内容正文:
第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
第3课时 氢键
学习目标
1、了解范德华力的实质及对物质性质的影响。
2、知道物质的溶解性与分子结构的关系,了解“相似相溶”规律。
核心素养
1、熟悉两种常见的分子间作用力:范德华力和氢键;了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
2、结合实例初步认识分子的手性以及手性分子在生命科学和药物合成中的应用,培养科学态度与社会责任的核心素养。
一些氢化物的沸点
3
2、表示方法
δ+
X H
常见氢键类型:
一个分子中
电负性很大的原子 H 原子
共价键
δ-
···
氢键
Y
另一个分子中
电负性很大的原子
δ-
氢键及其对物质性质的影响
1、定义:它是由已经与电负性很大的原子(如N、F、O)形成共价键的 氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力。
实质:静电作用
沸点/℃
周期
3、氢键的形成条件
O—H
···
O
N—H
···
N
F—H
···
F
①电负性大且半径小X的原子(F、O、N) 与H形成共价键
②Y原子的电负性大、半径小且有孤电子对,一般为N、O、F
4、氢键强度(键能大小)
F—H • • • F
O—H • • • O
N—H • • • N
氢键键能 (kJ/mol)
28.1
18.8
5.4
共价键键能(kJ/mol)
568
462.8
390.8
结论:氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱的作用力,比化学键小1~2个数量级
氢键的强弱:与X和Y原子的电负性及半径大小有关,电负性大,半径小,则氢键强。
F-H…F > O-H…O > O-H…N > N-H…N
5、特征
有饱和性、方向性
6、氢键的种类
(1)分子间氢键
氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。
如:HF、H2O、NH3 相互之间
C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间
某些物质在分子内也可形成氢键
(2)分子内氢键
当苯酚在邻位上有—CHO、—COOH、—NO2和 —OH时,可形成分子内的氢键
7、 氢键对物质物理性质的影响:
(1)氢键对物质熔沸点的影响
分子间氢键使物质熔、沸点升高
(2)氢键对溶解度的影响
极性溶剂里,溶质分子与溶剂分子间的氢键使溶质溶解度增大
思考:NH3为什么极易溶于水?
…
分子内氢键使物质熔、沸点降低
在水蒸气中,水以单个H2O 分子形式存在;
在液态水中,几个水分子通过氢键结合形成(H2O)n缔合分子;
在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相联结
氢键对水的密度的影响
液态水中的氢键
小 结
定义
范德华力
氢键
共价键
作用微粒
把分子聚集在一起的相互作用力
氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时,H原子还能够跟另外一个电负性大的原子Y之间产生静电作用
相邻原子之间通过共用电子对形成的化学键
相邻原子之间
分子间或分子内
分子之间
强弱
弱
较强
很强
对物质性质的影响
影响物质的物理性质(熔、沸点及溶解度)
影响某些物质(如水、氨气)的物理性质(熔、沸点及溶解度)
影响物质的化学性质(主)和物理性质
1、下列关于氢键的说法中正确的是( )
A. 每个水分子内含有两个氢键
B. 在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键
C. 分子间能形成氢键,使物质的熔沸点升高
D. HF稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键
C
2、下列现象与氢键有关的是( )
①HF的熔、沸点比ⅦA族其他元素氢化物的高
②乙醇可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④水分子高温下也很稳定
⑤ 邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
A.②③④⑤ B.①②③⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
B
DNA分子有两条链,链内原子之间以很强的共价键结合,链之间则是两条链上的碱基以氢键配对,许许多多的氢键将两条链连成独特的双螺旋结构,这是遗传基因复制机理的化学基础。
生物大分子中的氢键
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大家知道,羊毛织品水洗后会变形,这是什么原因呢?羊毛纤维是蛋白质构成的,蛋白质上的氨基和羰基可能会形成氢键。羊毛在浸水和干燥的过程中,会在这些氢键处纳入水和去除水,而且其变化往往是不可逆的,从而改变了原先蛋白质的构造,即原先的氢键部位可能发生移动,由此引起羊毛织品变形。
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羊毛织品水洗后为什么会变形
巩固练习:
2.3.3氢键
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