内容正文:
第2课时 分子间的作用力 分子的性质
学业要求解读
活动探究建议
1.了解范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。
2.了解分子间作用力对物质性质的影响。
3.了解物质的溶解性和手性。
1.通过学习范德华力和氢键对物质性质的影响,进一步理解“相似相溶”原理。
2.结合实例认识分子的手性对其性质的影响,并建立结构与性质之间的关系,发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
学习任务一 分子间的作用力及其对物质性质的影响
一、范德华力及其对物质性质的影响
1.范德华力
2.范德华力对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的物理性质,如熔、沸点,范德华力越大,熔、沸点越高。
[思考1] 怎样解释卤素单质从F2~I2的熔、沸点越来越高?
提示:卤素单质分子间存在着范德华力,且随着相对分子质量增大而增大,所以从F2~I2熔、沸点逐渐升高。
二、氢键及其对物质性质的影响
1.氢键
2.氢键对物质性质的影响
(1)当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高。
(2)当形成分子内氢键时,物质的熔、沸点将降低。
(3)水结冰时,体积膨胀,密度减小;接近沸点时形成“缔合分子”。
[思考2] (1)CH3OH的熔、沸点为什么比CH4高得多?
(2)H2O的沸点为什么比H2Se高?
提示:(1)CH3OH分子之间能形成氢键。
(2)H2O分子之间能形成氢键。
范德华力、氢键、共价键的比较
范德华力
氢键
共价键
特征
无方向性,无饱和性
有方向性,有饱和性
有方向性,有饱和性
强度
共价键>氢键>范德华力
影响
强度
的因
素
①随着分子极性增大而增大
②组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大
对于X—H…Y—,X、Y的电负性越大,Y原子的半径越小,氢键越强
成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越稳定
对物
质性
质的
影响
①影响物质的熔、沸点,溶解度等物理性质
②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔、沸点升高,如F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4
①分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔、沸点:H2O>H2S,溶解性:NH3>PH3
②分子内氢键的存在,使物质的熔、沸点降低,如熔、沸点:
①影响分子的稳定性
②共价键键能越大,分子稳定性越强
范德华力、氢键的认识误区
①有氢键的分子间也有范德华力,但有范德华力的分子间不一定有氢键。②氢键与范德华力主要影响物质的物理性质。如熔点、沸点等。化学键主要影响物质的化学性质。③氢键的键长是指X和Y间的距离,键能是指X—H…Y分解为X—H和Y所需要的能量。④氢键的键能比范德华力大一些,比化学键的键能小得多。⑤分子间氢键使物质具有较高的熔、沸点。分子内氢键会降低物质的熔、沸点。如:
[典例剖析]
有下列两组命题,其中乙组命题正确且能用甲组命题正确解释的是
甲组
乙组
Ⅰ.H—I键的键能大于H—Cl键的键能
Ⅱ.H—I键的键能小于H—Cl键的键能
Ⅲ.HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力
Ⅳ.HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力
a.HI比HCl稳定
b.HCl比HI稳定
c.HI的沸点比HCl的高
d.HI的沸点比HCl的低
①Ⅰ a ②Ⅱ b ③Ⅲ c ④Ⅳ d
A.①③
B.②③
C.①④
D.②④
[思路点拨] (1)键能大小主要影响物质的化学性质。
(2)范德华力主要影响物质的物理性质。
[解析] 选B。键能的大小影响物质的热稳定性,键能越大,物质越稳定。H—Cl键的键能大于H—I键的键能,所以HCl比HI稳定。范德华力影响物质的熔、沸点的高低,范德华力越大,熔、沸点越高。由于HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力,所以HI的沸点比HCl的高。
[跟踪训练]
1.下列有关范德华力的叙述正确的是( )
A.范德华力的实质是一种电性作用,范德华力是一种较弱的化学键
B.范德华力与化学键的强弱不同
C.稀有气体呈固态时原子间不存在范德华力
D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量
解析:选B。范德华力是分子间的一种相互作用力,是一种电性作用,但范德华力不属于化学键;虽然范德华力非常微弱,但破坏它时也要消耗能量;范德华力普遍存在于分子间,稀有气体呈固态时存在范德华力。
2.下列物质的性质或数据与氢键无关的是( )
A.氨气极易溶于水
B.邻羟基苯甲酸()的熔点为159 ℃,对羟基苯甲酸()的熔点为 213 ℃
C.乙醚微溶于水,而乙醇可与水以任意比混溶
D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
解析:选D。NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键,增大了NH3在水中的溶解度;邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,而对羟基