2.3.4氢键 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

人们熟悉的影片《蜘蛛侠》为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠，现实中的蜘蛛能在天花板等比较滑的板面上爬行，蜘蛛之所以不能从天花板上掉下的主要原因是( 　　) A．蜘蛛脚的尖端锋利，能抓住天花板 B．蜘蛛的脚上有“胶水”，从而能使蜘蛛粘在天花板上 C．蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间的范德华力这一 “黏力”使蜘蛛不致坠落 D．蜘蛛有特异功能，能抓住任何物体 C 课 前 检 查 【思考】 第ⅣA的氢化物熔沸点如图所示，第ⅤA、ⅥA的氢化物熔沸点变化规律为何不同？ 说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除范德华力之外的其他作用 这种作用就是氢键！ 第三节 分子的结构与物质的性质 第二章 分子结构与性质 第4课时 氢键 教 学 目 标 1.知道氢键是另一种常见的分子间作用力。 2.能解释氢键对物质熔点、沸点、溶解性等性质 的影响，形成“结构决定性质”的基本观念。 二、 氢键 1、概念： 氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力，它是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。 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电负性很大显负电性的O的孤电子对产生静电吸引作用，这种静电吸引作用就是氢键。 冰中每个水分子与周围的4个水分子形成4个氢键；每个氢键被2个水分子共用，平均每个水分子均摊2个氢键，1mol水分子均摊2mol氢键。 2、表示方法： 3、形成条件： 氢键通常用X—H…Y —来表示, “—”表示共价键 , “…”表示形成的氢键（X、Y为N、O、F）。 ①要有与电负性很大的原子X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Y； ③X与Y的原子半径要小。 综上所述，能形成氢键的元素一般是F、O 和N。 O—H…O N—H…N F—H…F O—H … N O—H … F N—H … O F—H … O 5、特征： ①氢键具有方向性和饱和性 方向性：X—H…Y—总是尽可能在同一直线上。 饱和性： 每个裸露的氢原子核只能形成一个氢键 每个孤电子对也只能形成一个氢键。 共价键的键能(KJ•mol-1) 范德华力(KJ•mol-1) 氢键(KJ•mol-1) 467 11 18.8 ②氢键不属于化学键，比化学键的键能小1~2个数量级，但比范德华力强。以冰晶体为例：共价键>氢键 >范德华力 4、本质： 氢键的本质是静电吸引作用 6、类型： 分子间氢键存在于如HF、H2O、NH3 、C2H5OH、CH3COOH 等同种分子之间，也存在于它们相互之间。 ① 分子间氢键 ② 分子内氢键 对羟基苯甲醛不能形成分子内氢键 对羟基苯甲醛 邻羟基苯甲醛 邻羟基苯甲酸 邻羟基硝基苯 氢键 对羟基苯甲酸 A—H•••B—中A、B的电负性越强，氢键越强。 如F—H•••F>O—H•••O>N—H•••N。 7、氢键的强弱： 分子间氢键使物质熔、沸点升高。 分子内氢键使物质的沸点和熔点降低。 8、氢键对物质性质的影响： ①氢键对物质熔、沸点的影响 邻羟基苯甲醛 （熔点-7 ℃） 对羟基苯甲醛 （熔点115 ℃） NH3、H2O、HF的沸点的反常 解释1：沸点H2O>H2Te>H2Se>H2S 而H2Te、H2Se 、H2S的相对分子质量依次减小，范德华力逐渐减小，所以H2Te、H2Se 、H2S的沸点逐渐减小。 / / 同一主族元素的氢化物，结构相似。 由于水分子之间形成了氢键，增加了分子间的作用力，所以水的沸点较大。 解释2：沸点H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因 已知固态H2O、HF、NH3的氢键键能和结构如下： 单个氢键的键能是(HF)n＞冰＞(NH3)n， 而平均每个分子含氢键数：冰中2个，(HF)n和(NH3)n只有1个，气化要克服的氢键的总键能是冰＞(HF)n＞(NH3)n 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，形成所谓的(H2O)n缔合分子。 相对分子质量：缔合分子>单个水分子 为什么接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量的测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大？（课本57页） ②氢键对水的相对分子质量的影响 课 堂 练 习 下列有关水的叙述中，不能用氢键的知识来解释的是（ ） A、 0℃时，水的密度比冰大 B、水的熔沸点比硫化氢的高 C、测得H2O的相对分子质量大于18 D、水比硫化氢气体稳定 D 稳定性/热稳定性等化学性质的强弱取决于分子内共价键的强弱，和范德华力、分子间氢键无关 ③氢键对溶解度的影响 与水分子间能形成氢键的物质在水中的溶解度增大 这是氨气极易溶于水、乙醇、乙醛、乙酸与水互溶的原因 课本P58 科学•技术•社会——生物大分子中的氢键 ——没有氢键就没有生命 作用力类型 范德华力 氢键 共价键 作用微粒 分子 H与N、O、F 原子 强度比较 共价键＞氢键＞范德华力 影响因素 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 形成氢键元素的电负性 原子半径 对性质 的影响 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质 分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大 键能越大，稳定性越强 课 堂 小 结 $$