2.3.3 分子间的作用力 课件 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二章 分子结构与性质 Autumn 第三节 分子结构与物质的性质 第3课时 分子间的作用力 一、分子间作用力 气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体？ 固态水 气态水 液态水 冰雪融化成水，需要吸热；把水变成水蒸气仍然需要吸热。这说明水分子之间存在着相互作用力。 一、分子间作用力 1、范德华力 范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。 J.D.Van der Waals,1837-1923 分子间的力 分子间作用力（范德华力） 比较强的分子间作用力（氢键） 范德华力只存在于由分子构成的单质和化合物，包括单原子分子，只有分子充分接近（300-500pm）时才能相互作用。 一、分子间作用力 1、范德华力 范德华力/kJ·mol−1 分子 Ar CO HI HBr HCl 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14 共价键键能/kJ·mol−1 无 745 298.7 366 431.8 【思考与讨论】对比下表，你对范德华力的大小有怎样的认识？ 结论1、范德华力不是化学键，是一种分子间的力范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级。 结论2、分子的极性越大，范德华力越大。 结论3、组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。 一、分子间作用力 1、范德华力 表2−8 卤素单质的熔点和沸点 单质 F2 Cl2 Br2 I2 熔点/℃ −219.6 −101 −7.2 113.5 沸点/℃ −188.1 −34.6 58.78 184.4 怎样解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高？ 组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。 键能大小影响分子的热稳定性，范德华力的大小影响物质的熔、沸点。 一、分子间作用力 思考：HF、H2O、NH3的沸点为什么反常？ 分子之间存在特别强的相互作用→氢键 思考：什么样的原子间可形成氢键？ N、O、F→电负性大 2、氢键 一、分子间作用力 2、氢键 在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，这种静电作用就是氢键。 - - - 电负性大，半径小 （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（如水分子中的氢）与另一分子中电负性很大的原子（如水分子中的氧）之间的作用力。 一、分子间作用力 2、氢键 （2）氢键的本质：是静电吸引作用，不是化学键，而是特色的分子间作用力，其键能比化学键弱，比范德华力强。 （3）表示： 氢键通常用X—H…Y —表示，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键（X、Y为N、O、F），X、Y可以相同，也可以不同 。 类型 范德华力 氢键 化学键 强度（kJ/mol） 一般是2~20 一般不超过40 一般是100~600 一、分子间作用力 2、氢键 （4）特征： 方向性(X－H…Y尽可能在同一条直线上，使排斥作用最小，体系能量最低) 饱和性(一个X－H只能和一个Y原子结合) 一、分子间作用力 2、氢键 思考讨论：实验证实，氢键不仅存在于分子之间，也存在于分子内。观察以下两种氢键，推测这两种物质的熔沸点高低。 分子内氢键 邻羟基苯甲醛 分子间氢键 对羟基苯甲醛 结论：(1)分子内存在氢键时，物质的熔、沸点将下降。 (2)分子间存在氢键时，物质的熔、沸点将升高。 一、分子间作用力 2、氢键 （5）分类 类型 存在 影响 分子间氢键 分子内氢键 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。 物质的熔、沸点将升高。 某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环”的特殊结构。 物质的熔、沸点将降低。 一、分子间作用力 2、氢键对物质性质的影响 (1)氢键对物质熔、沸点的影响 VA~VIA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。 名称 相对分子质量 沸点/℃ 甲醇 32 65 乙烷 30 -89 乙醇 46 78 丙烷 44 -42 正丙醇 60 97 正丁烷 58 -0.5 资料卡片 氢键的牢固程度也可以用键能来表示，指断开单位物质的量的H···Y键所需要的能量。 水的熔点(℃) 水的沸点(℃) 水