【高中化學(xué)】分子間的作用力課件 2022-2023學(xué)年下學(xué)期高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二章第三節(jié)第2課時分子間的作用力氣體在加壓或降溫時為什么會變?yōu)橐后w、固體？固態(tài)水氣態(tài)水液態(tài)水新課導(dǎo)入冰雪融化成水，需要吸熱；把水變成水蒸氣仍然需要吸熱。這說明水分子之間存在著相互作用力。1.概念：

分子間存在著一種把分子聚集在一起的作用力，叫范德華力2.本質(zhì)：

本質(zhì)是一種分子之間的靜電作用。范德華力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。一、分子間的作用力由分子構(gòu)成的物質(zhì)：所有非金屬氫化物、部分非金屬單質(zhì)（除金剛石、晶體硅）、部分非金屬氧化物（除二氧化硅）、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物分子間的作用力范德華力3、范德華力的特征

①范德華力廣泛存在于分子之間，但只有分子間充分接近（300━500pm）時才有分子間的相互作用力

。

②范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級

③范德華力無飽和性和方向性

分子HIHBrHCl范德華力(kJ·mol-1)26.0023.1121.14共價鍵鍵能(kJ·mol-1)298.7366431.8分子間的作用力范德華力4、影響范德華力的因素①一般地，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。如范德華力：HCl<HBr<HI分子HIHBrHCl相對分子質(zhì)量1288136.5范德華力(kJ·mol-1)26.0023.1121.14分子間的作用力范德華力②相對分子質(zhì)量相同或相近的物質(zhì)，分子的極性越大，范德華力越大。范德華力：CO>N2、CO>Ar。分子相對分子質(zhì)量分子的極性范德華力(kJ·mol-1)CO28極性8.75N228非極性8.50Ar40非極性8.504、影響范德華力的因素分子間的作用力5、范德華力對物質(zhì)熔沸點的影響單質(zhì)相對分子質(zhì)量熔點/℃沸點/℃F238﹣219.6﹣188.1Cl271﹣101﹣34.6Br2160﹣7.258.78I2254113.5184.4①組成和結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高。如熔、沸點：F2＜Cl2＜Br2＜I2。CF4CCl4CBr4CI4<<<分子間的作用力5、范德華力對物質(zhì)熔沸點的影響單質(zhì)相對分子質(zhì)量沸點/℃正戊烷7236.1異戊烷7228新戊烷7210②分子組成相同的物質(zhì)（互為同分異構(gòu)體），支鏈數(shù)越多，F(xiàn)分越小，熔、沸點越低。如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷。③相對分子質(zhì)量相近的物質(zhì)，分子的極性越大，F(xiàn)分越大，物質(zhì)的熔沸點越高。如：CO>N2、CO>Ar、CO<I2資料觀看加熱過程中物質(zhì)的狀態(tài)變化的微觀模擬過程加熱加熱分子間的范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高觀看加熱過程中物質(zhì)的狀態(tài)變化的微觀模擬過程同一種物質(zhì)，范德華力大小：固體液體氣體>>>分子間的作用力范德華力夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬卻掉不下來，為什么？分子間的作用力范德華力夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬卻掉不下來，為什么？壁虎為什么能在天花板土爬行自如？這曾是一個困擾科學(xué)家一百多年的謎。用電子顯微鏡可觀察到，壁虎的四足覆蓋著幾十萬條纖細(xì)的由角蛋白構(gòu)成的納米級尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力？實驗證明，如果在一個分幣的面積土布滿100萬條壁虎足的細(xì)毛，可以吊起20kg重的物體。近年來，有人用計算機(jī)模擬，證明壁虎的足與墻體之間的作用力在本質(zhì)上是它的細(xì)毛與墻體之間的范德華力。水的熔點(℃)水的沸點(℃)水在0℃時密度(g/ml)水在4℃時密度(g/ml)0.00100.000.99981.0000冰的密度比液體水??？-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點/℃周期一些氫化物的沸點一般：同一主族非金屬氫化物，從上到下，Mr逐漸增大，F(xiàn)分

，熔沸點應(yīng)逐漸升高．而HF、H2O、NH3卻出現(xiàn)反常，為什么？

說明在HF、H2O、NH3分子間存在除范德華力之外的其他分子間作用力—氫鍵．------δ＋δ＋δ－δ－幾乎成為“裸露”的質(zhì)子電負(fù)性大，半徑小

二

、氫鍵

在水分子的O-H中，共用電子對強(qiáng)烈的偏向O，使得H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相對顯負(fù)電性的O的孤電子對產(chǎn)生靜電作用，這種靜電作用就是氫鍵。1.定義：它是由已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子(N、F、O)形成共價鍵的氫原子與另一分子中電負(fù)性很大的原子(N、F、O)之間形成的作用力.HFHF2.表示：氫鍵通常用

X—H…Y—表示,“—”表示共價鍵,“…”表示形成的氫鍵（X、Y為N、O、F）如HFHFX、Y可以相同，也可以不同

二、氫鍵即N-H、O-H、F-H鍵中的H180o沸點/℃周期O—H…ON—H…NF—H…F①要有與電負(fù)性很大的原子X以共價鍵結(jié)合的氫原子；②要有電負(fù)性很大且含有孤電子對的原子Y；③X與Y的原子半徑要小。3、氫鍵的形成條件氫鍵的本質(zhì)是靜電作用4671118.8

氫鍵不是化學(xué)鍵，是一種特殊的分子間作用力。鍵能較小，約為共價鍵的十分之幾【任務(wù)】探究氫鍵強(qiáng)度

共價鍵>氫鍵>范德華力4.氫鍵的強(qiáng)度(2)方向性：A—H與B形成分子間氫鍵時，3個原子總是盡可能沿直線分布，使A，B盡量遠(yuǎn)離，這樣電子云排斥作用最小，體系能量最低，氫鍵最強(qiáng)，最穩(wěn)定，所以氫鍵具有方向。(1)飽和性：由于H原子半徑比A，B的原子半徑小得多，當(dāng)H與一個B原子形成氫鍵A—H···B后，H周圍的空間被占據(jù)，A，B的電子云排斥作用將阻礙另一個B原子與H靠近成鍵，即H只能與一個B形成氫鍵，氫鍵具有飽和性。H的體積小，1個H只能形成1個氫鍵5、氫鍵的特征（3）氫鍵的鍵參數(shù)氫鍵的鍵長與X－H的鍵長和Y原子半徑有關(guān)。共價鍵（X－H）鍵長越短，Y原子半徑越小，氫鍵越短，鍵能越大，氫鍵越強(qiáng)。5、氫鍵的特征6.氫鍵的分類（1）分子間氫鍵

氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F形成共價鍵的氫原子與另一個分子中的N、O、F原子之間。如：HF、H2O、NH3

相互之間C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之間

（2）分子內(nèi)氫鍵

某些物質(zhì)在分子內(nèi)也可形成氫鍵，例如當(dāng)苯酚在鄰位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2時，可形成分子內(nèi)的氫鍵，組成“螯合環(huán)”的特殊結(jié)構(gòu).N－H┅ON－H┅NO－H┅N

O－H┅ON-H、O-H、F-H氨水中的氫鍵：物質(zhì)溶解性CH3CH3難溶CH3CH2OH互溶CH3CHO互溶CH3COOH互溶與水分子間能形成氫鍵的物質(zhì)在水中的溶解度增大氫鍵的類型分子間的氫鍵分子內(nèi)的氫鍵分子內(nèi)的氫鍵對羥基苯甲醛鄰羥基苯甲醛7、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響（1）對物質(zhì)熔、沸點的影響鄰羥基苯甲醛（熔點-7℃）對羥基苯甲醛（熔點115℃）特點：一旦分子內(nèi)氫鍵形成，分子間氫鍵就無法形成。反而降低了分子的熔、沸點。分子間氫鍵增大了分子間作用力，使物質(zhì)熔、沸點升高。分子內(nèi)氫鍵降低了分子的極性，使分子間作用力減小，物質(zhì)的熔、沸點降低。

觀察下圖，分析NH3、H2O、HF的沸點反常的原因。NH3、H2O、HF的沸點反常的原因：由于它們各自的分子間形成了氫鍵。（1）對物質(zhì)熔、沸點的影響H2O的沸點高于HF的原因是:一分子H2O能形成兩個氫鍵，而HF只能形成1個（2）氫鍵對水密度的影響解釋冰的密度比液態(tài)水的密度小的原因

常溫下液態(tài)水中除了含有簡單H2O外，還含有通過氫鍵聯(lián)系在一起的締合分子(H2O)2

、(H2O)3……(H2O)n等。一個水分子的氧原子與另一個水分子的氫原子沿該氧原子的一個sp3雜化軌道的方向形成氫鍵，因此當(dāng)所有H2O全部締合結(jié)冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氫鍵，成為晶體，因此在冰的結(jié)構(gòu)中形成許多空隙，體積膨脹，密度減小。故冰的體積大于等質(zhì)量的水的體積，冰的密度小于水的密度。（3）氫鍵對相對分子質(zhì)量測定的影響解釋接近水的沸點的水蒸氣的相對分子質(zhì)量測定值比按化學(xué)式H2O計算出來的相對分子質(zhì)量大一些的原因。接近水的沸點的水蒸氣中存在相當(dāng)量的水分子因氫鍵而相互締合形成所謂的締合分子(H2O)n。（4）氫鍵對溶解度的影響

解釋氨氣分子為什么極易溶于水a(chǎn)、NH3與H2O之間能形成氫鍵b、NH3與H2O都是極性分子，符合“相似相溶”規(guī)則。c、NH3與H2O反應(yīng)生成的易溶于水的NH3?H2O溶質(zhì)分子與溶劑分子間的氫鍵使溶質(zhì)溶解度增大，如HCl—1:500，NH3—1:700。例：NH3、CH3CH2OH易溶于水。范德華力氫鍵共價鍵概念分子之間普遍存在的一種作用力已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價鍵的氫原子與另一個電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的靜電作用原子間通過共用電子對所形成的相互作用作用粒子分子H與N、O、F原子特征無方向性和飽和性有方向性和飽和性有方向性和飽和性強(qiáng)度共價鍵>氫鍵>范德華力【歸納小結(jié)】影響強(qiáng)度的因素①隨分子極性的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子構(gòu)成的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大對于X—H…Y－，X、Y的電負(fù)性越大，Y原子的半