2.3.2分子结构与物质的性质（分子间作用力、手性分子）【2小时巩固提升】 2023-2024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 第三节 分子结构与物质的性质（分子间力、手性分子） 1.了解范德华力的实质及对物质性质的影响。 2.了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。 3.了解影响物质溶解性的因素及相似相溶原理。 4.了解手性分子并将其应用于生命科学。 知识点一 分子间作用力。 知识点二 分子的手性。 知识点一 分子间作用力 一、分子间作用力 1．分子间作用力 (1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。 (2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。 (3)强弱：范德华力氢键化学键。 2．范德华力及其对物质性质的影响 (1)概念：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：很弱(约比化学键的键能小1～2个数量级)，范德华力的实质也是电性作用，故无方向性和饱和性。 (3)影响因素： ①结构和组成相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。如范德华力：F2<Br2<I2；HCl<HBr<HI；He<Ne<Ar。 ②分子的极性越大，范德华力越大。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO>N2。 (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，范德华力越大，熔、沸点越高。 ①对物质熔、沸点的影响 a．组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4。 b．分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越强，范德华力越小，物质的沸点通常越低。如沸点：对二甲苯<间二甲苯<邻二甲苯。 c．相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。如熔、沸点：N2<CO。 ②对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。 2．氢键及其对物质性质的影响 (1)概念：已经与电负性很大的原子(如N、F、O)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。 （2）形成条件：从氢键的形成过程可以看出，形成氢键的条件为①要有与电负性很大的原子A以共价键结合的氢原子；②要有电负性很大且含有孤电子对的原子B；③A与B的原子半径要小。综上所述，能够形成氢键的元素一般是F、O和N。 (3)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。 (4)分类：氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。 前者的沸点低于后者。 (5)特征：氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，比化学键的键能小1～2个数量级。具有一定的饱和性和方向性。如在冰中每个H2O分子周围四面体的4个方向形成4个氢键。 (6)氢键对物质性质的影响 ①氢键对物质熔、沸点的影响 1）分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏范德华力外，还需要消耗更多的能量，破坏分子间氢键，所以能形成分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。 2）互为同分异构体的物质中，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要吸收较多的能量，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的。 ②氢键对物质溶解度的影响 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。例如，由于氨分子与水分子间能形成氢键，且二者都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子间形成氢键有关。 ③氢键的存在引起密度的变化 由于水分子间存在氢键，水结冰时，体积变大，密度变小。冰熔化成水时，体积减小，密度变大。在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”，这种水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。 （7）氢键的键参数 ①键长：一般定义为X—H…Y的长度。显然它与X—H的键长和Y的原子半径有关，X—H的键长越短，Y的原子半径越小，则氢键的键长越短。F—H…F、O—H…O、N—H…N的氢键键长依次增大。 ②键能：氢键的键能一般不超过40 kJ/mol，比共价键的键能小得多，而比范德华力略强。 ③氢键键能的大小，与X和Y的电负性大小有关，电负性越大，则氢键越强，键能也越大；氢键键能也与Y原子的半径大小有关，半径越小，则越能接近X—H键，氢键越强，键能越大。例如键能：F—H…F>O—H…O>N—H…N。 二、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