一個最小的正方體，正方體的八個頂點都落到CO2分子的中心，在這個正方體的每個面心上還有一個CO2分子。8×1/8+6×1/2=412個（2）每個晶胞含二氧化碳分子的個數(shù)（3）與每個二氧化碳分子等距離且最近的二氧化碳分子有

第四十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日由此可見，與CO2分子距離最近的CO2分子共有12個

。第四十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日小結：1.晶體類型的判斷：一是看構成晶體微粒的種類，二是看微粒之間的作用力2.由晶體性質(zhì)可推斷晶體類型，由晶體類型也可推斷晶體的性質(zhì)。第四十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日幾種類型晶體的結構和性質(zhì)比較

晶體類型金屬晶體離子晶體原子晶體分子晶體結構構成微粒微粒間作用力性質(zhì)熔、沸點硬度導電性舉例金屬陽離子和自由電子陰、陽離子原子分子金屬鍵離子鍵共價鍵分子間作用力較高很高少數(shù)很高或很低較低多數(shù)較大少數(shù)較小較大很大較小良導體不導電Cu、AlNaCl、CsCl金剛石、SiO2干冰、冰熔化或溶于水導電固體及熔融狀態(tài)不導電,有的溶于水能導電。第四十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日晶體熔沸點高低的判斷1.不同晶體類型的物質(zhì)：原子晶體>離子晶體>分子晶體2.同種晶體類型的物質(zhì)：⑴離子晶體晶體內(nèi)微粒間作用力越大，熔沸點越高⑵原子晶體離子所帶電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大，離子鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越大。原子半徑越小、鍵長越短、鍵能越大，共價鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越大。第四十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日⑷分子晶體組成和結構相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高；具有分子間氫鍵的分子晶體，分子間作用力顯著增大，熔沸點升高。相對分子質(zhì)量相近的分子晶體，分子極性越大，分子間作用力越大，熔沸點越高；⑶金屬晶體金屬原子半徑越小、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越多，金屬鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越大。第四十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日混合晶體石墨的晶體結構模型第五十頁，共五十五頁，2022年，8月28日石墨晶體的結構特點和性質(zhì)分層的平面網(wǎng)狀結構，層內(nèi)C原子以

與周圍的

個C原子結合，層間為

；層內(nèi)最小環(huán)有