2.3.3 分子间的作用力 课件 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 第3课时 分子间的作用力 壁虎为什么能在天花板土爬行自如？这曾是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察到，壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力？实验证明，如果在一个分币的面积土布满100万条壁虎足的细毛，可以吊起20kg重的物体。近年来，有人用计算机模拟，证明壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力。 壁虎与范德华力 引入新课 一、分子间作用力 1、范德华力 范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。 J.D.Van der Waals,1837-1923 分子间的力 分子间作用力（范德华力） 比较强的分子间作用力（氢键） 范德华力只存在于由分子构成的单质和化合物，包括单原子分子，只有分子充分接近（300-500pm）时才能相互作用。 3 一、分子间作用力 1、范德华力 【思考与讨论】对比下表，你对范德华力的大小有怎样的认识？ 结论1、范德华力不是化学键，是一种分子间的力范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级。 结论2、分子的极性越大，范德华力越大。 结论3、组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。 分子 相对分子质量 分子的极性 范德华力kJ/mol CO 28 极性 8.75 Ar 40 非极性 8.50 HCl HBr HI 相对分子质量 36.5 81 128 范德华力(kJ/mol) 21.14 23.11 26.0 一、分子间作用力 1、范德华力 表2−8 卤素单质的熔点和沸点 单质 F2 Cl2 Br2 I2 熔点/℃ −219.6 −101 −7.2 113.5 沸点/℃ −188.1 −34.6 58.78 184.4 教材56页思考与讨论：怎样解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高？ 组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。 键能大小影响分子的热稳定性，范德华力的大小影响物质的熔、沸点。 1．组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点就越高，如熔、沸点：CF4<CCl4<CBr4<CI4。 2．组成相似且相对分子质量相近的物质，分子极性越大(电荷分布越不均匀)，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO>N2。 3．在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 归纳总结 氢键及其对物质性质的影响 常见物质中，水是熔、沸点较高的液体之一； 冰的密度比液态水的小； 液态水在4℃下密度最大为1.0 g/cm³ 而冰在0℃下密度为0.92 g/cm³ 昆虫能在水上行走。 水分子间有一种特殊作用力——氢键 一、分子间作用力 一、分子间作用力 2、氢键 在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，这种静电作用就是氢键。 - - - 电负性大，半径小 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H) 与另一个电负性很大的原子(如水分子中的O)之间形成的作用力。 (2)表示方法 F—H O—H N—H ... ... ... F O N X—H…Y— X和Y表示F、O、N 氢键 共价键 ★ X和Y的电负性越大，则氢键越强，F—H…F是最强氢键。 一、分子间作用力 X、Y可以相同，也可以不同 一、分子间作用力 2、氢键 （3）①氢键的本质：是静电吸引作用，不是化学键，而是特色的分子间作用力，其键能比化学键弱，比范德华力强。 键能：共价键>氢键>范德华力 ②具有一定的方向性和饱和性。 H 的体积小，1 个 H 只能形成1个氢键 A—H与B形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布 一、分子间作用力 思考：HF、H2O、NH3的沸点为什么反常？ 分子之间存在特别强的相互作用→氢键 思考：什么样的原子间可形成氢键？ N、O、F→电负性大 2、氢键 一、分子间作用力 2、氢键 思考讨论：实验证实，氢键不仅存在于分子之间，也存在于分子内。观察以下两种氢键，推测这两种物质的熔沸点高低。 分子内氢键 邻羟基苯甲醛 分子间氢键 对羟基苯甲醛 结论：(1)分子内存在氢键时，物质的熔、沸点将下降。 (2)分子间存在氢键时，物质的熔、沸点将升高。 一、分子间作用力 2、氢键 （4）分类 类型 存在 影响 分子间氢键 分子内氢键 普遍存在于已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。如HF、H2O