内容正文:
第2课时 分子间的作用力
[核心素养发展目标] 1.掌握范德华力、氢键的概念。2.通过范德华力、氢键对物质性质影响的探析,形成“结构决定性质”的认知模型。
分子间的作用力
授课提示:对应学生用书第50页
认真阅读教材,学会快速提取信息,提升化学学科阅读理解能力。
1.范德华力及其对物质性质的影响
(1)分子间作用力——范德华力
①概念:物质的分子之间存在一种相互作用力叫分子间作用力,又叫范德华力。
②影响因素:一般来说,相对分子质量越大,范德华力越大;分子的极性越大,范德华力越大。
(2)范德华力对物质性质的影响
①范德华力广泛存在于分子之间,只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力,如固体和液体物质中。
②范德华力主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质。
③范德华力无方向性和饱和性。只要分子周围空间允许,分子总是尽可能多地吸引其他分子。
2.氢键及其对物质性质的影响
(1)概念:由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。
(2)表示方法:氢键通常用X—H…Y—表示,其中X、Y为N、O、F,“—”表示共价键,“…”表示形成的氢键。
(3)氢键的特征
①方向性:X—H…Y—中三个原子一般在同一方向上。原因是在这样的方向上成键两原子电子云之间的排斥力最小,形成的氢键最强,体系最稳定。
②饱和性:每个X—H只能与一个Y原子形成氢键,原因是H原子半径很小,再有一个原子接近时,会受到X、Y原子电子云的排斥。
(4)分类:氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。
存在分子内氢键,存在分子间氢键。前者的沸点低于后者的沸点。
(5)氢键对物质性质的影响:分子间氢键使物质熔、沸点升高;分子内氢键使物质熔、沸点降低。
3.溶解性
(1)“相似相溶”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,如蔗糖和氨易溶于水,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(填“好”或“差”)。
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,溶解性越好(填“好”或“差”)。如乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
思考并判断下列说法是否正确,加深对本任务中概念或原理的认识,消除对本任务内容的错误理解。
1.范德华力属于分子间作用力,氢键属于化学键。(×)
2.分子间作用力的强弱与分子的极性和相对分子质量有关。(√)
3.范德华力只影响物质的熔、沸点和溶解度等物理性质。(√)
4.氢键和范德华力都没有方向性和饱和性。(×)
5.氢键的强弱取决于X—H…Y—中X与Y的电负性,电负性越大,氢键越强。(√)
6.相似相溶原理可用于解释所有物质的溶解性。(×)
7.若分子中形成分子内氢键,则分子间氢键将较难形成,反之亦然。(√)
8.范德华力使分子的性质服从变化规律,而氢键的存在会使分子表现出不服从变化规律的特殊性质。(√)
授课提示:对应学生用书第51页
1.范德华力对物质性质的影响
阅读教材内容,结合卤素单质的熔、沸点数据,分析有关问题。
单质
熔点/℃
沸点/℃
F2
-219.6
-188.1
Cl2
-101.0
-34.6
Br2
-7.2
58.78
I2
113.5
184.4
问题1 分析表中数据,总结卤素单质的熔、沸点有什么变化规律?
提示:卤素单质的熔、沸点随着相对分子质量的增大而升高。
问题2 怎样解释卤素单质熔、沸点的变化规律?
提示:由分子构成的物质的熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小,随相对分子质量的增大,分子间的作用力逐渐增大,熔、沸点逐渐升高。
2.探究氢键对物质性质的影响
问题1 (1)表示HF水溶液中的氢键。
(2)甲酸可通过氢键形成二聚物,HNO3可形成分子内氢键。试在图中画出氢键。
提示:(1)F—H…F O—H…F F—H…O
O—H…O
(2)
问题2 水是生命之源,具有很多奇特的性质。阅读教材有关内容,结合图中信息思考并分析有关问题。
液态水和固态水
第ⅥA族元素的氢化物的熔点和沸点
(1)根据氢键的相关知识分析为什么冰浮在水面上?
(2)在第ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素的氢化物中,为什么NH3、H2O、HF三者的相对分子质量小于同主族其他元素的氢化物,但熔、沸点却比其他元素的氢化物高?
(3)范德华力、氢键、共价键的大小都能影响分子的稳定性吗?
提示:(1)由于水分子之间存在氢键,水凝结为冰时,体积变大,密度变小;冰融化为水时,体积减小,密度变大。
(2)因为NH3、H2O、HF三者的分子间能形成氢键,同主族其他元素的氢化物不能形成氢键,所以它们的熔点和沸