专题3 第四单元 第1课时 范德华力 氢键的形成(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修2（苏教版2019）

第四单元|分子间作用力　分子晶体 第1课时　范德华力　氢键的形成 (一)范德华力 分子间作用力 存在 分子之间存在着分子间作用力，大量的分子可通过分子间作用力结合形成分子晶体 [微辨析] 键能大小影响物质的热稳定性，范德华力的大小影响物质的熔、沸点。 实质 静电作用 特点 与化学键相比弱得多 类型 范德华力和氢键 范德 华力 存在 范德华力普遍存在于固体、液体和气体中分子之间 特点 范德华力比较小，且一般没有(填“有”或“没有”)饱和性和方向性 影响因素 ①分子的大小、分子的空间构型以及分子中电荷分布是否均匀。 ②组成和结构相似的分子，其范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大。如F2＜Cl2＜Br2＜I2 对物质性质的影响 主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质。 ①分子间范德华力越大，物质的熔、沸点越高。 ②与溶剂分子间范德华力越大，物质的溶解度越大 (二)氢键 形成和表示 H原子与电负性大、半径较小的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子Y的孤电子对接近并产生相互作用，即形成氢键，通常用X—H…Y表示。上述X、Y通常指N、O、F等 [微点拨] ①氢键与范德华力都属于分子间作用力，不属于化学键，其强度弱于化学键。 ②一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。 [微拓展] 分子间氢键对物质沸点的影响，除了与氢键的强度有关，还与形成氢键的多少有关，如水分子之间的氢键个数比HF分子间的氢键个数多，所以水的沸点比HF的沸点高。 存在 氢键通常是物质在液态时形成的，但有时也存在于某些晶体或气态物质中，如氟化氢在三种状态下均存在氢键 类型 氢键有分子内氢键和分子间氢键两种 如存在分子内氢键，存在分子间氢键 对物质物理性质的影响 ①含有分子间氢键的物质具有较高的熔点、沸点，如HF的熔、沸点比HCl高；含有分子内氢键的物质具有较低的熔、沸点 ②含有分子间氢键的液体一般黏度较大，如甘油、浓硫酸等 ③与溶剂分子易形成氢键的物质溶解度较大，如氨极易溶解于水，乙醇和水能以任意比例互溶 ④对物质密度的影响：氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度大 生命分子与生产生活中的氢键 ①生命分子中的氢键 生物体内的蛋白质和DNA以及肌肉的运动都与氢键有关 ②生活中的氢键 生活中常见的纸张、衣物、皮革、煤炭、润滑油脂以及棉花等纤维素类材料中均存在氢键 ③化学工业中的氢键 色谱技术、极谱分析法以及吸附等方法都与氢键有关 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [新知探究] 范德华力、氢键、共价键的比较 [分析与推测能力] [情境质疑] 尿素60、醋酸60、硝酸63、丁烷60是相对分子质量相近的4种分子，但这4种物质的熔点和沸点相差较大。尿素熔点在200 ℃以上，常温下是固体；醋酸的熔点为16.6 ℃，在温度低于16.6 ℃时即凝结成冰状的固体；硝酸的熔点为－41.59 ℃，沸点为83 ℃，而丁烷的熔点是－138 ℃， 沸点是－0.5 ℃，常温下丁烷是一种气体，请根据以下问题与同学交流讨论造成这4种物质的熔、沸点相差较大的可能原因。 1．尿素、醋酸、硝酸三种物质中都存在氢键，为什么硝酸的熔、沸点很低？ 提示：尿素、醋酸能形成分子间氢键，而硝酸能形成分子内氢键(如图所示)，使其熔、沸点较低。 2．尿素和醋酸比较，尿素常温下是固体，说明了什么？分子间作用力的强弱与分子中可形成氢键的氢原子个数有何关系？ 提示：尿素CO(NH2)2中4个H原子均可形成氢键，而醋酸分子中只有羧基上的一个H原子形成氢键，分子中可形成氢键的氢原子个数越多，形成的氢键越多，分子间作用力就越强。 3．丁烷为什么熔、沸点最低？ 提示：丁烷分子间只有范德华力，没有氢键。 4．醋酸和硝酸都是实验室常用的酸，硝酸不稳定容易分解，是因为硝酸分子内的氢键吗？ 提示：不是；分子的稳定性与分子内的共价键有关，与氢键无关。 [生成认知] 范德华力 氢键 共价键 概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力 由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 分类 — 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键 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 强度比较 共价键＞氢键＞范德华力 影响强度的因素 相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大