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

第三节 分子的结构与物质的性质　 第2课时 分子间的作用力 人教版选择性必修2 情境引入 壁虎与分子间作用力 学习目标 1.认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。能说明范德华力对物质熔点、沸点等性质的影响，形成“结构决定性质”的基本观念。 2. 知道氢键是常见的分子间作用力;能说明氢键对物质熔点、沸点等性质的影响，能举例说明氢键对于生命的重大意义。 分子间作用力及其对物质性质的影响 重难点 思：阅读课本55-58页，回答以下问题 1.什么是分子间作用力，有哪些类别？ 2.什么是范德华力？其特点、影响因素、作用各是什么？ 3.什么是氢键？其表示方法、特点、类别、作用各是什么？ 概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，即将分子聚集在一起的作用力 分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。 一、分子间作用力 二、范德华力 1. 概念： 范德华 2. 特征 ①范德华力广泛存在于分子之间。 ②范德华力作用很弱，约比化学键的键能小1~2个数量级。 对气体加压降温，可使其液化；对液体降温时，可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因此把这类分子间作用力称为范德华力。 ③范德华力的实质也是电性作用，故它没有方向性和饱和性。 微粒间 作用力 能量 kJ·mol -1 化学键 100 - 600 范德华力 2 - 20 思考：100 ℃水的沸腾与3000 ℃水热分解，两个变化有何异同? 100 ℃：水会剧烈沸腾属于物理变化，破坏分子间作用力 3000 ℃水热分解属于化学变化，分子内共价键被破坏 1. HI、HBr、HCl都是由分子构成的物质，分析图中数据，范德华力有什么变化规律，与什么因素有关？ 分子 HI HBr HCl 相对分子质量 128 81 36.5 范德华力(kJ·mol-1) 26.00 23.11 21.14 结论：一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。 如范德华力：HCl< HBr < HI 思考与讨论 2、CO和N2相对分子质量相同，为什么CO的范德华力大呢？ 结论：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。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO>N2。 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 3、正戊烷、异戊烷、新戊烷的相对分子质量相同，为什么熔沸点不同呢？ 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 结论：互为同分异构体的分子，支链越多、越分散，分子间范德华力越弱，熔、沸点就越低 3.影响范德华力因素： ①相对分子质量：对于组成与结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。 ②分子的极性：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。 ③互为同分异构体的分子：支链越多、越分散，分子间范德华力越弱。 思考：怎样解释卤素单质从F2 到I2 的熔点和沸点越来越高？ 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 结论：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。 4.范德华力作用： ①范德华力越大，物质熔沸点越高。 ②溶质与溶剂之间的范德华力越大，物质溶解度越大。 注：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 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！ 三、氢键 氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。 1. 定义：由已经与电负性（如N、O、F）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 。 当氢原子与电负性很大且含有孤电子对的原子A(N、O、F)以共价键结合成分子时，氢原子的电子云强烈地偏向于A原子，使氢原子几乎成为“裸露”的质子而带部分正电荷，因而这个氢原子还能与另一电负性很大且含有孤电子对的原子B(N、O、F)相互吸引，这种静电吸引作用就是氢键(A、B可以是同种元素的原子，也可以是不同种元素的原子)。 通常用“A—H•••B”表示氢键，其中“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。 2. 表示方法 “A B”指的是电负性很大的原子，常为F、O和N 例： 练习：请表示出氨水中氢键 N—H…N N—H…O O—H…O O—H…N 氢键的本质是静电吸引作用，通常把氢键看作是一种比较强的分子间作用力。 3. 氢键的本质 4. 氢键的特征 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 强弱：化学键>>氢键>范德华力 ①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。 例：水分子中 ② 既有方向性(A—H•••B尽可能在同一条直线上)， 又有饱和性(一个A—H只能和一个B原子结合)。 5. 氢键的分类 对羟基苯甲醛 对羟基苯甲酸 邻羟基苯甲醛 邻羟基苯甲酸 邻硝基苯酚 氢键 氢键 氢键 氢键 氢键 ①分子间氢键 ②分子内氢键 注：分子内氢键可以使分子更稳定，且分子内氢键会削弱分子间氢键形成，故一般分子内氢键会降低物质熔沸点。 6. 氢键的强弱 A—H•••B—中A、B原子的半径越小，电负性越强，氢键越强。 如F—H•••F>O—H•••O>N—H•••N。 7. 氢键对物质性质的影响 ① 熔、沸点：分子间氢键，增大物质熔沸点；分子内氢键 ，降低物质熔沸点。 思考：NH3、HF和H2O的沸点反常原因？为什么沸点H20>HF? 分子间存在氢键时，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。 NH3、HF和H2O它们各自的分子间形成了氢键。 H20中分子间氢键更多 ②溶解性：若溶质分子与溶剂分子之间存在氢键，将增大物质的溶解性。 思考1：水结冰时,体积膨胀,密度降低 思考2：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。 用氢键解释这种异常性：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，形成所谓的缔合分子。 氢键的存在迫使在四面体中心的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，其密度比液态水小。 ③冰的密度比水小 ④形成缔合分子增大相对分子质量 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．范德华力比化学键强度弱 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 典例1． 【答案】B　 课堂练习 典例2． 【答案】B　 课堂练习 下列现象与氢键有关的是(　　) ①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高　②小分子的醇和羧酸易溶于水　③冰的密度比液态水的密度小　④尿素的熔、沸点比醋酸的高　⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低　⑥水分子高温下也很稳定 A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤ C．①②③④ D．①②③ 典例3． 课堂练习 氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为( ) A. B. C. D. 【答案】C　 课堂小结 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$