3.4.1分子间作用力 学案 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修2

第四单元　分子间作用力　分子晶体 第1课时　分子间作用力 ［核心素养发展目标］　1.熟知常见分子间作用力（范德华力和氢键）的本质及其对物质性质的影响。2.能从微观角度理解氢键的特征、表示方法及形成条件。 一、范德华力 1.分子间作用力 （1）概念：分子之间都存在的一种相互作用，叫分子间作用力。分子间作用力本质上是一种　　　　作用，它比化学键　　得多。  （2）分类：　　　　　　　　和　　　　是两种最常见的分子间作用力。  2.范德华力 概念 范德华力是一种普遍存在于固体、液体和气体中　　　之间的作用力  特征 作用力比较小，且一般没有　　　性和　　　　性 影响 因素 分子的　　　　、分子的　　　　　　　　以及分子中　　　　　　是否均匀等  对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的　　　　性质，如　　　　　、　　　　　、　　　　；范德华力越大，物质的熔、沸点越高  3.化学键与范德华力的比较 化学键 范德华力 概念 是物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用 是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子之间的作用力 存在 分子（或晶体）内原子间 分子间（近距离） 强弱 较强 比化学键弱得多 对物质性质的影响 影响化学性质（分子）和物理性质（晶体） 主要影响物理性质 1.范德华力的类型有三种，分别是①　　　　　　　　　　　　　　　　之间的范德华力。  ②　　　　　　　　　　　　　　　　之间的范德华力。  ③　　　　　　　　　　　　　　　　的分子之间的范德华力。  2.已知卤素单质的熔、沸点数据如下表所示，怎样解释其溶、沸点的变化规律。 单质 熔点/℃ 沸点/℃ F2 -219.6 -188.1 Cl2 -101 -34.6 Br2 -7.2 58.8 I2 113.5 184.4 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ （1）组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，范德华力增大，物质的熔、沸点升高。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4。 （2）分子间作用力比化学键弱得多，不是化学键，主要影响物质的物理性质。 1.下列有关范德华力的叙述正确的是（　　） A.范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键 B.范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D.范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量 2.有下列两组命题，其中乙组命题正确且能用甲组命题解释的是（　　） 序号 甲组 乙组 ① H—I键的键能大于H—Cl键的键能 HI比HCl稳定 ② H—I键的键能小于H—Cl键的键能 HCl比HI稳定 ③ HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力 HI的沸点比HCl的高 ④ HI分子间的范德华力小于HCl分子间的范德华力 HI的沸点比HCl的低 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 二、氢键 1.氢键的概念及表示方法 （1）概念：氢键是由　　　　　　　　　　　　　　的氢原子与另一个　　　　　　的原子之间的作用力。  （2）表示方法 氢键的通式可用X—H…Y表示。式中X和Y表示　　　　　　大而　　　　　　较小的非金属原子，“—”表示共价键，“…”表示氢键。  2.氢键的形成条件 （1）要有一个与　　　　　　　　　的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O中的氢原子。  （2）要有一个电负性很大，含有　　　　并带有部分电荷的原子Y，如H2O中的氧原子。  （3）X和Y的　　　　　　　　要小，这样空间位阻较小。一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含H—N键、H—O键、H—F键的物质或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。  3.氢键的特征 （1）氢键比化学键　　　　　，比范德华力　　　　　　　。  （2）氢键具有一定的方向性和饱和性。 4.氢键的类型 （1）　　　　　　氢键，如水分子间O—H…O。  （2）　　　　　　氢键，如。  5.氢键对物质物理性质的影响 （1）对物质熔、沸点的影响：分子间存在氢键的物质，物质的熔、沸点明显　　，如熔、沸点：HF　　HCl；同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点　　，如熔、沸点：邻羟基苯甲醛　　对羟基苯甲醛。  （2）对物质溶解度的影响：溶剂和溶质之间形成氢键使溶质的溶解度　　　　，如NH3、乙醇等易溶于水。  （3）对物质密度的影响：分子间氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度　　。  （4）对液体黏度的影响：含有分子间氢键的液体一般黏度较　　，如甘油、浓硫酸等。  6.生命分子中的氢键 氢键对于生命非常重要，生物体内的蛋白质和DNA的　　　　　　或　　　　　　都存在着大量的氢键。如DNA的双螺旋结构，它是由两条DNA大分子的碱基通过　　　　　　　形成的。  7.弱作用力的“强作用”——超分子化学中的万能相互作用 “超分子”被称为共价键分子化学的一次升华，超分子化学被称为“超越分子概念的化学”。在形成超分子的各种分子间相互作用中，氢键尤为特殊，被称为“超分子化学中的万能相互作用”。氢键的强度在化学键和范德华力之间，具有方向性和饱和性，使得它在超分子自组装过程中起着关键的作用。 1.HF分子间氢键比H2O分子间氢键更强，但液体氟化氢的蒸发热比水的蒸发热低，为什么？ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.醋酸与硝酸的相对分子质量相近，但沸点差异较大，试从形成氢键类型上分析其原因。 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.甲酸（HCOOH）可通过氢键形成二聚物，试画出其结构式。 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1.正误判断 （1）氢键通常是物质在液态时形成的，但有时也存在于某些晶体或气态物质中（　　） （2）存在氢键，则必然存在范德华力，但存在范德华力不一定存在氢键（　　） （3）H2O的稳定性大于H2S，是因为H2O分子间存在氢键（　　） （4）冰融化成水，仅破坏氢键（　　） （5）氢键均能使物质的熔、沸点升高（　　） （6）在A—H…B中，A、B的电负性越大，氢键越强；B的原子半径越小，氢键越强（　　） 2.下列分子中，范德华力和氢键都存在的是（　　） A.HF液体 B.干冰 C.H2S气体 D.CCl4 3.下列与氢键有关的说法错误的是（　　） A.卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键 B.邻羟基苯甲醛（）的熔、沸点比对羟基苯甲醛（）的熔、沸点低 C.氨水中存在分子间氢键 D.形成氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上 易错提醒　形成氢键X—H…Y的三个原子不一定在一条直线上；分子内氢键使物质的熔、沸点降低，而分子间氢键使物质的熔、沸点升高。 答案精析 一、 1.（1）静电　弱　（2）范德华力　氢键 2.分子　饱和　方向　大小　空间构型　电荷分布　物理　熔点　沸点　溶解度 思考交流 1.电荷分布不均匀的分子（如HCl、H2O等）　电荷分布均匀的分子（如O2、N2、CO2等）　电荷分布均匀的分子与电荷分布不均匀 2.卤素单质分子的结构相似，F2~I2的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，其熔、沸点依次升高。 应用体验 1.B　［范德华力的实质是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是微粒间的强烈的相互作用，范德华力是分子间较弱的作用力，B正确；若分子间的距离足够远，则分子间没有范德华力，C错误；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量，D错误。］ 2.B　［键能的大小影响物质的稳定性，键能越大，物质越稳定，H—Cl键的键能大于H—I键的键能，所以HCl比HI稳定。范德华力影响物质熔、沸点的高低，范德华力越大，熔、沸点越高，由于HI分子间的范德华力大于HCl分子间的范德华力，所以HI的沸点比HCl的高。］ 二、 1.（1）已经与电负性很大的原子形成共价键　电负性很大 （2）电负性　原子半径 2.（1）电负性很大　（2）孤电子对　（3）原子半径 3.（1）弱　强 4.（1）分子间　（2）分子内 5.（1）高　>　高　<　（2）增大　（3）大　（4）大 6.分子内　分子间　氢键配对 思考交流 1.因为H2O分子间形成的氢键比HF分子间形成的氢键多，所以水的蒸发热高。 2.醋酸和硝酸均能形成氢键，但醋酸形成分子间氢键，而硝酸形成分子内氢键，所以硝酸的沸点要低得多。 3. 应用体验 1.（1）√　（2）√　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√ 2.A 3.D　［HF分子间存在氢键，使HF分子间作用力增大，所以HF的沸点较高，A正确；邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低，B正确；氨水中氨分子之间、水分子之间以及氨分子与水分子之间都存在氢键，C正确；氢键具有一定的方向性，但不是一定在一条直线上，D错误。］ 学科网（北京）股份有限公司 $$