内容正文:
第4节 分子间作用力
[素养发展目标] 1.了解分子间作用力的广泛存在及对物质性质(如熔点、沸点)的影响。 2.了解氢键的形成条件、类型和特点。 3.列举含有氢键的物质,知道氢键对物质性质(如熔点、沸点、溶解度)的影响。
一、范德华力与物质性质
1.分子间作用力
2.范德华力
(1)范德华力
(2)特征
①范德华力的作用通常比化学键的键能小得多,化学键的键能一般为100~600 kJ·mol-1,而范德华力的作用一般只有2~20 kJ·mol-1。
②范德华力没有方向性和饱和性。
(3)影响因素
①相对分子质量
一般来说,分子组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增大。
②分子的极性
一般来说,分子的极性越大,范德华力越大。
(4)对物质性质的影响:主要影响物质的物理性质。范德华力越大,物质的熔点、沸点越高。
二、氢键与物质性质
1.氢键
(1)概念:当氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时,H原子与另一个电负性大的原子Y之间的静电作用。
(2)表示形式
①通常用X—H…Y表示氢键,其中X—H表示H原子和X原子以共价键相结合,与Y原子形成氢键。X、Y为N、O、F。
②氢键的键长是指X和Y之间的距离;氢键的作用能是指X—H…Y分解为X—H和Y所需要的能量。
(3)类型
①分子内氢键,如:(邻羟基苯甲醛)。
②分子间氢键,如:
(对羟基苯甲醛)。
学生用书第42页
(4)特征
①氢键的作用能比范德华力的作用能大一些,比化学键的键能小得多。
②氢键具有一定的方向性和饱和性。
2.氢键对物质性质的影响
(1)当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高。
(2)当形成分子内氢键时,物质的熔、沸点将降低。
(3)氢键也影响物质的电离、溶解等过程。氢键的存在使物质的溶解度增大。
(4)氢键对水的性质的影响
水结成冰时,体积膨胀,密度减小。
1.下列关于范德华力的叙述中,不正确的是( )
A.范德华力的实质是一种电性作用,范德华力是一种化学键
B.范德华力普遍存在于分子间,它使许多物质能以一定的凝聚态存在
C.范德华力与物质的熔、沸点有关,与物质的稳定性无关
D.范德华力没有饱和性与方向性
A[范德华力]
2.关于氢键,下列说法正确的是( )
A.氢键比分子间作用力强,所以它属于化学键
B.冰中存在氢键,水中不存在氢键
C.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由氢键所致
C [氢键属于分子间作用力,其键能大小介于范德华力和化学键之间,不属于化学键,分子间氢键的存在,加强了分子间作用力,使物质的熔、沸点升高,A项错误,C项正确;在冰和水中都存在氢键,而H2O的稳定性主要是由分子内的O—H键的键能决定,B、D项错误。]
探究一 分子间作用力与共价键的比较
1.范德华力与化学键的作用微粒有什么不同?
提示:化学键的成键微粒包括原子、离子、电子,而范德华力存在于分子之间。
2.液态苯、汽油等发生汽化时,为何需要加热?
提示:液态苯、汽油等发生汽化需要吸收能量,克服其分子间的相互作用力。
3.卤族元素单质熔点、沸点发生规律变化的原因是什么?
提示:分子结构和组成相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,克服范德华力使物质熔化和汽化就需要越多的能量,熔点、沸点越高。
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分子间作用力与共价键的异同
名称
分子间作用力
共价键
范德华力
氢键
概念
物质分子之间普遍存在的一种作用力
已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很强的原子之间的静电作用
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
无方向性和饱和性
有方向性和饱和性
有方向性和饱和性
强度
共价键>氢键>范德华力
续表
名称
分子间作用力
共价键
范德华力
氢键
影响强
度的因
素
①随分子极性的增大而增大;②一般,组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大
对于X—H…Y,X、Y的电负性越大,原子的半径越小,作用越强
成键原子半径和共用电子对数目。一般,键长越短,键能越大,共价键越稳定
对物质
性质的
主要影
响
①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质;②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔、沸点升高
分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,如熔、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
影响分子的稳定性,共价键键能越大,分子稳定性越强
1.下列有关物质性质判断正确且可以由范德华力解释的是( )
A.沸点:HBr>HCl
B.沸点:CH3CH2Br<C2H5OH
C.稳定性:HF>HCl
D.—OH上氢