内容正文:
第一章 物质结构
第五节 分子间作用力
《无机化学》 化学工业出版社 第五版 秦川
制作人:DXY
CONTENTS
目录
01
学习目标
02
新课引入
03
新课教学
04
师生互动
05
课堂练习
06
课堂小结
学习目标
01
01
了解极性分子、非极性分子的含义。
学习目标
02
了解分子间力、氢键与物质物理性质的关系。
教学引入
02
回顾1.4无机化学实验基础
新课讲授
03
普遍存在于分子之间的弱相互作用力,包括取向力、诱导力和色散力。
范德华力
氢键
其他类型
一种特殊的分子间作用力,存在于氢原子与电负性较大的原子(如氟、氧、氮)之间。
如卤键、离子键、金属键等,这些作用力在某些特定情况下也可能对分子间相互作用产生重要影响。
03
02
01
分子间作用力类型
概念
把分子聚集在一起的作用力,叫分子间作用力。范德华力就是其中一种。
特点
①范德华力很弱,约比化学键键能小1-2个数量级。
②广泛存在于分子之间。
③只有分子充分接近时才有范德华力。
④范德华力没有方向性和饱和性。
范德华力
微粒间
作用力 能量
kJ·mol -1
化学键 100 - 600
范德华力 2 - 20
思考:为什么范德华力:CO>Ar?
①分子极性越大,范德华力越大。
思考:为什么:HI>HBr>HCl>CO?
②相对分子质量越大,范德华力越大。
范德华力的影响因素
分子 Ar CO HI HBr HCl
分子量 40 28 128.5 81.5 36.5
范德华力
(kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
某些分子间的范德华力
范德华力主要影响物质的熔、沸点。
思考:解释F2-I2的熔点和沸点越来越高的原因
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。
范德华力对物质性质的影响
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
卤素单质的熔点和沸点
化学键与范德华力的比较
化学键 范德华力
概念
存在范围
作用力强弱
影响的性质
使原子(离子)结合的相互作用
把分子聚集在一起的作用力
分子内、原子间
分子间
强烈
微弱
影响物质的化学性质和物理性质
影响物质的物理性质(熔、沸点及溶解度等)
概念
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。
特点
由已经与电负性很大的原子(如N、O、F)形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子(如N、O、F)之间的作用力。
氢键
- - - - - -
表示方法
用X—H···Y — 表示,“—”表示共价键,“···”表示氢键(X、Y为N、O、F)
特点
①氢键不属于化学键:化学键>氢键>范德华力。
②分子:有氢键一定有范德华力,有范德华力不一定有氢键。
③与氢原子形成氢键时,电负性越大,氢键越强。
④氢键会使物质熔、沸点大大增加。
⑤氢键具有一定的方向性和饱和性。
氢键
H
F
H
F
H
F
H
F
方向性:
A—H…B—尽可能在同一直线上,作用力最强。
饱和性:
每个氢原子只能形成一个氢键。
氢键分类
① 分子间氢键:H2O NH3 HF
C2H5OH CH3COOH
② 分子内氢键
氢键
氢键
沸点:分子间氢键>分子内氢键
非极性键
极性键
回顾键的极性
同种元素原子形成共价键,共用电子对不偏移(电荷分布均匀)
如:
N2(N N)、Cl2(Cl-Cl)、H2(H-H)
不同种元素原子形成共价键,共用电子对有偏移(电荷分布不均匀)
一个原子呈正电性(δ+),一个原子呈负电性(δ-)
如:
HCl(H-Cl) H2O(H-O-H)
非极性分子
极性分子
分子的极性
电荷分布均匀对称,正负电荷中心重合的分子
电荷分布不均匀、不对称,正负电荷中心不重合的分子
±
非极性分子
+ -
极性分子
分子的极性
分子的极性由正负电荷中心是否重合决定
δ+
δ+
δ- δ-
δ-
δ+
H2O
+ -
δ+
δ+
δ-
δ-
CO2
±
重合:非极性分子
不重合:极性分子
分子的极性
请同学们试着判断下列分子的极性
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
非极性分子:①②③⑦⑧
极性分子:④⑤⑥⑨
键的极性与分子的极性
H
Cl
共用电子对
H
Cl
δ+
δ-
HCl分子中,共用电子对偏向Cl原子,Cl原子一端相对地显负电性,H原子一端相对地显正电性,整个分子的电荷分布不均匀,为