人教版高中化學(xué)選修3課件：2.3.2-范德華力和氫鍵

組織建設(shè)化學(xué)·選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》范德華力和氫鍵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。思考？夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬行，卻掉不下來(lái)，為什么？科學(xué)視野二、范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1、定義：分子之間的相互作用力，很弱，比化學(xué)鍵小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。只能在很小的范圍內(nèi)存在。不屬于化學(xué)鍵分子HClHBrHICOAr范德華力（kj/mol）21.1423.1126.008.758.50共價(jià)鍵鍵能(kj/mol)431.8366298.7745無(wú)歸納探究將CO2氣體溶于水，破壞了CO2分子的將干冰氣化，破壞了CO2分子晶體的思考探究Cl2、Br2、I2三者的組成和化學(xué)性質(zhì)均相似，但狀態(tài)卻為氣、液、固的原因是什么？Cl2、Br2、I2的組成和結(jié)構(gòu)相似，由于相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，所以范德華力逐漸增大，故熔、沸點(diǎn)升高，狀態(tài)由氣體變?yōu)橐后w、固體。分子間作用力共價(jià)鍵影響范德華力大小的因素相對(duì)分子質(zhì)量還有其它因素嗎？分子極性2、影響范德華力大小的因素（1）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。如鹵素單質(zhì)（2）分子極性越強(qiáng)，范德華力越大3、范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響范德華力影響物質(zhì)的物理性質(zhì)（熔、沸點(diǎn)及溶解度等）分子間范德華力越大，熔沸點(diǎn)越高化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的什么性質(zhì)？化學(xué)性質(zhì)（主）和物理性質(zhì)歸納探究-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點(diǎn)/℃周期一些氫化物沸點(diǎn)水的沸點(diǎn)最高，為什么？氫鍵圖表解讀三、氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響１.定義：當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的X原子以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)，它們之間的共用電子對(duì)強(qiáng)烈地偏向X，使H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，這樣相對(duì)顯正電性的H與另一分子中相對(duì)顯負(fù)電性的X(或Y)中的孤對(duì)電子接近并產(chǎn)生相互作用，這種相互作用稱氫鍵。

2.特點(diǎn)：氫鍵的鍵能一般小于40kJ/mol，強(qiáng)度介于化學(xué)鍵和分子間作用力之間。因此氫鍵不屬于化學(xué)鍵，而屬于分子間作用力的范疇。歸納探究3.表示：氫鍵可以用X—H…Y表示。X和Y可以是同種原子，也可以是不同種原子，但都是電負(fù)性較大、半徑極小的非金屬原子（一般就是N、O、F）。表示式中的實(shí)線表示共價(jià)鍵，虛線表示氫鍵。4.分類：(1)分子間氫鍵(2)分子內(nèi)氫鍵鄰羥基苯甲醛(熔點(diǎn):-7℃)對(duì)羥基苯甲醛(熔點(diǎn):115-117℃)歸納探究5.氫鍵的特征：（1）飽和性（2）方向性一個(gè)氫原子只能形成一個(gè)氫鍵，中心原子有幾對(duì)孤對(duì)電子就可以形成幾條氫鍵

分子間氫鍵為直線型

，分子內(nèi)氫鍵成一定角度

6.氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：

(1)對(duì)物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響:分子間氫鍵使物質(zhì)熔點(diǎn)升高分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔點(diǎn)降低(2)對(duì)物質(zhì)的溶解性的影響溶劑和溶質(zhì)之間存在氫鍵，溶解性好，溶質(zhì)分子不能與水分子形成氫鍵，在水中溶解度就比較小。歸納探究問(wèn)題探究NH3為什么極易溶于水？NH3溶于水是形成N-H…Ｏ,還是形成O-H…N?NH3溶于水形成氫鍵示意圖如右,正是這樣，NH3溶于水溶液呈堿性在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中還有什么地方能用氫鍵的知識(shí)來(lái)解釋的？(1)水的特殊物理性質(zhì)(2)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在氫鍵(3)核酸DNA中也存在氫鍵(4)甲醇易溶于水(5)乙醇與水互溶…………分子間氫鍵水的物理性質(zhì):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)水在20℃時(shí)密度(g/ml)水在100℃時(shí)密度(g/ml)0.00100.000.9998411.0000000.9982030.958354(1)水的熔沸點(diǎn)比較高？(2)為什么水結(jié)冰后體積膨脹？(3)為什么水在4℃時(shí)密度最大？討論水的特殊性：?jiǎn)栴}探究液態(tài)水中的氫鍵圖片解讀水的特殊性范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念物質(zhì)分子之間普遍存在的一種相互作用力由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用分類分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵特征無(wú)方向性、無(wú)飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性范德華力、氫鍵及共價(jià)鍵的比較課時(shí)小結(jié)范德華力、氫鍵及共價(jià)鍵的比較范德華力氫鍵共價(jià)鍵強(qiáng)度比較共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力影響強(qiáng)度的因素①隨著分子極性的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大對(duì)于A—H…B—，A、B的電負(fù)性越大，B原子的半徑越小，鍵能越大成鍵原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定范德華力氫鍵共價(jià)鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)，溶解度等物理性質(zhì)②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。如F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸點(diǎn)：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3①影響分子的穩(wěn)定性②共價(jià)鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強(qiáng)范德華力、氫鍵及共價(jià)鍵的比較1、下列現(xiàn)象與化學(xué)鍵有關(guān)的是(

)A．F2、Cl2、Br2、I2單質(zhì)的熔點(diǎn)依次升高B．H2O的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于H2S的沸點(diǎn)C．H2O在高溫下也難分解D．干冰汽化相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，單質(zhì)的熔點(diǎn)也就越高。×分子間作用力不是化學(xué)鍵H2O分子間存在氫鍵，使分子間作用力增強(qiáng)氫鍵不是化學(xué)鍵×H—O鍵鍵能很大，在較高溫度時(shí)也難打開√克服的是范德華力×C當(dāng)堂鞏固2、下列關(guān)于氫鍵的說(shuō)法中正確的是()A.

每個(gè)水分子內(nèi)含有兩個(gè)氫鍵B.

在所有的水蒸氣、水、冰中都含有氫鍵C.

分子間能形成氫鍵，使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高D.HF穩(wěn)定性很強(qiáng)，是因?yàn)槠浞肿娱g能形成氫鍵分子間×水蒸氣中不含氫鍵

×有分子間氫鍵，例如：熔沸點(diǎn)：H2O>H2S√穩(wěn)定性是化學(xué)鍵（H—F共價(jià)鍵強(qiáng)）決定的

×C當(dāng)堂鞏固7、不苦不累，高中無(wú)味，即拼又累，一生無(wú)悔。8、沉寂了許久，頹廢了許久，感嘆了許久，悲傷了許久。5、我們必須接受失望，因?yàn)樗怯邢薜摹５f(wàn)不能失去希望，因?yàn)樗菬o(wú)限的。1、準(zhǔn)備努力，收獲明天，收獲明天，準(zhǔn)備今天收獲明天。15、財(cái)富、幸福是活著不懈的追求，執(zhí)著和堅(jiān)持是永久的信仰。17、自己不能勝任的事情，切莫輕易答應(yīng)別人，一旦答應(yīng)了別人，就必須實(shí)踐自己的諾言。19、事在人為，路在腳下，財(cái)富在心中。6、當(dāng)所有人都低調(diào)的時(shí)候，你可以高調(diào)，但不能跑調(diào)。7、許多人企求著生活的完美結(jié)局，殊不知美根本不在結(jié)局，而在于追求的過(guò)程。7、投身農(nóng)村，在家鄉(xiāng)的熱土中燃燒青春，揮灑汗水，帶領(lǐng)鄉(xiāng)親創(chuàng)業(yè)致富。1、順境為成功者鋪設(shè)軌道，逆境為杰出者打造天梯。20、事實(shí)也