内容正文:
第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质性质
第2课时 分子间作用力 分子的手性
课程标准
核心素养目标
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。
3.能从微观角度理解分子的手性,形成判断手性分子的思维模型。
1.宏观辨识与微观探析:通过学习氢键对物质性质的影响,培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
2.科学精神和社会责任:通过研究“手性分子”在生命科学等方面的应用,培养学生“科学精神和社会责任”的学科素养。
一、分子间作用力
1.范德华力及其对物质性质的影响
(1)概念:是分子间普遍存在的 ,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,比化学键的键能小1~2个数量级。
(3)影响因素:分子的极性越大,范德华力 ;组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力 。
(4)对物质性质的影响:范德华力主要影响物质的 性质,如熔、沸点,组成和结构相似的物质,范德华力越大,物质熔、沸点 。
【归纳总结】
1.范德华力的正确理解
范德华力很弱,比化学键的键能小1~2个数量级,分子间作用力的实质是电性引力,其主要特征有以下几个方面:
(1)广泛存在于分子之间。
(2)只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力(范德华力),如固体和液体物质中。
(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.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。
3.相对分子质量接近时,分子的极性越大,范德华力越大。
4.相对分子质量、极性相似的分子,分子的对称性越强,范德华力越弱,如正丁烷>异丁烷,邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。
2.氢键及其对物质性质的影响
(1)概念:由已经与 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 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A—H…B表示,其中A、B为N、O、F,“—”表示共价键,“…”表示形成的氢键。
(3)氢键的本质和性质
氢键的本质是静电相互作用,它比化学键 ,通常把氢键看作是一种比较强的分子间作用力。
氢键具有 和 ,但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。
①方向性:A—H…B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:每一个A—H只能与一个B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A、B原子电子云的排斥。
(4)分类:氢键可分为 氢键和 氢键两类。
存在分子内氢键,存在分子间氢键。前者的沸点 后者。
(5)氢键对物质性质的影响:氢键主要影响物质的熔、沸点,分子间氢键使物质熔、沸点 ,分子内氢键使物质熔、沸点 。
3.溶解性
(1)“相似相溶”规律
非极性溶质一般能溶于 溶剂,极性溶质一般能溶于 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 等。
②氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越 (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,其溶解性 ,如乙醇与水 ,而戊醇在水中的溶解度明显减小。
【归纳总结】范德华力、氢键及共价键的比较
范德华力
氢键
共价键
概念
物质分子之间普遍存在的一种相互作用力
由已经与电负性很大的原子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
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
作用微粒
分子或原子(稀有气体)
氢原子、电负性很大的原子
原子
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素
①随着分子极性的增大而增大;
②组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大
对于A—H…B—,A、B的电负性越大,B原子的半径越小,作用力越大
成键原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越稳定
对物质性质的影响
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,如熔、沸点:F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<CBr4
分子间氢键的存在,使物质的熔、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
①影响分子的热稳定