2024-2025學(xué)年高二化學(xué)蘇教版同步課件 選擇性必修2-專題3 第四單元 分子間作用力 分子晶體

第四單元分子間作用力分子晶體高中化學(xué)選擇性必修2專題3了解范德華力的廣泛存在及對物質(zhì)性質(zhì)（如熔點、沸點）的影響。了解氫鍵的形成條件、類型和特點。列舉含有氫鍵的物質(zhì)，知道氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)（熔點、沸點、溶解度）的影響。3.了解分子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。4.了解氫鍵對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、范德華力：

是分子間普遍存在的，使許多物質(zhì)聚集在一起且能以一定的凝聚態(tài)（固態(tài)，液態(tài)）存在的一種相互作用力。分子HClHBrHICOAr范德華力（kJ/mol）21.1423.1126.008.758.50共價鍵鍵能(kJ/mol)431.8366298.7745無表一：通過化學(xué)鍵結(jié)合的NaCl的熔點為：801℃通過范德華力結(jié)合的HCl的熔點：-112℃沸點：-85℃<思考與討論1>分析下表數(shù)據(jù)（一）、范德華力及其影響因素1、范德華力：分子之間的相互作用力，很弱.比化學(xué)鍵小得很多，

化學(xué)鍵一般為100-600kJ/mol，范德華力一般為2-20kJ/mol；只能在很小的范圍內(nèi)存在。不屬于化學(xué)鍵。范德華力的實質(zhì)：電性作用范德華力的特征：無飽和性，無方向性2、影響范德華力的因素分子范德華力/kJ.mol-1HCl21.14HBr23.11HI26.00低高范德華力大小相對分子質(zhì)量低高（1）對于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，分子的熔沸點越高。2.范德華力的影響因素幾種物質(zhì)熔、沸點與相對分子質(zhì)量的關(guān)系物質(zhì)正戊烷新戊烷異戊烷沸點空間構(gòu)型9.5℃36.07℃27.9℃分子式C5H12C5H12C5H12分子組成和結(jié)構(gòu)相似時，分子相對分子質(zhì)量相同時范德華力的大小受分子空間結(jié)構(gòu)的影響2、影響范德華力的因素⑵相對分子質(zhì)量相同或相近時，分子結(jié)構(gòu)越不對稱，分子的極性越大，范德華力就越大，熔沸點越高。<思考與討論2>范德華力的大小對由分子構(gòu)成的物質(zhì)的物理性質(zhì)有重要的影響，如熔點、沸點、溶解度等。3、范德華力對分子構(gòu)成的物質(zhì)性質(zhì)的影響⑴、分子構(gòu)成的物質(zhì)，組成和結(jié)構(gòu)相似，其相對分子質(zhì)量越大，則范德華力越大，物質(zhì)的熔沸點越高；相對分子質(zhì)量相近，分子結(jié)構(gòu)越不對稱，分子極性越大，物質(zhì)的熔沸點越高。⑵、若溶質(zhì)分子能與溶劑分子形成較強(qiáng)的范德華力，則溶質(zhì)在該溶劑中的溶解度較大（1）將干冰氣化，破壞了CO2分子晶體的

。（2）將CO2氣體溶于水，破壞了CO2

分子

。分子間作用力共價鍵思考：（3）解釋CCl4（液體）CH4及CF4是氣體，

CI4是固體的原因。

它們均是正四面體結(jié)構(gòu)，它們的分子間作用力隨相對分子質(zhì)量增大而增大，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大。分子間作用力大小:CI4>CCl4>CF4>CH4范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響1、范德華力：把分子聚集在一起的作用力。（1）范德華力大小

范德華力很弱，約比化學(xué)鍵能小1-2數(shù)量級（2）范德華力與相對分子質(zhì)量的關(guān)系結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大（3）范德華力與分子的極性的關(guān)系相對分子質(zhì)量相同或相近時，分子的極性越大，范德華力越大（4）范德華力對物質(zhì)熔沸點的影響結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，分子的熔沸點越高。分子間作用力范圍很小，即分子充分接近時才有相互間的作用力。

分子間作用力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、溶解性等物理性質(zhì)，而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。非金屬元素的氫化物在固態(tài)時是分子晶體，其熔沸點與其分子量有關(guān)．對于同一主族非金屬元素而言，從上到下，分子量逐漸增大，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分子間還存在除分子間作力之外的其他作用．這種作用就是氫鍵．四鹵化碳的熔沸點與相對分子質(zhì)量的關(guān)系-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點/℃一些氫化物的沸點周期氫鍵是一種特殊的分子間作用力，它是由已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子（N、O、F）形成共價鍵的氫原子與另一分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力.氫鍵的概念：二、氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響1、氫鍵氫鍵的本質(zhì)：是一種靜電作用，是除范德華力之外的另一種分子間作用力.注意:只有分子充分接近時，氫鍵作用才明顯，如固體和液體中；而氣體中往往忽略氫鍵的表示：

表示為：X-HY（X、Y為N、O、F）。（1）分子中含有半徑小、電負(fù)性大、帶孤電子對的非金屬原子（N、O、F)。（2）分子中必須有一個與N（O或F）直接相連的H原子。氫鍵的形成條件（1）飽和性：一個X—H只能和一個Y原子結(jié)合；（2）方向性：X—H…Y盡可能在一條直線上氫鍵的性質(zhì)氫鍵的大?。海?）氫鍵鍵能大小范圍F—H---FO—H---ON—H---N氫鍵鍵能(kJ/mol)28.118.817.9范德華力(kJ/mol)13.416.412.1共價鍵鍵能(kJ/mol568462.8390.8不屬于化學(xué)鍵，但也有鍵長、鍵能。氫鍵鍵能大小介于化學(xué)鍵與范德華力之間，一般不超過40kJ/mol如F原子得電子能力最強(qiáng)，因而F-H…F是最強(qiáng)的氫鍵;原子吸引電子能力不同，所以氫鍵強(qiáng)弱變化順序為：

（2）氫鍵強(qiáng)弱F-H…F>O-H…O>O-H…N>N-H…NC原子吸引電子能力較弱，一般不形成氫鍵。與X和Y原子的電負(fù)性及半徑大小有關(guān)，電負(fù)性大，半徑小，則氫鍵強(qiáng)。氫鍵的種類：分子內(nèi)氫鍵分子間氫鍵（屬于分子間作用力）（不屬于分子間作用力）

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).

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外的N、O、F原子之間。

如：HF、H2O、NH3

相互之間

C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之間同種分子間氫鍵：締合分子不同種分子間氫鍵(2)分子內(nèi)氫鍵：例如

(1)分子間氫鍵：2、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵對物質(zhì)熔沸點影響：分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點升高分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點降低極性溶劑里，溶質(zhì)分子與溶劑分子間的氫鍵使溶質(zhì)溶解度增大，如：NH3極易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能與水混溶，就是因為它們與水形成了分子間氫鍵的緣故。

而當(dāng)溶質(zhì)分子形成分子內(nèi)氫鍵時使溶質(zhì)溶解度減小。氫鍵對物質(zhì)溶解度的影響：三、分子晶體1.分子晶體的定義分子間通過分子間作用力結(jié)合形成的晶體稱為分子晶體。非金屬單質(zhì)、非金屬的氧化物和氫化物等無機(jī)物以及有機(jī)化合物形成的晶體，大都屬于分子晶體。2.分子晶體的物理性質(zhì)（1）分子晶體在熔化時，破壞的只是分子間作用力，所以只需要外界提供較少的能量。因此，分子晶體的熔點通常較低，硬度也較小，有較強(qiáng)的揮發(fā)性。（2）對組成和結(jié)構(gòu)相似，晶體中又不含氫鍵的物質(zhì)來說，隨著相對分子質(zhì)量的增大，分子間作用力增強(qiáng)，熔、沸點升高。3.常見分子晶體的結(jié)構(gòu)（1）碘晶體如下圖所示，碘晶體的晶胞是一個長方體，在它的每個頂點上有1個I2分子，每個面上有1個I2分子，每個晶胞從碘晶體中分享到4個I2分子。

（2）干冰晶體如上圖所示，干冰晶體是一種面心立方結(jié)構(gòu)，在它的每個頂點和面心上各有1個CO2分子，每個晶胞中有4個CO2分子。干冰晶體中每個CO2分子周圍，離該分子最近且距離相等的CO2分子有12個。（3）

冰晶體如下圖所示，冰晶體主要是水分子依靠氫鍵而形成的。由于氫鍵具有一定的方向性，中央的水分子與周圍四個水分子結(jié)合，邊緣的四個水分子也按照同樣的規(guī)律再與其他水分子結(jié)合，每個氧原子周圍都有四個氫原子。這種排列類似于蜂巢結(jié)構(gòu)，比較松散，因此水由液態(tài)變成固態(tài)時，密度變小。例1

氯化硼的熔點為-107℃，沸點為12.5℃，在其分子中鍵與鍵之間的夾角為120°，它能水解。有關(guān)敘述正確的是 （）A.氯化硼晶體是分子晶體B.氯化硼液態(tài)時能導(dǎo)電而固態(tài)時不能導(dǎo)電C.氯化硼分子的中心原子采取sp3雜化D.氯化硼分子屬于極性分子，分子空間結(jié)構(gòu)為三角錐形解析：A對，BCl3的熔點、沸點均較低，說明BCl3晶體是分子晶體。B錯，BCl3晶體是分子晶體，在固態(tài)和熔融態(tài)時均不能發(fā)生電離，故均不能導(dǎo)電。C錯，BCl3分子中B原子的價電子對數(shù)為3+

×（3-3×1）=3，B原子采取sp2雜化。D錯，BCl3分子為平面三角形，正、負(fù)電荷中心重合，則BCl3為非極性分子。A例2已知干冰晶胞屬于面心立方晶胞（如圖），晶胞中最近的兩個相鄰CO2分子間距為apm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列說法正確的是 （）A.晶胞中一個CO2分子的配位數(shù)是8B.晶胞的密度表達(dá)式是

g·cm-3C.一個晶胞中平均含6個CO2分子D.CO2分子的空間結(jié)構(gòu)是直線形，中心C原子的雜化類型是sp3雜化解析：A錯，以頂角CO2分子為研究對象，可得晶胞中一個CO2分子的配位數(shù)為12。B對，該晶胞中最近的兩個相鄰CO2分子間距為apm，即晶胞面心上的CO2分子和其同一面上頂角的CO2之間的距離為apm，則晶胞棱長=

apm=

a×10-10cm，晶