内容正文:
第2课时 分子间作用力 分子的手性
[课程标准] 1.能说明分子间作用力(含氢键)对物质熔、沸点等性质的影响,能列举含有氢键的物质及其性质特点。 2.结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
知识点一 分子间作用力
(一)范德华力及其对物质性质的影响
1.含义
范德华力是分子之间普遍存在的相互作用力,它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。
2.特征
(1)范德华力很弱,约比化学键的键能小1~2个数量级。
(2)无方向性和饱和性。
3.影响因素
(1)分子的极性越大,范德华力越大。
(2)结构和组成相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大。
4.对物质性质的影响
范德华力主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点;化学键主要影响物质的化学性质。范德华力越大,物质熔、沸点越高。
(二)氢键及其对物质性质的影响
1.氢键的概念
氢键是一种分子间作用力。它是由已经与电负性很强的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子与另一个分子中或同一分子中电负性很强的原子之间的作用力。
2.氢键的表示形式
(1)通常用X—H…Y—表示氢键,其中X—H表示氢原子和X原子以共价键相结合。
(2)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。
3.氢键形成的条件
(1)氢原子位于X原子和Y原子之间。
(2)X、Y原子所属元素具有很强的电负性和很小的原子半径。一般是氮原子、氧原子和氟原子。
4.氢键的特征
(1)氢键不属于化学键,键能较小,比化学键的键能小1~2个数量级,但比范德华力强。
(2)氢键具有一定的方向性和饱和性。
5.氢键的类型
氢键分为分子间氢键和分子内氢键。
6.氢键对物质性质的影响
Ⅰ.对物质熔点、沸点的影响:
(1)某些氢化物分子间存在氢键,物质的熔、沸点将升高。如H2O、NH3、HF等,会使同族氢化物沸点反常,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。
(2)当形成分子内氢键时,物质的熔、沸点将下降。如熔点、沸点:>。
Ⅱ.对物质溶解度的影响:溶剂和溶质之间存在氢键,溶解性好,溶质分子不能与水分子形成氢键,在水中溶解度就相对小,如NH3极易溶于水,甲醇、乙醇、乙酸等能与水以任意比混溶,就是因为它们与水形成了分子间氢键。
Ⅲ.水中的氢键对水的性质的影响
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(1)水分子间形成氢键,增大了水分子间的作用力,使水的熔、沸点比同主族元素中H2S的熔、沸点高。
(2)氢键与水分子的性质
①水结冰时,体积膨胀,密度减小。
②接近沸点时形成“缔合”分子水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。
(三)溶解性
1.“相似相溶”规律
①规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。
②实例:蔗糖和氨易溶于水,难溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳,难溶于水。
2.影响物质溶解性的因素
①外界因素:主要有温度、压强等。
②氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好。
③分子结构的相似性:溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越大。如乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显较小。
【微自测】 判断正误
1.HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力,故HI的沸点比HCl的高( )
2.CO的沸点大于N2( )
3.氢键的键长是指“X—H…Y”中“H…Y”的长度( )
4.H2O的热稳定性大于H2S,是因为H2O分子间存在氢键( )
5.冰融化成水,仅仅破坏氢键( )
6.氢键均能使物质的熔、沸点升高( )
7.I2在酒精中易溶,故可用酒精萃取碘水中的碘( )
8.配制碘水时,为了增大碘的溶解性,常加入KI溶液( )
答案:1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.× 7.× 8.√
1.根据下表,怎样解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高?
单质
熔点/℃
沸点/℃
F2
-219.6
-188.1
Cl2
-101
-34.6
Br2
-7.2
58.78
I2
113.5
184.4
提示:卤素单质分子(都是非极性分子)的结构相似,F2~I2相对分子质量依次增大,范德华力依次增大,其熔、沸点依次升高。
2.(1)试表示HF水溶液中的氢键。
提示:F—H…F、O—H…F、F—H…O、O—H…O。
(2)甲酸可通过氢键形成二聚物,HNO3可形成分子内氢键。试在下图中画出氢键。
提示:
3.怎样理解低碳醇与水互溶,而高碳醇在水中的溶解度却很小?
提示:“相似相溶”也适用于分子结构的相似性。低碳醇中的烃基较小,分子中的—OH与水分子中的—OH相近,因而低碳醇能与水互溶;而高碳醇的烃基较大,其分子中的—OH与水分子的—OH相似因素少,因而高碳醇在水中的溶解度明显减小。
1.下列关于范德华力影响物质性质的叙述