【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】年高中化學(xué)“同課異構(gòu)”3.4 分子間作課件 蘇教選修3

專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)第四單元分子間作用力分子晶體氣態(tài)固態(tài)液態(tài)水的電解范德華力、氫鍵范德華力范德華

(VanDerWaals1837－1923)

荷蘭物理學(xué)家。提出了范德華方程。研究了毛細(xì)作用，對(duì)附著力進(jìn)行了計(jì)算。推導(dǎo)出物體氣、液、固三相相互轉(zhuǎn)化條件下的臨界點(diǎn)計(jì)算公式。1910年因研究氣態(tài)和液態(tài)方程獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。原子間和分子間的吸引力被命名為范德華力。

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)或液態(tài)）存在。

范德華力存在于液﹑固﹑氣態(tài)的任何微粒之間。

作用力屬短程力：300—500pm范圍內(nèi)。

無方向性和飽和性。影響范德華力的因素：

分子的大小、分子的空間構(gòu)型、分子中電荷分布是否均勻等。范德華力比化學(xué)鍵弱得多。一般來說，某物質(zhì)的范德華力越大，則它的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)就越高。對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，范德華力一般隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增強(qiáng)。范德華力對(duì)物質(zhì)的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、氣化熱、熔化熱、溶解度、表面張力、粘度等物理化學(xué)性質(zhì)有決定性的影響。作用微粒作用力強(qiáng)弱意義化學(xué)鍵范德華力相鄰原子之間作用力強(qiáng)烈影響物質(zhì)的化學(xué)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(diǎn)及溶解度等）化學(xué)鍵與范德華力的比較1.下列物質(zhì)中，其沸點(diǎn)可能低于SiCl4的是()A.GeCl4B.SiBr4

C.CCl4D.NaClC練習(xí)2.下列敘述正確的是()A.氧氣的沸點(diǎn)低于氮?dú)獾姆悬c(diǎn)B.稀有氣體原子序數(shù)越大沸點(diǎn)越高C.分子間作用力越弱，則由分子組成的物質(zhì)熔點(diǎn)越低D.同周期元素的原子半徑越小越易失去電子BC3.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(jià)鍵練習(xí)4.請(qǐng)預(yù)測(cè)的熔沸點(diǎn)高低（1）HF、HCl、HBr、HI（2）H2O、H2S、H2Se、H2Te事實(shí)是否是這樣的嗎？氫鍵的形成－100周期溫度/℃01002345熔點(diǎn)沸點(diǎn)H2OH2SH2SeH2Te氧族元素的氫的化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)在有些化合合物中氫原原子似乎可可以同時(shí)和和兩個(gè)電負(fù)負(fù)性很大而而原子半徑徑較小的原原子(如O、F、N等)相結(jié)結(jié)合，一般般表示為X—H····Y，其中H···Y的結(jié)合力就就是氫鍵。X—H………Y表示氫氫鍵氫鍵屬于一一種較強(qiáng)的的分子間作用用力，既可以存存在于分子子之間，也也可以存在在于復(fù)雜分分子的內(nèi)部部。氫鍵不屬于于化學(xué)鍵氫鍵作用小小于化學(xué)鍵鍵大于分子子間作用力力理解氫鍵應(yīng)應(yīng)注意：冰晶體中的的氫鍵分子間氫鍵鍵分子內(nèi)氫鍵鍵(1)對(duì)沸沸點(diǎn)和熔點(diǎn)點(diǎn)的影響分子間氫鍵的形成使物物質(zhì)的沸點(diǎn)點(diǎn)和熔點(diǎn)升升高。分子內(nèi)氫鍵的生成使物物質(zhì)的沸點(diǎn)點(diǎn)和熔點(diǎn)降降低。氫鍵對(duì)物質(zhì)質(zhì)性質(zhì)的影影響：(2)對(duì)溶溶解度的影影響在極性溶劑劑里，如果果溶質(zhì)分子子與溶劑分分子間可以以生成氫鍵鍵，則溶質(zhì)質(zhì)的溶解度度增大。水和甲醇的的相互溶解解（深藍(lán)色虛虛線為氫鍵鍵）蛋白質(zhì)分子子中的氫鍵鍵（圖中虛線線表示氫鍵鍵）DNA雙螺螺旋是通過過氫鍵使它它們的堿基基（A…T和C……G）相相互配對(duì)形形成的（圖圖中虛線表表示氫鍵））小結(jié)范德華力是是普遍存在在的一種分分子間作用用力，屬于于電性作用用。這種作作用力比較較弱。范德德華力越強(qiáng)強(qiáng)，物質(zhì)的的熔點(diǎn)和沸沸點(diǎn)越高。。氫鍵屬于一一種較強(qiáng)的的分子間作作用力，既既可以存在在于分子之之間，也可可以存在于于復(fù)雜分子子的內(nèi)部。。氫鍵的存存在使物質(zhì)質(zhì)具有某些些特殊性質(zhì)質(zhì)?；瘜W(xué)鍵、氫氫鍵和范德德華力的比比較化學(xué)鍵氫鍵范德華力概念范圍強(qiáng)度比較性質(zhì)影響物質(zhì)分子間間存在的微微弱相互作作用分子間比化學(xué)鍵弱弱得多隨范德華力力的增大，，物質(zhì)的熔沸沸點(diǎn)升高、、溶解度增增大比化學(xué)鍵弱弱得多，比比范德華力力稍強(qiáng)分子中含有有與H原子子相結(jié)合的的原子半徑徑小、電負(fù)負(fù)性大、有有孤對(duì)電子子的F、O、N分子間（內(nèi)內(nèi)）電負(fù)性性較大的成成鍵原子通通過H原子子而形成的的靜電作用用分子間氫鍵鍵使物質(zhì)熔熔沸點(diǎn)升高高硬度增大大、水中溶溶解度增大大分子內(nèi)氫鍵鍵使物質(zhì)熔熔沸點(diǎn)降低低、硬度減減小影響物質(zhì)的的化學(xué)性質(zhì)質(zhì)和物理性性質(zhì)相鄰的原子子或離子之之間的強(qiáng)烈烈的相互作作用。原子或離子子很強(qiáng)烈,克克服它需要要較高的能能量1．下列物物質(zhì)中不存存在氫鍵的的是（（））A．冰醋酸酸中醋酸分分子之間B．一水合合氨分子中中的氨分子子與水分子子之間C．液態(tài)氟氟化氫中氟氟化氫分子子之間D．可燃冰冰（CH4·8H2O）中甲烷烷分子與水水分子之間D練習(xí)習(xí)2．固體體乙醇晶晶體中不不存在的的作用力力是()A．極性性鍵B．非非極性鍵鍵C．離子子鍵D．．氫鍵影影響C練習(xí)習(xí)3．下列列有關(guān)水水的敘述述中，可可以用氫氫鍵的知知識(shí)來解釋釋的是()A．水比比硫化氫氫氣體穩(wěn)穩(wěn)定B．水的的熔沸點(diǎn)點(diǎn)比硫化化氫的高高C．氯化化氫氣體體易溶于于水D．0℃℃時(shí)，水水的密度度比冰大大BD4．下列列說法不不正確的的是()A．分子子間作用用力是分分子間相相互作用用力的總總稱B．范德德華力與與氫鍵可可同時(shí)存存在于分分子之間間C．分子子間氫鍵鍵的形成成除使物物質(zhì)的熔熔沸點(diǎn)升升高外，對(duì)物物質(zhì)的溶溶解度、、硬度等等也有影影響D．氫鍵鍵是一種種特殊的的化學(xué)鍵鍵，它廣廣泛地存存在于自然界界中D分子晶體體圖3-35是干干冰(CO2)分子晶晶體模型型。通過學(xué)習(xí)習(xí)有關(guān)分分子間作作用力的的知識(shí)，，你知道道下列問問題的答答案嗎？？1.構(gòu)成成分子晶晶體的微微粒是什什么？分子晶體體中微粒粒間的作作用力是是什么？2.分子子晶體有有哪些共共同的物物理性質(zhì)？為什什么它們們具有這這些共同同的物理性性質(zhì)？分子晶體體（1）分分子間間以分子子間作用用力相結(jié)結(jié)合的晶晶體叫分子晶體體。（2）構(gòu)構(gòu)成分子子晶體的的粒子是是：（3）微微粒間的的相互作作用是：：由于分子子晶體的的構(gòu)成微微粒是分分子，所所以分子子晶體的化化學(xué)式幾幾乎都是是分子式式。1.分子子晶體的的概念及及其結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)：：分子范德華力力不對(duì)，分分子間氫氫鍵也是是一種分分子間作作用力，，如冰中中就同時(shí)時(shí)存著范范德華力力和氫鍵鍵。思考：是不是在在分子晶晶體中分分子間只只存在范范德華力力？由于分子子間作用用力很弱弱，所以分子子晶體一一般具有有：①較低低的熔點(diǎn)點(diǎn)和沸點(diǎn)點(diǎn)；②較小小的硬度度；③固體體及熔融融狀態(tài)不不導(dǎo)電。。有的溶溶于水能能導(dǎo)電。2.分子子晶體的的物理特特性(1)所有非金金屬氫化化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(2)大大多數(shù)數(shù)非金屬屬單質(zhì):X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60(3)大大多數(shù)數(shù)非金屬屬氧化物物:CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10(4)幾乎所有有的酸：：H2SO4、HNO3、H3PO4(5)大大多數(shù)數(shù)有機(jī)物物：乙乙醇醇，冰醋醋酸，蔗蔗糖3.典型型的分子子晶體4、分子子晶體熔熔、沸點(diǎn)點(diǎn)高低的的比較規(guī)規(guī)律分子晶體體要熔化化或汽化化都需要要克服分分子間的的作用力力。分子子間作用用力越大大，物質(zhì)質(zhì)熔化和和汽化時(shí)時(shí)需要的的能量就就越多，，物質(zhì)的的熔、沸沸點(diǎn)就越越高。因此，比比較分子子晶體的的熔、沸沸點(diǎn)高低低，實(shí)際際上就是是比較分分子間作作用力（（包括范范德華力力和氫鍵鍵）的大大小。（1）組組成和結(jié)結(jié)構(gòu)相似似的物質(zhì)質(zhì)，烷烴、烯烯烴、炔炔烴、飽飽和一元元醇、醛醛、羧酸酸等同系系物的沸沸點(diǎn)均隨隨著碳原原子數(shù)的的增加而而升高。。分子間有有氫鍵的的物質(zhì)（（HF、、H2O、NH3等）熔、、沸點(diǎn)升升高且不不遵循上上述規(guī)律律。形成成分子內(nèi)內(nèi)氫鍵的的物質(zhì)，，其熔、、沸點(diǎn)低低于形成成分子間間氫鍵的的物質(zhì)。。相對(duì)分子子質(zhì)量越越大，熔熔沸點(diǎn)越越高。（2）在在碳原子子數(shù)相同同的烷烴烴的同分分異構(gòu)體體中，一一般來說說，支鏈鏈數(shù)越多多___________。。如沸點(diǎn)點(diǎn)：正戊戊烷>異戊戊烷>新戊戊烷；芳芳香烴及及其衍生生物苯環(huán)環(huán)上的同同分異構(gòu)構(gòu)體一般般按照““____________________””的順序序。熔沸點(diǎn)越低鄰位>間間位>對(duì)對(duì)位CO2和SiO2的一些物理性性質(zhì)如下表所所示。請(qǐng)你從從兩種晶體的的構(gòu)成微粒及及微粒間作用用力的角度，，分析導(dǎo)致干干冰和二氧化化硅晶體性質(zhì)質(zhì)差異的原因因。5.干冰的的晶體結(jié)構(gòu)（1）二氧化碳分子子的位置：在在晶體中截取取一個(gè)最小的的正方體，正正方體的八個(gè)個(gè)頂點(diǎn)都落到到CO2分子的中心，，在這個(gè)正方方體的每個(gè)面心上還有一一個(gè)CO2分子。8×1/8+6×1/2=412個(gè)（2）每個(gè)晶胞含二氧化碳分子的個(gè)數(shù)（3）與每個(gè)二氧化碳分子等距離且最近的二氧化碳分子有

由此可見，與與CO2分子距離最近近的CO2分子共有12個(gè)。小結(jié)：：1.晶體類類型的判斷：：一是看構(gòu)成晶晶體微粒的種種類，二是看看微粒之間間的作用力2.由晶體體性質(zhì)可推斷斷晶體類型，，由晶體類型型也可推斷晶晶體的性質(zhì)。。幾種類型晶體體的結(jié)構(gòu)和性性質(zhì)比較

晶體類型金屬晶體離子晶體原子晶體分子晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成微粒微粒間作用力性質(zhì)熔、沸點(diǎn)硬度導(dǎo)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(jià)鍵分子間作用力較高很高少數(shù)很高或很很低較低多數(shù)較大少數(shù)較小較大很大較小良導(dǎo)體不導(dǎo)電Cu、AlNaCl、CsCl金剛石、SiO2干冰、冰熔化或溶于水水導(dǎo)電固體及熔融狀狀態(tài)不導(dǎo)電,有的溶于水水能導(dǎo)電。晶體熔沸點(diǎn)高高低的判斷1.不同晶晶體類型的物物質(zhì)：原子晶體>離離子晶體>分分子晶體2.同種晶晶體類型的物物質(zhì)：⑴離子晶體晶體內(nèi)微粒間間作用力越大大，熔沸點(diǎn)越越高⑵原子晶體離子所帶電荷荷越多、離子子半徑越小，，晶格能越大大，離子鍵越越強(qiáng)，晶體熔熔沸點(diǎn)越高、、硬度越大。。原子半徑越小小、鍵長(zhǎng)越短短、鍵能越大大，共價(jià)鍵越越強(qiáng)，晶體熔熔沸點(diǎn)越高、、硬度越大。。⑷分分子子晶晶體體組成成和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)相相似似的的分分子子晶晶體體，，相相對(duì)對(duì)分分子子質(zhì)質(zhì)量量越越大大，，分分子子間間作作用用力力越越大大，，熔熔沸沸點(diǎn)點(diǎn)越越高高；；具有有分分子子間間氫氫鍵鍵的的分分子子晶晶體體，，分分子子間間作作用用力力顯顯著著增增大大，，熔熔沸沸點(diǎn)點(diǎn)升升高高。。相對(duì)對(duì)分分子子質(zhì)質(zhì)量量相相近近的的分分子子晶晶體體，，分分子子極極性性越越大大，，分分子子間間作作用用力力越越大大，，熔熔沸沸點(diǎn)點(diǎn)越越高高；；⑶金金屬屬晶晶體體金屬屬原原子子半半徑徑越越小小、、單單位位體體積積內(nèi)內(nèi)自自由由電電子子數(shù)數(shù)目目越越多多，，金金屬屬鍵鍵越越強(qiáng)強(qiáng)，，晶晶體體熔熔沸沸點(diǎn)點(diǎn)越越高高、、硬硬度度越越大大?；旌虾暇Ьw體石墨墨的的晶晶體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)模模型型石墨墨晶晶體體的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特特點(diǎn)點(diǎn)和和性性質(zhì)質(zhì)分層層的的平平面面網(wǎng)網(wǎng)狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，層層內(nèi)內(nèi)C原原子子以以與周周圍的的個(gè)C原原子子結(jié)結(jié)合合，，層層間間為為；層內(nèi)內(nèi)最最小小環(huán)環(huán)有有個(gè)C原原子子組組成成；；每個(gè)個(gè)C原原子子被被個(gè)最最小小環(huán)環(huán)所所共共用用；；每個(gè)個(gè)最最小小環(huán)環(huán)含含有有個(gè)C原原子子，，個(gè)碳碳碳碳鍵鍵；；C原原子子與與碳碳碳碳鍵鍵個(gè)