第二章第三节分子的结构与性质2 分子间作用力 氢键 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三节 分子间作用力 氢键 为什么气体在降温加压时会液化？液体在降温时会凝固？ 气态水 液态水 固态水 气体降温加压 会液化 液体降温 会凝固 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。液化、凝固的过程中，随着分子间距离减少，分子间这种普遍的作用力逐渐增强。 一、范德华力 范德华(1837-1923) 荷兰物理学家，提出了范德华方程，研究了毛细作用，对附着力进行了计算，推导出物体气、液、固三相相互转化条件下的临界点计算公式。1910年因研究气态和液态方程获诺贝尔物理学奖。 分子间普遍存在相互作用力，这类分子间的作用力称为范德华力。 范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。 其强度一般是2~20 kJ/mol。 范德华力没有饱和性和方向性。 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。 二、范德华力影响因素 分子 Ar CO HI HBr HCl 相对分子质量 40 28 128.5 81.5 36.5 范德华力(kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14 范德华力：HI____HBr____HCl ＞ ＞ 组成结构相似， 相对分子质量越大， 分子间作用力越大。 范德华力：CO____Ar ＞ 极性分子 非极性分子 相对分子质量接近时， 极性越大，范德华力越大。 范德华力：CO____N2 ＞ 卤素单质的熔点和沸点 单质 熔点/℃ 沸点/℃ F2 －219.6 －188.1 Cl2 －101 －34.6 Br2 －7.2 58.78 I2 113.5 184.4 P56 怎样解释卤素单质从F2～I2的熔、沸点越来越高？ Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大 范德华力依次增大 熔、沸点依次升高 单质 相对分子质量 沸点/℃ 正戊烷 72 36.1 异戊烷 72 28 新戊烷 72 10 沸点：正戊烷 > 异戊烷 > 新戊烷 互为同分异构体的分子，支链越多、越分散，分子间范德华力越弱，熔、沸点就越低 分子的极性越大 相对分子质量越大 范德华力越大 物质的熔、沸点越高 同分异构体支链越少 总结 根据所学知识预测第IVA族、第VIA族元素的氢化物的沸点相对大小。 第IVA族 与预测结果相符 为什么H2O的沸点比H2S的高得多 第VIA族 三、氢键 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。 O-H中共用电子对强烈偏向O 能与另一个水分子中显负电性的 O的孤电子对产生静电作用 氢键 1.形成条件： ① 电负性很大的原子: 半径小，且能提供孤电子对。如N、O、F ② H原子: 已与电负性很大的原子形成共价键。 2. 氢键的表示方法: X—H---Y（X、Y一般为F、O、N） 共价键 氢键 3. 氢键的本质： 氢键不属于化学键，是除范德华力之外的另一种分子间作用力 氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱的静电作用力。 4. 氢键的特征：具有方向性和饱和性 ①方向性(X—H…Y三个原子尽可能在同一条直线上) 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 (一个X—H只能和一个Y原子结合) 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。 H2O中的一个O原子能和结合几个O—H？ 4个 5. 氢键的分类 ①分子间氢键 如：HF、H2O、NH3 相互之间 C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间 ②分子内氢键 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. (2)分子内氢键： 例如： 对羟基苯甲醛 对羟基苯甲酸 (1)分子间氢键： 邻羟基苯甲醛 邻羟基苯甲酸 邻硝基苯酚 氢键 氢键 氢键 氢键 氢键 (不属于分子间作用力) (属于分子间作用力) 6. 氢键对物质物理性质的影响 (1) 对物质熔、沸点的影响 ①分子间氢键使物质熔、沸点升高 ②分子内氢键使物质熔、沸点降低 邻羟基苯甲醛 对羟基苯甲醛 分子内氢键 分子间氢键 (熔点-7℃ 沸点196.5℃) (熔点115℃ 沸点246.6℃) -150 -125 -100 -75 -50 -25 0 25 50 75 100 2 3 4 5 × × × × CH4 SiH4 GeH4 SnH4 NH3 PH3 AsH3 SbH3 HF HCl HBr HI H2O H2S H2Se H2Te 沸 点 /℃ 周期 一些氢化物的沸点 (2) 氢键对水分子的影响 ①氢键使水分子沸点反常的高 ②水结冰时，体积膨胀，密度降低 冰 ③接近水的沸点的