分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì) 課件【備課精研+高效課堂】 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)益陽(yáng)市一中高二化學(xué)備課組

二O二二年下期第三節(jié)分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)

（共4課時(shí)）氣體在加壓或降溫時(shí)為什么會(huì)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(shuō)明水分子之間存在著相互作用力。二、分子間的作用力1、范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響下雪不冷，化雪冷。

①.概念：

范德華（vanderWaals）是最早研究分子間普遍存在作用力的科學(xué)家，因而把這類分子間作用力稱為范德華力。②.存在：

只存在于由分子構(gòu)成的單質(zhì)和化合物中，包括單原子分子，只有分子充分接近（300-500pm）時(shí)才有范德華力。

J.D.VanderWaals,1837-19231.非金屬單質(zhì)：

有的非金屬單質(zhì)，內(nèi)部只有共價(jià)鍵，不存在分子，例如金剛石(C)單質(zhì)硅(Si)。例外：2.共價(jià)化合物：原子間以共價(jià)鍵相互連接；如果原子按一定結(jié)合方式形成分子，則分子之間有分子間作用力；例如CO2,NO,N2O3,SO2等。有的非金屬單質(zhì)，原子之間靠共價(jià)鍵連接，并形成分子，分子間有范德華力，如C60、P4、H2、O2。③特征a.范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，無(wú)方向性和飽和性。b.

一般規(guī)律，組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大。

如范德華力：如HCl<HBr<HI。

c.分子的極性越大，范德華力越大。如CO>N2。d.對(duì)于M相同、極性相似的分子，分子間接觸面積越大，范德華力越大。

如：正丁烷>異丁烷共價(jià)鍵鍵能(kJ·mol-1)298.7366431.8分子HIHBrHCl相對(duì)分子質(zhì)量1288136.5范德華力(kJ·mol-1)26.0023.1121.14單質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃F238﹣219.6﹣188.1Cl271﹣101﹣34.6Br2160﹣7.258.78I2254113.5184.4請(qǐng)解釋物質(zhì)熔沸點(diǎn)規(guī)律性變化的原因？Cl2氣態(tài)Br2液態(tài)I2固態(tài)

組成和結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。如熔、沸點(diǎn)：F2＜Cl2＜Br2＜I2。觀看加熱過(guò)程中物質(zhì)的狀態(tài)變化的微觀模擬過(guò)程加熱加熱

分子間的范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。猜想1、第IVA族、第VIA族元素的氫化物的沸點(diǎn)【2018·全國(guó)卷Ⅱ，35(3)】如圖為S8的結(jié)構(gòu)，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多，主要原因是________________________________________。S8相對(duì)分子質(zhì)量大，分子間范德華力強(qiáng)猜想2、四鹵化硅SiX4的沸點(diǎn)科學(xué)?技術(shù)?社會(huì)【閱讀P56】【壁虎與范德華力】

壁虎為什么能在天花板土爬行自如？這曾是一個(gè)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(wàn)條纖細(xì)的由角蛋白構(gòu)成的納米級(jí)尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力？實(shí)驗(yàn)證明，如果在一個(gè)分幣的面積土布滿100萬(wàn)條壁虎足的細(xì)毛，可以吊起20kg重的物體。近年來(lái)，有人用計(jì)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。*下列物質(zhì)的變化中,破壞的主要是范德華力的是(

)A.碘單質(zhì)的升華B.NaCl溶于水C.將冰加熱變?yōu)橐簯B(tài)D.NH4Cl受熱分解A【課堂練習(xí)】

水的熔點(diǎn)(℃)水的沸點(diǎn)(℃)水在0℃時(shí)密度(g/ml)水在4℃時(shí)密度(g/ml)0.00100.000.99981.0000為什么冰的密度比液態(tài)水小？2、氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響H2O分子間存在——?dú)滏I。①.定義：它是由已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子(如N、F、O)形成共價(jià)鍵的氫原子與另一分子中電負(fù)性很大的原子(如N、F、O)之間的作用力。-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點(diǎn)/℃周期一些氫化物的沸點(diǎn)一般：同一主族非金屬氫化物，從上到下，Mr逐漸增大，熔沸點(diǎn)應(yīng)逐漸升高．

在HF、H2O、NH3分子間還存在除范德華力之外的其他分子間作用力—?dú)滏I。HF、H2O、NH3出現(xiàn)反常，為什么？

在水分子的O-H中，共用電子對(duì)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(gè)水分子中相對(duì)顯負(fù)電性的O的孤電子對(duì)產(chǎn)生靜電作用，這種靜電作用就是氫鍵。---②表示：氫鍵通常用X—H…Y—表示,“—”表示共價(jià)鍵,“…”表示形成的氫鍵（X、Y為N、O、F）HFHFHFHFH—O鍵極性很強(qiáng)無(wú)內(nèi)層電子，幾乎成為“裸露”的質(zhì)子電負(fù)性大，半徑小氫鍵OHHOHHδ＋δ－δ－…δ＋③本質(zhì)、特征：

a.氫鍵不屬于化學(xué)鍵，是一種特殊的分子間作用力。

b.氫鍵具有方向性和飽和性。1個(gè)H只能形成1個(gè)氫鍵A—H與B形成分子間氫鍵時(shí)，3個(gè)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。O—H…ON—H…NF—H…F④氫鍵的形成條件4671118.8

氫鍵不屬于化學(xué)鍵，但有鍵長(zhǎng)、鍵能，氫鍵鍵能較小，但比范德華力強(qiáng)。

氫鍵鍵長(zhǎng)是X—H???Y的長(zhǎng)度，而不是H???Y的長(zhǎng)度。氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F形成共價(jià)鍵的氫原子與另外的N、O、F原子之間。a.分子間氫鍵

如：HF、H2O、NH3

相互之間C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之間⑤、氫鍵的分類b.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(shí)，可形成分子內(nèi)的氫鍵，組成“螯合環(huán)”的特殊結(jié)構(gòu)。對(duì)羥基苯甲醛（熔點(diǎn)115℃）鄰羥基苯甲醛（熔點(diǎn)-7℃）a.存在分子間氫鍵的物質(zhì)一般具有較高的熔、沸點(diǎn)。b.存在分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔、沸點(diǎn)降低。鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛？a.熔、沸點(diǎn)：如HCl<HBr<HI<HF（標(biāo)況為液體）⑥、氫鍵影響物質(zhì)物理性質(zhì)b.水溶性：增大，如氨氣及易溶于水c.密度：如冰的密度<水的密度水的熔點(diǎn)(℃)水的沸點(diǎn)(℃)水在0℃時(shí)密度(g/ml)水在4℃時(shí)密度(g/ml)0.00100.000.99981.0000

氫鍵的存在迫使在四面體中心的水分子與四面體頂角方向的4個(gè)相鄰水分子相互吸引，這一排列使冰晶體中的水分子的空間利用率不高，留有相當(dāng)大的空隙，其密度比液態(tài)水小。作用力類型范德華力氫鍵共價(jià)鍵作用微粒分子H與N、O、F原子強(qiáng)度比較共價(jià)鍵＞氫鍵＞范德華力影響因素組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大形成氫鍵元素的電負(fù)性原子半徑對(duì)性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)分子間氫鍵使熔、沸點(diǎn)升高，溶解度增大鍵能越大，穩(wěn)定性越強(qiáng)【歸納】1.在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開(kāi)________________________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子，水分子間含氫鍵比甲醇中多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力較大?！菊n堂練習(xí)】

①.氫鍵的形成都會(huì)使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。(

)②.氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵,它廣泛存在于自然界中的物質(zhì)中。(

)③.HF的沸點(diǎn)較高,是因?yàn)镠—F鍵的鍵能很大。(

)2.判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)×××3.HOOC—COOH與正丁酸(CH3CH2CH2COOH)的相對(duì)分子質(zhì)量相差2，二者的熔點(diǎn)分別為101℃、－7.9℃，導(dǎo)致這種差異的最主要原因可能是

___________________________。草酸分子間能形成