化學結(jié)構(gòu)分子間力課件

分子的極性

對于復雜的多原子分子來說，如果組成原子相同，這樣的多原子分子一般都是非極性分子。例如S8

、P4等。但O3分子例外，是極性分子。分子的極性對于復雜的多原子分子來說，如果組成原子相同，這樣1化學結(jié)構(gòu)分子間力課件2化學結(jié)構(gòu)分子間力課件3如果組成原子不相同，例如SO2、CO2、CH4、CH3Cl、CHCl3、CCl4等，這些分子有沒有極性，不僅取決于元素的電負性（也就是化學鍵的極性），還取決于分子的空間構(gòu)型。對稱結(jié)構(gòu)無極性。如果組成原子不相同，例如SO2、CO2、CH4、CH3Cl4化學結(jié)構(gòu)分子間力課件5由于極性分子的正、負電荷重心不重合，因此在極性分子中始終存在著一個正極和一個負極，極性分子的這種固有的偶極叫做永久偶極。有電場情況下的極性分子

沒有電場情況下的極性分子由于極性分子的正、負電荷重心不重合，因此在極性分子中始終存在6一、取向力

取向力發(fā)生在極性分子和極性分子之間，是靠永久偶極而產(chǎn)生的相互作用力。當兩個極性分子相互接近時同極相斥，異極相吸，分子會發(fā)生相對的轉(zhuǎn)動，這種轉(zhuǎn)動就叫做取向。取向力的本質(zhì)是靜電引力。一、取向力取向力發(fā)生在極性分子和極性分子之間，是靠永久偶極7非極性分子在外加電場、永久偶極或離子的影響下，可以變成具有一定偶極的極性分子，而極性分子在外加電場、永久偶極或離子的影響下其偶極增大，這種受外界影響所產(chǎn)生的偶極叫誘導偶極。非極性分子在外加電場、永久偶極或離子的影響下，可以變成具有一8誘導偶極誘導偶極9二、誘導力

在極性分子和非極性分子之間、極性分子和極性分子之間以及離子與共價分子之間都存在著誘導力。誘導力的本質(zhì)是靜電引力。二、誘導力在極性分子和非極性分子之間、極性分子和極性分子之10非極性分子中的正、負電荷重心在沒有外加電場存在下也可能發(fā)生變化。在某一瞬間，分子的正電荷重心和負電荷重心會發(fā)生不重合現(xiàn)象，這時所產(chǎn)生的偶極叫做瞬間偶極。瞬間偶極的大小與分子的變形性有關，分子越大，越容易變形，瞬間偶極也越大。非極性分子中的正、負電荷重心在沒有外加電場存在下也可能發(fā)生變11三、色散力

非極性分子之間也存在著相互作用力。例如：室溫下苯是液體不是氣體，碘、萘是固體，在低溫下Cl2、N2、O2甚至稀有氣體也能液化。三、色散力非極性分子之間也存在著相互作用力。12任何一個分子，由于電子的運動和原子核的振動都可以發(fā)生瞬間的相對位移，從而產(chǎn)生“瞬間偶極”，“瞬間偶極”間的相互作用力稱為色散力。色散力和相互作用的分子變形性有關，分子變形性越大，色散力越大；色散力和分子間距的7次方成反比。任何一個分子，由于電子的運動和原子核的振動都可以發(fā)生瞬間的相13

14氫鍵

由這張圖可以看出V、VⅠA和VⅡA族的氫化物沸點按分子量的增大而增大，但HF、H2O、NH3卻比較特殊。說明了氟化氫分子之間，水分子之間和氨分子之間有很大的作用力，以致使這些簡單的分子形成了締合的分子。為了說明分子締合的原因，提出了氫鍵學說。氫鍵由這張圖可以看出V、VⅠA和VⅡA族的氫化物沸點15一、氫鍵的形成

分子締合的原因是由于分子間形成了氫鍵。這個半徑很小，又帶正電性的H原子與另一個水分子中含有孤電子對的并帶部分負電荷的O原子充分靠近，相互吸引，形成的鍵就叫做氫鍵。一、氫鍵的形成分子締合的原因是由于分子間形成了氫鍵。16水分子間的氫鍵水分子間的氫鍵17所以分子形成氫鍵必備的兩個條件是：（1）分子中必須有一個與電負性很強的元素形成強極性鍵的H原子。（2）分子中必須有帶孤電子對、電負性大，而且原子半徑小的元素如F、O、N等。所以分子形成氫鍵必備的兩個條件是：18化學結(jié)構(gòu)分子間力課件19氫鍵又分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵。即分子中的X－H鍵與另一個分子的X（Y）原子相結(jié)合的氫鍵，稱為分子間氫鍵。氫鍵又分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵。20分子內(nèi)氫鍵是由一個分子的X－H鍵與該分子內(nèi)部的Y原子相結(jié)合而成的氫鍵。如硝酸分子中就存在有一個分子內(nèi)氫鍵：分子內(nèi)氫鍵是由一個分子的X－H鍵與該分子內(nèi)部的Y原子相結(jié)合而21又如在苯酚的鄰位上如有醛基－CHO、羧基－COOH、羥基－OH、硝基－NO2等基團時，也可以形成分子內(nèi)氫鍵的螯合環(huán)，并且以形成五元環(huán)、六元環(huán)為主。又如在苯酚的鄰位上如有醛基－CHO、羧基－COOH、羥基－O22二、氫鍵的特點

1.氫鍵具有方向性氫鍵的方向性是指Y原子與X－H在形成氫鍵時，要盡可能的使氫鍵的方向與X－H鍵的鍵軸在同一方向上，即是使X－H···Y在同一直線上。二、氫鍵的特點1.氫鍵具有方向性23化學結(jié)構(gòu)分子間力課件242.氫鍵具有飽和性氫鍵的飽和性是指每一個X－H只能與一個Y形成氫鍵。根據(jù)元素電負性和半徑的大小，形成氫鍵的強弱次序如下：

F－H···F＞O－H···O＞O－H···N＞N－H···N2.氫鍵具有飽和性253.氫鍵的本質(zhì)氫鍵的鍵能與分子間作用力的大小較為接近，因此有人認為氫鍵屬于分子間力的范疇，但氫鍵有方向性，這又是有別于分子間力的，故可把氫鍵看作為是有方向性的分子間力。3.氫鍵的本質(zhì)26三、氫鍵對化合物性質(zhì)的影響

氫鍵的形成對化合物的物理、化學性質(zhì)有各種不同的影響，在很多實際問題中都會遇到氫鍵的存在。1.對熔點、沸點的影響2.對溶解度的影響3.對酸性的影響三、氫鍵對化合物性質(zhì)的影響氫鍵的形成對化合物的物理、化學性271.對熔點、沸點的影響

分子間有較強的氫鍵時，分子發(fā)生締合現(xiàn)象，使物質(zhì)的介電常數(shù)增大，熔沸點升高。而分子內(nèi)氫鍵的生成，一般卻會使化合物的熔、沸點降低，汽化熱、升華熱減小。1.對熔點、沸點的影響分子間有較強的氫鍵時，分子發(fā)生締合282.對溶解度的影響

在極性溶劑中如果溶質(zhì)分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解性增大。突出的實例是NH3在H2O中的溶解。但如果溶質(zhì)分子可以形成分子內(nèi)氫鍵，則在極性溶劑中溶解度降低，在非極性溶劑中的溶解度增大。2.對溶解度的影響在極性溶劑中如果溶質(zhì)分子與溶劑分子之間293.對酸性的影響

若形成分子間氫鍵，則酸性降低。如HF、HCl、HBr和HI中HF的酸性最弱。若形成分子內(nèi)氫鍵，則酸性增加。如苯甲酸這是由于鄰位羥基與羧基氧形成氫鍵，減弱了羧基氧對氫的吸引力。3.對酸性的影響若形成分子間氫鍵，則酸性降低。如HF、H30分子的極性

對于復雜的多原子分子來說，如果組成原子相同，這樣的多原子分子一般都是非極性分子。例如S8

、P4等。但O3分子例外，是極性分子。分子的極性對于復雜的多原子分子來說，如果組成原子相同，這樣31化學結(jié)構(gòu)分子間力課件32化學結(jié)構(gòu)分子間力課件33如果組成原子不相同，例如SO2、CO2、CH4、CH3Cl、CHCl3、CCl4等，這些分子有沒有極性，不僅取決于元素的電負性（也就是化學鍵的極性），還取決于分子的空間構(gòu)型。對稱結(jié)構(gòu)無極性。如果組成原子不相同，例如SO2、CO2、CH4、CH3Cl34化學結(jié)構(gòu)分子間力課件35由于極性分子的正、負電荷重心不重合，因此在極性分子中始終存在著一個正極和一個負極，極性分子的這種固有的偶極叫做永久偶極。有電場情況下的極性分子

沒有電場情況下的極性分子由于極性分子的正、負電荷重心不重合，因此在極性分子中始終存在36一、取向力

取向力發(fā)生在極性分子和極性分子之間，是靠永久偶極而產(chǎn)生的相互作用力。當兩個極性分子相互接近時同極相斥，異極相吸，分子會發(fā)生相對的轉(zhuǎn)動，這種轉(zhuǎn)動就叫做取向。取向力的本質(zhì)是靜電引力。一、取向力取向力發(fā)生在極性分子和極性分子之間，是靠永久偶極37非極性分子在外加電場、永久偶極或離子的影響下，可以變成具有一定偶極的極性分子，而極性分子在外加電場、永久偶極或離子的影響下其偶極增大，這種受外界影響所產(chǎn)生的偶極叫誘導偶極。非極性分子在外加電場、永久偶極或離子的影響下，可以變成具有一38誘導偶極誘導偶極39二、誘導力

在極性分子和非極性分子之間、極性分子和極性分子之間以及離子與共價分子之間都存在著誘導力。誘導力的本質(zhì)是靜電引力。二、誘導力在極性分子和非極性分子之間、極性分子和極性分子之40非極性分子中的正、負電荷重心在沒有外加電場存在下也可能發(fā)生變化。在某一瞬間，分子的正電荷重心和負電荷重心會發(fā)生不重合現(xiàn)象，這時所產(chǎn)生的偶極叫做瞬間偶極。瞬間偶極的大小與分子的變形性有關，分子越大，越容易變形，瞬間偶極也越大。非極性分子中的正、負電荷重心在沒有外加電場存在下也可能發(fā)生變41三、色散力

非極性分子之間也存在著相互作用力。例如：室溫下苯是液體不是氣體，碘、萘是固體，在低溫下Cl2、N2、O2甚至稀有氣體也能液化。三、色散力非極性分子之間也存在著相互作用力。42任何一個分子，由于電子的運動和原子核的振動都可以發(fā)生瞬間的相對位移，從而產(chǎn)生“瞬間偶極”，“瞬間偶極”間的相互作用力稱為色散力。色散力和相互作用的分子變形性有關，分子變形性越大，色散力越大；色散力和分子間距的7次方成反比。任何一個分子，由于電子的運動和原子核的振動都可以發(fā)生瞬間的相43

44氫鍵

由這張圖可以看出V、VⅠA和VⅡA族的氫化物沸點按分子量的增大而增大，但HF、H2O、NH3卻比較特殊。說明了氟化氫分子之間，水分子之間和氨分子之間有很大的作用力，以致使這些簡單的分子形成了締合的分子。為了說明分子締合的原因，提出了氫鍵學說。氫鍵由這張圖可以看出V、VⅠA和VⅡA族的氫化物沸點45一、氫鍵的形成

分子締合的原因是由于分子間形成了氫鍵。這個半徑很小，又帶正電性的H原子與另一個水分子中含有孤電子對的并帶部分負電荷的O原子充分靠近，相互吸引，形成的鍵就叫做氫鍵。一、氫鍵的形成分子締合的原因是由于分子間形成了氫鍵。46水分子間的氫鍵水分子間的氫鍵47所以分子形成氫鍵必備的兩個條件是：（1）分子中必須有一個與電負性很強的元素形成強極性鍵的H原子。（2）分子中必須有帶孤電子對、電負性大，而且原子半徑小的元素如F、O、N等。所以分子形成氫鍵必備的兩個條件是：48化學結(jié)構(gòu)分子間力課件49氫鍵又分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵。即分子中的X－H鍵與另一個分子的X（Y）原子相結(jié)合的氫鍵，稱為分子間氫鍵。氫鍵又分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵。50分子內(nèi)氫鍵是由一個分子的X－H鍵與該分子內(nèi)部的Y原子相結(jié)合而成的氫鍵。如硝酸分子中就存在有一個分子內(nèi)氫鍵：分子內(nèi)氫鍵是由一個分子的X－H鍵與該分子內(nèi)部的Y原子相結(jié)合而51又如在苯酚的鄰位上如有醛基－CHO、羧基－COOH、羥基－OH、硝基－NO2等基團時，也可以形成分子內(nèi)氫鍵的螯合環(huán)，并且以形成五元環(huán)、六元環(huán)為主。又如在苯酚的鄰位上如有醛基－CHO、羧基－COOH、羥基－O52二、氫鍵的特點

1.氫鍵具有方向性氫鍵的方向性是指Y原子與X－H在形成氫鍵時，要盡可能的使氫鍵的方向與X－H鍵的鍵軸在同一方向上，即是使X－H···Y在同一直線上。二、氫鍵的特點1.氫鍵具有方向性53化學結(jié)構(gòu)分子間力課件542.氫鍵具有飽和性氫鍵的飽和性是指每一個X－H只能與一個Y形成氫鍵。根據(jù)元素電負性和半徑的大小，形成氫鍵的強弱次序如下：

F－H···F＞O－H···O＞O－H···N＞N－H···N2.氫鍵具有飽和性553.氫鍵的本質(zhì)氫鍵的鍵能與分子間作用力的大小較為接近，因此有人認為氫鍵屬于分子間力的范疇，但氫鍵有方向性，這又是有別于分子間力的，故可把氫鍵看作為是有方向性的分子間力。3.氫鍵的本質(zhì)56三、氫鍵對化合物性質(zhì)的影響

氫鍵的形成對化合物的物理、化學性質(zhì)有各種不同的影響，在很多實際問題中都會遇到氫鍵的存在。1.對熔點、沸點的影響2.對溶解度的影響3.對酸性的影響三、氫鍵對化合物性質(zhì)的影響氫鍵的形成對化合物的物理、化學性571.對熔點、沸點的影響

分子間有較強的氫鍵時，分子發(fā)生締合現(xiàn)象，使物質(zhì)的介電常數(shù)增大，熔沸點升高。而分子內(nèi)氫鍵的生成，一般卻會使化合物的熔、沸點降低，汽化熱、升華熱減小。1.對熔點、沸點的影響分子間有較強的氫鍵時，分子發(fā)生締合582.對溶解度的影響