2.3.2分子间作用力和氢键 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

e7d195523061f1c0a26d87d40de6192bcf1909654b74c9ebB6384654682C8890CF1990A60E48C4F486EE2FC74407B5F34886ECF26B0E0B70C575B52C2C3768611B18C1FE4FD5AFF574681F5040C496491238CBED6F3AF3D0EF20855CE70527E4444DB44B99E578D76C9F012DCAFDC1AD12EC1B61CB2D6B74278ECB4120402FFCA0839106BA8C82E2B0B172DDEE3B7445 第二章 分子结构与性质 2.3.2分子间作用力和氢键 1 壁虎为什么能紧紧贴着墙壁？ 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。 图2-24 壁虎细毛结构的仿生胶带 科学•技术•社会——壁虎与范德华力 【新课导入】 教材：P56 研究表明分子之间普遍存在着相互作用力，而荷兰物理学家范德华是最早研究这种作用力的科学家，因而把这种分子间作用力称为范德华力。 【思考】 H2O分解为H2和O2，需要吸收能量（共价键断裂） 为什么固态H2O→液态H2O→气态H2O，没有化学键断裂也需要吸收能量呢？ 1. 概念：分子间存在着一种把分子聚集在一起的作用力，叫范德华力 2. 本质：分子之间的静电作用 一、分子间的作用力 3.特点： ①广泛存在于分子之间，只有分子充分接近时才能体现 ②没有方向性和饱和性。只要分子周围空间允许，总是尽可能多的吸引其它分子。 ③范德华力很弱，比化学键的键能小 注意：离子化合物和金属单质不存在分子间作用力； 金刚石(C)、单质硅(Si)、二氧化硅（SiO2)等原子晶体，内部只有共价键，不存在分子。 石墨层与层之间存在分子间作用力。 分子 HI HBr HCl 分子量 128.5 81.5 36.5 范德华力(kJ/mol) 26.00 23.11 21.14 4. 影响因素： (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 (2)相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，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-1) CO 28 极性 8.75 N2 28 非极性 8.50 结论： 1、组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高 分子 相对分子质量 分子极性 熔点/℃ 沸点/℃ N2 28 非极性 -210.00 -195.81 CO 28 极性 -205.05 -191.49 2、相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大，熔、沸点越高 单质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ F2 38 -219.6 -188.1 Cl2 71 -101 -34.6 Br2 160 -7.2 58.78 I2 254 113.5 184.4 单质 相对分子质量 沸点/℃ 正戊烷 72 36.1 异戊烷 72 28 新戊烷 72 10 3、在同分异构体中，一般来说， 支链数越多、越分散,分子间范德华力越弱， 熔、沸点就越低 如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。 5. 范德华力对物质性质的影响： 注意：范德华力的大小主要影响物理性质（熔、沸点及溶解性等） 键能大小影响分子的热稳定性, 1．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 2.将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的 。 3.将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子 。 4.BF3的熔点比BCl3________(填“高”“低”或“无法确定”)。 C 低 分子间作用力 共价键 对点训练 -150 -125 -100 -75 -50 -25 0 25 50 75 100 2 3 4 5 × × × × CH4 SiH4 GeH4 SnH4 NH3 PH3 AsH3 SbH3 HF HCl HBr HI H2O H2S H2Se H2Te 沸点/℃ 周期 一些氢化物的沸点 一般：同一主族非金属氢化物，从上到下，Mr逐渐增大，F分 ，熔沸点应逐渐升高． 而HF、H2O、NH3却出现反常，为什么？ 说明在HF、H2O、NH3分子间存在除范德华力之外的其他分子间作用力—氢键． 1、概念：氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。 二、氢键 当氢原子与电负性大的X原子以共价键结合时，它们之间的共用电子对强烈地偏向X，使H几乎成为“裸露”的质子，这样相对显正电性的H与另一分子中相对显负电性的X(或Y)中的孤对电子接近并产生相互作用，这种相互作用称氢键。 通常用“X—H…Y”表示（P57） “—”表示共价键 “…”表示形成的氢键 “X、Y”可以相同可以不同（一般指：N O F） 2、氢键的表示 注意：只有分子充分接近时，氢键作用才明显，如固体和液体中；而气体中往往忽略 形成条件 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。 不仅H2O分子之间存在氢键，NH3 HF分子间也存在氢键 O—H … O N—H … N F—H … F ①氢键不属于化学键，是一种特殊的分子间作用力。其键能介于化学键和范德华力之间（P57）。 作用力强弱：共价键>氢键 >范德华力 3、氢键的特征 ②键具有一定的方向性和饱和性。 方向性：X—H…Y—尽可能在同一直线上。 X、Y尽量远离，这样电子云排斥作用最小，体系能量最低，氢键最强，最稳定 饱和性：X—H只能和一个Y原子结合。 4、氢键的强弱 与X和Y原子的电负性及半径大小有关：X和Y电负性大，半径小，则氢键强。 F-H…F > O-H…O > O-H…N > N-H…N 5、氢键的种类 (1)分子间氢键 如：HF、H2O、NH3 相互之间，C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间 (2)分子内氢键 当苯酚在邻位上有—CHO、—COOH、—NO2和 —OH时，可形成分子内的氢键,组成“螯合环”的特殊结构. 对羟基苯甲醛 分子间氢键增大了分子间作用力，使物质熔、沸点升高。 分子内氢键降低了分子的极性，使分子间作用力减小，物质的熔、沸点降低。 氢键对溶解度的影响 溶质分子与溶剂分子间的氢键使溶质溶解度增大，如HCl—1:500，NH3—1:700。 NH3与H2O之间能形成氢键 观察下图，分析NH3、H2O、HF的沸点反常的原因。 NH3、H2O、HF的沸点反常的原因：由于它们各自的分子间形成了氢键。 【思考与交流】 物质在熔化或汽化时，除需破坏范德华力外， 还需破坏分子间氢键，消耗更多的能量， 所以存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。 18 【交流与讨论】用氢键解释冰的密度比液态水的密度小的原因 在冰的晶体中，每个水分子周围有4个紧邻的水分子。氢键（具有方向性）的存在迫使 在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。这一排列使 冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。密度比液态水小。所以当冰刚刚融化为液态水时。热运动使冰的结构部分解体，水分子间的空隙减小，密度反而增大，超过4℃时，由于热运动加剧，分子间距离增大，密度渐渐减小。 冰中一个水分子 周围有4个水分子 冰的结构 冰融化，分子间空隙减小 装满水的玻璃瓶切勿放入急冻室 怎样理解水的密度在 4 ℃ 时最大？ 水的这一特殊性对生命的存在有什么重要意义？ 氢键的意义和价值 化学与生活 实验证明，接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些，为什么？ 提示　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，形成缔合分子，相对分子质量增大。 导思 【思考与交流】 生物大分子中的氢键 科学 技术 社会 氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因，DNA双螺旋的两个螺旋链也正是通过氢键相互结合的 没有氢键就没有生命 教材P58 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$