2.3.3分子間的作用力課件高二化學(xué)人教版選擇性必修2

第二章

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)

分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)第3課時(shí)

分子間的作用力

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。壁虎與范德華力引入新課一、分子間作用力1、范德華力

范德華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。J.D.VanderWaals,1837-1923分子間的力分子間作用力（范德華力）比較強(qiáng)的分子間作用力（氫鍵）

范德華力只存在于由分子構(gòu)成的單質(zhì)和化合物，包括單原子分子，只有分子充分接近（300-500pm）時(shí)才能相互作用。一、分子間作用力1、范德華力【思考與討論】對(duì)比下表，你對(duì)范德華力的大小有怎樣的認(rèn)識(shí)？結(jié)論1、范德華力不是化學(xué)鍵，是一種分子間的力范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。結(jié)論2、分子的極性越大，范德華力越大。結(jié)論3、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。分子相對(duì)分子質(zhì)量分子的極性范德華力kJ/molCO28極性8.75Ar40非極性8.50HClHBrHI相對(duì)分子質(zhì)量36.581128范德華力(kJ/mol)21.1423.1126.0一、分子間作用力1、范德華力表2?8鹵素單質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)單質(zhì)F2Cl2Br2I2熔點(diǎn)/℃?219.6?101?7.2113.5沸點(diǎn)/℃?188.1?34.658.78184.4教材56頁(yè)思考與討論：怎樣解釋鹵素單質(zhì)從F2~I2的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)越來(lái)越高？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，熔沸點(diǎn)越高。鍵能大小影響分子的熱穩(wěn)定性，范德華力的大小影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)。1．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，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：CF4<CCl4<CBr4<CI4。2．組成相似且相對(duì)分子質(zhì)量相近的物質(zhì)，分子極性越大(電荷分布越不均勻)，其熔、沸點(diǎn)就越高，如熔、沸點(diǎn)：CO>N2。3．在同分異構(gòu)體中，一般來(lái)說(shuō)，支鏈數(shù)越多，熔、沸點(diǎn)就越低，如沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷。歸納總結(jié)氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響常見物質(zhì)中，水是熔、沸點(diǎn)較高的液體之一；冰的密度比液態(tài)水的??；液態(tài)水在4℃下密度最大為1.0g/cm3而冰在0℃下密度為0.92g/cm3昆蟲能在水上行走。水分子間有一種特殊作用力——?dú)滏I一、分子間作用力一、分子間作用力2、氫鍵

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。---電負(fù)性大，半徑小2.氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)概念由已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的氫原子(如水分子中的H)與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子(如水分子中的O)之間形成的作用力。(2)表示方法F—HO—HN—H.........FONX—H…Y—X和Y表示F、O、N氫鍵共價(jià)鍵★

X和Y的電負(fù)性越大，則氫鍵越強(qiáng)，F(xiàn)—H…F是最強(qiáng)氫鍵。一、分子間作用力X、Y可以相同，也可以不同

一、分子間作用力2、氫鍵（3）①氫鍵的本質(zhì)：是靜電吸引作用，不是化學(xué)鍵，而是特色的分子間作用力，其鍵能比化學(xué)鍵弱，比范德華力強(qiáng)。鍵能：共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力②具有一定的方向性和飽和性。H的體積小，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一、分子間作用力思考：HF、H2O、NH3的沸點(diǎn)為什么反常？分子之間存在特別強(qiáng)的相互作用→氫鍵思考：什么樣的原子間可形成氫鍵？N、O、F→電負(fù)性大2、氫鍵一、分子間作用力2、氫鍵思考討論：實(shí)驗(yàn)證實(shí)，氫鍵不僅存在于分子之間，也存在于分子內(nèi)。觀察以下兩種氫鍵，推測(cè)這兩種物質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低。分子內(nèi)氫鍵鄰羥基苯甲醛分子間氫鍵對(duì)羥基苯甲醛結(jié)論：(1)分子內(nèi)存在氫鍵時(shí)，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)將下降。(2)分子間存在氫鍵時(shí)，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)將升高。一、分子間作用力2、氫鍵（4）分類類型存在影響分子間氫鍵分子內(nèi)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。如HF、H2O、NH3

相互之間，C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之間。物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)將升高。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)。物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)將降低。2.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a.分子間氫鍵使其熔、沸點(diǎn)反常的高；b.同分異構(gòu)體熔、沸點(diǎn)：分子間氫鍵>分子內(nèi)氫鍵對(duì)羥基苯甲酸鄰羥基苯甲酸

>一、分子間作用力2.氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響②對(duì)物質(zhì)溶解度的影響溶質(zhì)分子與溶劑分子間能形成氫鍵，氫鍵使溶質(zhì)的溶解度增大如氨、甲醇、甲醛、甲酸等易溶于水③對(duì)物質(zhì)密度的影響NH3極易溶于水：甲醇和水互溶：冰的結(jié)構(gòu)：冰中水分子間氫鍵，形成疏松晶體，體積膨脹，密度減小。一、分子間作用力資料卡片氫鍵的牢固程度也可以用鍵能來(lái)表示，指斷開單位物質(zhì)的量的H···Y鍵所需要的能量。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)（主要影響化學(xué)性質(zhì)）歸納小結(jié)高考鏈接[2021全國(guó)甲卷]甲醇的沸點(diǎn)(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之間，其原因是

。[2021全國(guó)乙卷]NH3的沸點(diǎn)比PH3的

，原因是

。[2021山東卷]OF2的熔沸點(diǎn)

(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是

。[2021廣東卷]H2S、CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)?/p>

。甲硫醇不能形成分子間氫鍵，而水和甲醇可形成分子間氫鍵，且水比甲醇的氫鍵多。高NH3分子間有氫鍵

低于二者組成和結(jié)構(gòu)相似，Cl2O相對(duì)分子質(zhì)量更大，范德華力大，熔沸點(diǎn)更高。H2O>H2S>CH41.[2020·浙江7月選考，26(3)]常溫下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是_______________________________________________。乙醇與水形成分子間氫鍵而氯乙烷不能與水形成氫鍵2.[2020·浙江1月選考，26(3)]在常壓下，甲醇的沸點(diǎn)(65℃)比甲醛的沸點(diǎn)(－19℃)高。主要原因是

___________________。甲醇分子間存在氫鍵高考鏈接3.[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?yàn)開_______________________________。S8相對(duì)分子質(zhì)量大，分子間范德華力強(qiáng)4.[2017·全國(guó)卷Ⅲ，35(3)]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)?/p>

_______________________，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，范德華力較大高考鏈接5.[2019·全國(guó)卷Ⅱ，35(1)]元素As與N同族。預(yù)測(cè)As的氫化物分子的空間結(jié)構(gòu)為__________，其沸點(diǎn)比NH3的____(填“高”或“低”)，其判斷理由是____