第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵

2.5路易斯結(jié)構(gòu)式和共振論2-5-1路易斯結(jié)構(gòu)式1916年，路易斯(G.N.Lewis)提出共用電子對(duì)理論,即路易斯理論:稀有氣體原子的電子結(jié)構(gòu)是一種穩(wěn)定構(gòu)型,但兩元素原子的電負(fù)性相差不大時(shí),原子間通過共享電子對(duì)的形式,達(dá)到稀有氣體的8電子穩(wěn)定構(gòu)型(H2,He除外),即八隅體規(guī)則.以“共用電子對(duì)”維系的化學(xué)作用力稱為“共價(jià)鍵”.

分子中存在形成共價(jià)鍵的鍵合電子(成鍵電子)和未形成共價(jià)鍵的非鍵合電子，又稱“孤對(duì)電子”，用小黑點(diǎn)來表示孤對(duì)電子。如：水、氨、乙酸、氮分子的路易斯結(jié)構(gòu)式可表示為：第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵..OO...HH..HNHH..HCHHCH......NN.....O路易斯結(jié)構(gòu)式：以短棍表示共價(jià)鍵，同時(shí)用小黑點(diǎn)表示非鍵合的“孤對(duì)電子”的結(jié)構(gòu)式叫做路易斯結(jié)構(gòu)式(Lewisstructure)，也叫電子結(jié)構(gòu)式

第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵一、路易斯結(jié)構(gòu)式的書寫方法1.成鍵數(shù)-孤電子對(duì)數(shù)法首先算出分子結(jié)構(gòu)中的成鍵數(shù)(按惰性氣體電子結(jié)構(gòu)計(jì)算的各原子最外層電子數(shù)之和與各原子價(jià)電子總數(shù)之差的二分之一)和孤電子對(duì)數(shù)(等于各原子價(jià)電子數(shù)之和與成鍵電子總數(shù)之差的二分之一),然后按照正確的原子間連接規(guī)則寫出較穩(wěn)定的路易斯結(jié)構(gòu)式。例如:H2O成鍵數(shù)=〔(2×2+8)-(1×2+6)〕/2=2孤電子對(duì)數(shù)=〔(1×2+6)-2×2〕/2=2所以H2O的路易斯結(jié)構(gòu)式:H—O—H....第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵2.分步法

對(duì)于簡(jiǎn)單分子,成鍵數(shù)-孤電子對(duì)數(shù)法書寫路易斯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了,但對(duì)于復(fù)雜分子,應(yīng)用此法往往無從下手,且易出錯(cuò)。這時(shí)分步法顯示出更大的優(yōu)越性。下面以氯酸根離子為例詳細(xì)介紹此方法。第一步:確定分子的價(jià)電子總數(shù)。對(duì)于中性分子,其價(jià)電子總數(shù)等于各原子的價(jià)電子數(shù)之和;如分子帶一個(gè)電荷,其價(jià)電子總數(shù)需加(負(fù)電荷)或減(正電荷)一個(gè)電子。例如:氯酸根離子(ClO3-)的價(jià)電子數(shù)為:7+3×6+1=26個(gè)第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵第二步:畫出分子骨架結(jié)構(gòu)。這一步需要確定分子中哪些原子通過共價(jià)鍵連在一起?；衔锏姆肿邮酵峁┝藰?gòu)建骨架結(jié)構(gòu)的信息。例如氯酸根離子的分子式ClO3-

暗示了下列骨架結(jié)構(gòu):O—Cl—OO第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵畫分子骨架是分步法書寫路易斯結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。通常,將電負(fù)性相對(duì)較小的元素放在分子骨架的中心位置。例如磺酰氯(SO2Cl2)可畫成下列骨架結(jié)構(gòu):O—S—OClCl第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵復(fù)雜分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式常暗示了分子的骨架結(jié)構(gòu)。例如,二甲基醚通常寫成CH3OCH3,其可轉(zhuǎn)化成下列骨架結(jié)構(gòu):H—C—O—C—HHHHH第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵第三步:骨架結(jié)構(gòu)中每?jī)蓚€(gè)價(jià)電子組成一個(gè)共價(jià)鍵。由此將價(jià)電子分成兩類:成鍵電子和非鍵電子。由于形成一個(gè)共價(jià)鍵需要兩個(gè)電子,用分子的總價(jià)電子數(shù)減去所有共價(jià)鍵所含的電子數(shù),可計(jì)算出分子中的非鍵電子數(shù)。如氯酸根離子:26(價(jià)電子總數(shù))—6(成鍵電子數(shù))=20(非鍵電子)。O—Cl—OO第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵第四步:分配剩下的價(jià)電子作為非鍵電子,讓每個(gè)原子周圍滿足八隅體的穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)。ClO3-中的每個(gè)氧原子已經(jīng)在Cl—O共價(jià)鍵中擁有兩個(gè)電子,還需要6個(gè)電子才能滿足八隅體規(guī)則,因此三個(gè)氧原子共需要18個(gè)非鍵電子。這樣剩下的一對(duì)電子用來滿足氯原子的八隅體結(jié)構(gòu)，所以氯酸根的路易斯結(jié)構(gòu)如下：.[]—O—Cl—OO....................第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵例1：寫出NO+離子的路易斯結(jié)構(gòu)式.NO+離子只可能有一種排布方式，見下圖最左邊一個(gè)：NO+離子中價(jià)電子總數(shù)等于10(兩個(gè)原子的價(jià)電子數(shù)相加后減1)，扣除1個(gè)單鍵的2個(gè)電子，余下的8個(gè)電子無論按上圖中第二個(gè)那樣以孤對(duì)方式分配給兩個(gè)原子，還是按上圖中第三或第四個(gè)那樣將N－O單鍵改為雙鍵，都不能使兩個(gè)原子同時(shí)滿足八隅律的要求.這一要求只有將單鍵改為叁鍵才能滿足.NONO++NO+NO+NO第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵注意：分配非鍵電子時(shí)，為保證每個(gè)原子都滿足八隅體規(guī)則，如若遇到缺2個(gè)電子，則以形成一個(gè)雙鍵來補(bǔ)償；如若遇到缺4個(gè)電子，則以形成一個(gè)叁鍵來補(bǔ)償。但需注意，在結(jié)構(gòu)式中每個(gè)原子提供的電子數(shù)要與它的價(jià)電子數(shù)相符。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵

各原子共提供3+4×7=31個(gè)價(jià)電子；離子的一價(jià)負(fù)電荷表明還應(yīng)加一個(gè)電子.因此必須在5個(gè)原子周圍畫上16對(duì)電子的32個(gè)圓點(diǎn)負(fù)電荷屬于整個(gè)離子而不是個(gè)別原子！例2：寫出BF4-離子的路易斯結(jié)構(gòu)式.FBFFFFBFFF第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵

練習(xí)：請(qǐng)寫出SO2Cl2、HNO3、H2SO3、CO32–和SO42–的路易斯結(jié)構(gòu)式:第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵

有些分子可以寫出幾個(gè)式子（都滿足8電子結(jié)構(gòu)），如HOCN，可以寫出如下三個(gè)式子：哪一個(gè)更合理？可根據(jù)結(jié)構(gòu)式中各原子的“形式電荷”進(jìn)行判斷：第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵q=nv－nL－nb式中，q為n

v為價(jià)電子數(shù)

nL為孤對(duì)電子數(shù)n

b為成鍵電子數(shù)。判斷原則：q越接近于零，越穩(wěn)定。所以，穩(wěn)定性Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵（中國(guó)化學(xué)會(huì)第21屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽（省級(jí)賽區(qū)）試題）羥胺和用同位素標(biāo)記氮原子（N﹡）的亞硝酸在不同介質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)，方程式如下：

NH2OH+HN﹡O2→A+H2ONH2OH+HN﹡O2→B+H2OA、B脫水都能形成N2O，由A得到N﹡NO和NN﹡O，而由B只得到NN﹡O。請(qǐng)分別寫出A和B的路易斯結(jié)構(gòu)式。競(jìng)賽真題演練第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵路易斯結(jié)構(gòu)式雖然能說明一些問題，但是它還是有一些局限性：對(duì)作為中心原子的第3周期及其以下周期的元素而言,價(jià)層電子數(shù)可以大于8.例如，[SiF6]2-，PCl5和SF6中的中心原子價(jià)層電子數(shù)分別為12，10和12(超價(jià)化合物).第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵對(duì)于氧分子的結(jié)構(gòu)，第一種表示雖然符合路易斯結(jié)構(gòu)式，但它不能表達(dá)氧分子顯示的磁性，后兩種表示方法對(duì).第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵有些物種的合理結(jié)構(gòu)能寫出不止一個(gè).例如對(duì)NO3-離子而言，可以寫出能量相同的三個(gè)式子（但3個(gè)式子都不代表NO3-離子的實(shí)際結(jié)構(gòu)），此時(shí)鮑林的共振論此時(shí)應(yīng)運(yùn)而生.NOOO+NOOONOOO第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵2-5-2共振論一.共振論的基本概念共振論是鮑林(L.Pauling)于20世紀(jì)30年代提出的。共振論認(rèn)為：不能用經(jīng)典結(jié)構(gòu)式圓滿表示的分子，其真實(shí)結(jié)構(gòu)是由多種可能的經(jīng)典極限式疊加(共振雜化)而成的。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵例如：CO32-中的三個(gè)碳氧是等同的，鍵長(zhǎng)均為0.128nm。但是價(jià)鍵式卻只能表示為：

而共振論將CO32-的真實(shí)結(jié)構(gòu)表示為：

上式的意思是：CO32-的真實(shí)結(jié)構(gòu)是上述三個(gè)共振結(jié)構(gòu)式(基本式、極限式、參與結(jié)構(gòu)式等)的共振雜化體。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵必須十分明確地指出：真正的雜化體或中介體是一個(gè)單一的物質(zhì)，決不是幾個(gè)極限式的混合物。共振論一再強(qiáng)調(diào)在任何時(shí)候，共振雜化體都是一個(gè)單獨(dú)的物質(zhì)，只能有一個(gè)結(jié)構(gòu)。根據(jù)共振論，烯丙基正離子可表示為：第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵1，3-丁二烯一共可寫出上面六個(gè)共振結(jié)構(gòu)式。Ⅰ～Ⅵ各稱共振結(jié)構(gòu)式，Ⅰ～Ⅵ綜合稱共振雜化體，從Ⅰ～Ⅵ是靠可動(dòng)電子云互相轉(zhuǎn)變而成，哪一個(gè)也不是1，3-丁二烯的真實(shí)結(jié)構(gòu)，不能單獨(dú)表示、單純存在，其真實(shí)結(jié)構(gòu)介于Ⅰ～Ⅵ之間第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵2.書寫極限結(jié)構(gòu)式遵循的基本原則

共振極限結(jié)構(gòu)式不能隨便書寫，要遵守一些書寫規(guī)則：①必須符合經(jīng)典Lewis結(jié)構(gòu)式的書寫規(guī)則。比如碳原子必須是4價(jià)，第二周期元素的價(jià)電子數(shù)不能超過8個(gè)等。例如：第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵②電子位置變，原子的位置不變。離域所涉及到的電子一般為π電子，或?yàn)榉擎I電子對(duì)以及容易離域到P軌道上的電子。④所有的極限結(jié)構(gòu)式中，配對(duì)的或不配對(duì)的電子數(shù)目應(yīng)保持一致。例如：③要求有關(guān)的原子必須共平面。即有關(guān)原子為SP2或SP雜化(有關(guān)原子指的是電子位置變化所涉及到的原子)。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵再如：重氮甲烷CH2N2兩個(gè)極限式的不配對(duì)的電子數(shù)為0，是允許的

第一個(gè)極限式的不配對(duì)電子數(shù)為0，第二個(gè)極限式的不配對(duì)電子數(shù)為2，是不允許的第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵寫出下列分子或離子可能的共振體。①NO3–和O3②SO3和CO32–第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵3.極限式對(duì)共振雜化體的貢獻(xiàn)共振是穩(wěn)定因素。共振雜化體的能量低于任一參與共振的極限式。但并不是所有的共振結(jié)構(gòu)對(duì)描述共振雜化體的貢獻(xiàn)是等同的。①含完整八隅體的結(jié)構(gòu)比在價(jià)電子層上少于8個(gè)電子的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，貢獻(xiàn)更大;第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵②各共振極限結(jié)構(gòu)式中，共價(jià)鍵的數(shù)目越多，其能量越低。③電荷沒有分離的共振極限結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定。④電荷分布符合元素電負(fù)性預(yù)計(jì)的共振極限結(jié)構(gòu)式更穩(wěn)定。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵練習(xí)：說明各共振式在下列共振雜化體結(jié)構(gòu)中的貢獻(xiàn)。貢獻(xiàn)：A>B>C討論：A共價(jià)鍵數(shù)目多，沒有電荷分離;B違反電負(fù)性規(guī)則;C不符合八隅體規(guī)則第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵2.6等電子體

等電子體原理：具有相同的通式——AXm，價(jià)電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。“相同的結(jié)構(gòu)特征”包括：電子結(jié)構(gòu)、分子的立體結(jié)構(gòu)，化學(xué)鍵的類型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為180或90等特定的角度。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵例:CO2、CNS–、NO2+、N3–

具有相同的通式—AX2，價(jià)電子總數(shù)16，具有相同的結(jié)構(gòu)——直線型分子，中心原子上沒有孤對(duì)電子而取sp雜化軌道，形成直線形骨架，鍵角為180，分子里有兩套34p-p大鍵。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵例:CO32–、NO3–、SO3等離子或分子

相同的通式——AX3，總價(jià)電子數(shù)24，有相同的結(jié)構(gòu)—平面三角形分子,

中心原子上沒有孤對(duì)電子而取sp2雜化軌道形成分子的骨架，有一套46p-p大鍵。例:SO2、O3、NO2–等離子或分子，AX2，18e，中心原子取sp2雜化形式，平面三角形，中心原子上有1對(duì)孤對(duì)電子(處于分子平面上)，分子立體結(jié)構(gòu)為V型(或角型、折線型)，有一套符號(hào)為34的p-p大鍵。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵在BF3

、CO32-

、BF

4

-

、P

O43-分子中，哪些分子屬于等電子體？第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵2.7分子間力

除化學(xué)鍵(共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵)外，分子與分子之間，某些較大分子的基團(tuán)之間，或小分子與大分子內(nèi)的基團(tuán)之間，還存在著各種各樣的作用力，總稱分子間力。相對(duì)于化學(xué)鍵，分子間力是一類弱作用力。化學(xué)鍵的鍵能數(shù)量級(jí)達(dá)102，甚至103kJ/mol，而分子間力的能量只達(dá)n~n·10kJ/mol的數(shù)量級(jí)，比化學(xué)鍵弱得多。相對(duì)于化學(xué)鍵，大多數(shù)分子間力又是短程作用力，只有當(dāng)分子或基團(tuán)(為簡(jiǎn)捷起見下面統(tǒng)稱“分子”)距離很近時(shí)才顯現(xiàn)出來。范德華力和氫鍵是兩類最常見的分子間力，分別介紹如下。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵一、范德華力范德華力普遍地存在于固、液、氣態(tài)任何微粒之間。微粒相離稍遠(yuǎn)，就可忽略；范德華力沒有方向性和飽和性，不受微粒之間的方向與個(gè)數(shù)的限制。范德華力可分解為三種不同來源的作用力：色散力誘導(dǎo)力取向力。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵1.色散力所有單一原子或多個(gè)原子鍵合而成的分子、離子或者分子中的基團(tuán)(統(tǒng)稱分子)。相對(duì)于電子，分子中原子的位置相對(duì)固定，而分子中的電子卻圍繞整個(gè)分子快速運(yùn)動(dòng)著。于是，分子的正電荷重心與負(fù)電荷重心時(shí)時(shí)刻刻不重合，產(chǎn)生瞬時(shí)偶極。分子相互靠攏時(shí)，它們的瞬時(shí)偶極矩之間會(huì)產(chǎn)生電性引力，這就是色散力。色散力不僅是所有分子都有的最普遍存在的范德華力，而且經(jīng)常是范德華力的主要構(gòu)成。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵

色散力沒有方向，分子的瞬時(shí)偶極矩的矢量方向時(shí)刻在變動(dòng)之中，瞬時(shí)偶極矩的大小也始終在變動(dòng)之中，然而，可以想見，分子越大、分子內(nèi)電子越多，分子剛性越差，分子里的電子云越松散，越容易變形，色散力就越大。衡量分子變形性的物理量叫做極化率(符號(hào)a)。分子極化率越大，變形性越大，色散力就越大。例如:HCl、HBr、HI的色散力依次增大，分別為16.83、21.94、25.87kJ/mol，而Ar、CO、H2O的色散力只有8.50、8.75、9.00kJ/mol。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵2.取向力取向力，又叫定向力，是極性分子與極性分子之間的固有偶極與固有偶極之間的靜電引力。取向力只有極性分子與極性分子之間才存在。分子偶極矩越大，取向力越大。如：HCl、HBr、HI的偶極矩依次減小，因而其取向力分別為3.31、0.69、0.025kJ/mol，依次減小。對(duì)大多數(shù)極性分子，取向力僅占其范德華力構(gòu)成中的很小分額，只有少數(shù)強(qiáng)極性分子例外。

第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵取向力第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵3.誘導(dǎo)力在極性分子的固有偶極誘導(dǎo)下，臨近它的分子會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，分子間的誘導(dǎo)偶極與固有偶極之間的電性引力稱為誘導(dǎo)力。誘導(dǎo)偶極矩的大小由—固有偶極的偶極矩(m)大小和分子變形性的大小決定。極化率越大,分子越容易變形,在同一固有偶極作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極矩就越大。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵如放射性稀有氣體氡(致癌物)在20C水中溶解度為230cm3/L。而氦在同樣條件下的溶解度卻只有8.61cm3/L。又如，水中溶解的氧氣(20C溶解30.8cm3/L)比氮?dú)舛嗟枚?，跟空氣里氮氧比正相反，也可歸結(jié)為O2的極化率比N2的大得多。同理，極化率(a)相同的分子在偶極矩(m)較大的分子作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)力也較大。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵色散力、取向力和誘導(dǎo)力第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵分子越大、分子內(nèi)電子越多，分子剛性越差，分子里的電子云越松散，越容易變形，色散力就越大。分子極化率越大，變形性越大，色散力就越大第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵判斷下列各組分子之間存在什么形式的分子間作用力。①H2S氣體分子②CH4分子③Ne與水④CH3Br體分子⑤NH3分子⑥Br2與CCl4第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵二、氫鍵氫鍵是已經(jīng)以共價(jià)鍵與其他原子鍵合的氫原子與另一個(gè)原子之間產(chǎn)生的分子間作用力，是除范德華力外的另一種常見分子間作用力。通常，發(fā)生氫鍵作用的氫原子兩邊的原子必須是強(qiáng)電負(fù)性原子。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵(NH3,H2O,HF)hasthehighestboilingpoint

第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵從圖中可以看到氫鍵對(duì)HF、H2O及NH3的熔沸點(diǎn)的影響第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵１、氫鍵解釋了水的特殊物理性質(zhì)水的物理性質(zhì)十分特異。與同周期氫化物相比，冰的密度小、4C時(shí)水的密度最大、水的熔沸點(diǎn)高、水的比熱大、水的蒸氣壓小、……等等。水的這些特異物理性質(zhì)對(duì)于生命的存在有著決定性的意義。如若水的熔沸點(diǎn)相當(dāng)于后三個(gè)周期同族氫化物熔沸點(diǎn)變化趨勢(shì)向前外推的估算值，地球溫度下的水就不會(huì)呈液態(tài)，如今的地貌不可能呈現(xiàn)，生命體不會(huì)出現(xiàn)。如若冰的密度比液態(tài)水的密度大，如若液態(tài)水從0C升至4C密度不增大，地球上的所有水體在冬天結(jié)冰時(shí)，所有水生生物都會(huì)凍死。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵冰的晶體結(jié)構(gòu)：(小球代表氫原子,大球代表氧原子,實(shí)線代表H—O鍵，虛線代表氫鍵)第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵

O—H…O具有方向性。氫鍵有方向性的性質(zhì)不同于范德華力,而與共價(jià)鍵相同。氫鍵有飽和性,每摩爾冰里只有2N0個(gè)氫鍵。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵

冰熔化為液態(tài)水，至多只能打破冰中全部氫鍵的約13%。這就意味著,剛剛?cè)刍乃腥苑植贾罅拷嘤行虻谋ЫY(jié)構(gòu)微小集團(tuán)(有人稱之為“冰山結(jié)構(gòu)”iceberg)。隨溫度升高，同時(shí)發(fā)生兩種相反的過程：一是冰晶結(jié)構(gòu)小集團(tuán)受熱不斷崩潰；另一是水分子間距因熱運(yùn)動(dòng)不斷增大。

0～4C間，前者占優(yōu)勢(shì)，4C以上，后者占優(yōu)勢(shì)，4C時(shí)，兩者互不相讓,招致水的密度最大。水的比熱大，也是由于水升溫過程需要打破除范德華力外的額外氫鍵。水的蒸發(fā)熱高，原因相同。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵水調(diào)節(jié)體溫水的比熱大：(1g水從150C升到160C時(shí)需要4.2J熱量)大于其他溶劑和其他固體物質(zhì)，即使體內(nèi)產(chǎn)熱較多，也因熱能被水吸收體溫不會(huì)大幅度上升；水的蒸發(fā)熱大：(1g水在370C時(shí)完全蒸發(fā)需要吸熱2．4kJ)．當(dāng)體內(nèi)產(chǎn)熱過多時(shí)，少量水蒸發(fā)(出汗)，就可以散發(fā)較多的熱量；水的流動(dòng)性大：可經(jīng)各部分體液交流和血液循環(huán)，將熱量分布于全身。此外體內(nèi)水占體重的比例大、因而水能調(diào)節(jié)產(chǎn)熱與散熱的平衡．有助于保持體溫恒定。第三課時(shí)路易斯結(jié)構(gòu)式、共振論、等電子體、分子間作用力和氫鍵2.氫鍵對(duì)氟化氫是弱酸的解釋其他鹵化氫分子在水溶液表現(xiàn)酸性只是它們與水分子反應(yīng)生成的“游離的”H3O+離子和X–離子的能力的反映，但對(duì)于HF，由于反應(yīng)產(chǎn)物H3O+可與另一反應(yīng)產(chǎn)