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文檔簡介
§2.4
分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)探究活動一:分子間有無作用力問題1:觀察下列圖片,思考水在通電條件下分解和水的三態(tài)變化,兩個(gè)過程有何區(qū)別?水通電電解過程宏觀微觀過程固態(tài)水液態(tài)水氣態(tài)水水的三態(tài)轉(zhuǎn)變宏觀過程水的三態(tài)轉(zhuǎn)變微觀過程質(zhì)疑:化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化,那么水的三態(tài)變化是否有能量變化呢?思考:
水的三態(tài)變化是物理變化,并沒有破壞水的化學(xué)鍵,那為什么還會有能量變化呢?物質(zhì)三態(tài)之間的轉(zhuǎn)化也伴隨著能量變化,這說明:分子間也存在著相互作用力
。一、分子間作用力1、分子間作用力:分子間普遍存在的將分子聚集在一起的作用力2、分類:范德華力和氫鍵二、范德華力與物質(zhì)性質(zhì)1、范德華力:分子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、存在:廣泛的存在由分子構(gòu)成的物質(zhì)中3、實(shí)質(zhì):電性作用4、特點(diǎn):①很弱,約比化學(xué)鍵能小1-2數(shù)量級;②無方向性,無飽和性。5、包括:①取向力②色散力③誘導(dǎo)力6、影響因素:①M(fèi)
相同或相近時(shí),分子極性越大,范德華力越大;②結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大。HClHBrHI相對分子質(zhì)量36.581128范德華力(kJ/mol)21.1423.1126.07、對物質(zhì)性質(zhì)的影響:主要影響物理性質(zhì),如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)一般范德華力越大,熔沸點(diǎn)越高。(化學(xué)鍵主要影響化學(xué)性質(zhì))化學(xué)鍵范德華力概念存在范圍作用力強(qiáng)弱影響的性質(zhì)相鄰的原子間強(qiáng)烈的相互作用把分子聚集在一起的作用力分子內(nèi)、原子間分子之間較強(qiáng)與化學(xué)鍵相比弱的多主要影響化學(xué)性質(zhì)主要影響物理性質(zhì)(如熔沸點(diǎn))總結(jié)提升:化學(xué)鍵與范德華力的比較談?wù)摻涣?/p>
氯化鈉熔點(diǎn)比氯化氫高的原因是什么?通過對氯化鈉氯化氫熔點(diǎn)的分析,組內(nèi)交流總結(jié)范德華力與化學(xué)鍵的區(qū)別的。范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響1、范德華力:把分子聚集在一起的作用力。(1)范德華力大小
范德華力很弱,約比化學(xué)鍵能小1-2數(shù)量級(2)范德華力與相對分子質(zhì)量的關(guān)系結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大(3)范德華力與分子的極性的關(guān)系相對分子質(zhì)量相同或相近時(shí),分子的極性越大,范德華力越大(4)范德華力對物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響結(jié)構(gòu)相似的分子,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,分子的熔沸點(diǎn)越高。分子間作用力范圍很小,即分子充分接近時(shí)才有相互間的作用力。
分子間作用力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等物理性質(zhì),而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。非金屬元素的氫化物在固態(tài)時(shí)是分子晶體,其熔沸點(diǎn)與其分子量有關(guān).對于同一主族非金屬元素而言,從上到下,分子量逐漸增大,熔沸點(diǎn)應(yīng)逐漸升高.而HF、H2O、NH3卻出現(xiàn)反常,為什么?
說明在HF、H2O、NH3分子間還存在除分子間作力之外的其他作用.這種作用就是氫鍵.四鹵化碳的熔沸點(diǎn)與相對分子質(zhì)量的關(guān)系-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點(diǎn)/℃一些氫化物的沸點(diǎn)周期三、氫鍵與物質(zhì)性質(zhì)1.氫鍵:氫鍵是一種特殊的分子間作用力,它是由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子(N、O、F)形成共價(jià)鍵的氫原子與另一分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力.Y—X—H如:F、O、N...共價(jià)鍵氫鍵2、形成條件①與電負(fù)性大且半徑小的原子(F、O、N)相連的H②在附近有電負(fù)性大,半徑小的原子(F、O、N)3、表示方法一般:X—H...Y—4、實(shí)質(zhì):是一種靜電作用力5.注意:只有分子充分接近時(shí),氫鍵作用才明顯,如固體和液體中;而氣體中往往忽略6.氫鍵數(shù)目:1個(gè)水分子能成4條氫鍵,1個(gè)HF能成2條氫鍵;1個(gè)NH3能成4條氫鍵7、特點(diǎn):方向性、飽和性(1)飽和性:一個(gè)X—H只能和一個(gè)Y原子結(jié)合;(2)方向性:X—H…Y盡可能在一條直線上8、氫鍵鍵能的大小范圍F—H---FO—H---ON—H---N氫鍵鍵能(kJ/mol)28.118.817.9范德華力(kJ/mol)13.416.412.1共價(jià)鍵鍵能(kJ/mol568462.8390.8不屬于化學(xué)鍵,但也有鍵長、鍵能。氫鍵鍵能大小介于化學(xué)鍵與范德華力之間,一般不超過40kJ/molX和Y的電負(fù)性越大,吸引電子能力越強(qiáng),則氫鍵越強(qiáng)9.氫鍵的強(qiáng)弱X—H
...Y—如:F電負(fù)性最大,得電子能力最強(qiáng),因而F-H…F是最強(qiáng)的氫鍵氫鍵強(qiáng)弱順序:
F-H…F
>O-H…O>O-H…N>N-H…N注意:C原子吸引電子能力較弱,一般不形成氫鍵。10.氫鍵的分類(1)、分子間氫鍵如:
C2H5OH、CH3COOH、H2O、HF、NH3
相互之間(2)、分子內(nèi)氫鍵如:苯酚鄰位上有-CHO-COOH、-OH和-NO2時(shí),由氫鍵組成環(huán)的特殊結(jié)構(gòu)(1).氫鍵對物質(zhì)熔沸點(diǎn)影響分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高鄰羥基苯甲醛(熔點(diǎn):-7℃)對羥基苯甲醛(熔點(diǎn):115-117℃)看圖思考H2OHFNH3沸點(diǎn)反常原因?分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點(diǎn)降低11.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響(2).氫鍵對物質(zhì)溶解度的影響極性溶劑里,溶質(zhì)分子與溶劑分子間的氫鍵使溶質(zhì)溶解度增大,而當(dāng)溶質(zhì)分子形成分子內(nèi)氫鍵時(shí)使溶質(zhì)溶解度減小?!瘛瘛袼伎加懻?、NH3極易溶于水?2、水和甲醇互溶原因?形成氫鍵,也是溶液呈堿性原因。水、甲醇互溶氫鍵存在增大了溶解性。(3).氫鍵的應(yīng)用思考交流討論水的特殊性:(1)水的熔沸點(diǎn)比較高?(2)為什么結(jié)冰后體積膨脹?(3)為什么4℃時(shí)密度最大?水蒸氣中單個(gè)H2O分子存在;液態(tài)水中,通過氫鍵形成(H2O)n冰中水分子大范圍以氫鍵聯(lián)結(jié),形成相當(dāng)疏松晶體,結(jié)構(gòu)中有許多空隙,造成體積膨脹,密度減
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