2.3 分子结构与物质的性质 第2课时（教学课件） 化学人教版选择性必修2

第二章 分子结构与性质 第三节 分子结构与物质性质 第2课时 分子间的作用力 人教版2019选择性必修2 氢键及其对物质性质的影响 2 范德华力及其对物质性质的影响 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.认识分子间存在相互作用力， 知道范德华力和氢键是常见的分子间作用力 2.能说明范德华力和氢键对物质熔、 沸点等性质的影响， 形成“结构 决定性质”的基本观念 引·新课导入 水（液态） 【思考1】水通电电解/加热至2200℃会发生什么变化？ H2+O2 化学变化 2H2O → 2H2↑+ O2↑ 化学键断裂 引·新课导入 水（液态） 【思考2】水加热至100℃会发生什么变化？ 水蒸气 H2O(l) → H2O(g) 分子间距变大 化学键不断裂 物理变化 分子之间也存在作用力 但不像化学键那样牢固 引·新课导入 共价键 离子键 氢键 范德华力 化学键与分子间作用力 分子间作用力 化学键 （原子间作用力） 影响化学性质 （例如：稳定性） 影响物理性质 （例如：熔沸点） 作用力强度：化学键>>氢键>范德华力 01 范德华力及其对物质性质的影响 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考1】阅读教材P55-56归纳，什么是范德华力？ 范德华力概念：范德华力是____________________中________之间____________的一种相互作用力，它使得许多物质能以一定的聚集状态(固态和液态)存在 固体、液体、气体 分子 普遍存在 范德华，又称范德·瓦耳斯，曾任阿姆斯特丹大学教授。对气体和液体的状态方程所作的工作，获得1910年诺贝尔物理学奖 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考2】阅读教材P55-56归纳，范德华力有什么特征？受哪些因素影响？ 范德华力 特征 强度__________（比化学键弱1~2个数量级） ______方向性、 ______饱和性 极弱 无 无 ________________越大，范德华力越大（一般来说） 分子的________越大，范德华力越大 范德华力 影响因素 相对分子质量（M） 极性 范德华力对物质的性质有什么影响？ 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考3】根据表1数据分析：范德华力如何影响物质性质？ 单质 M 熔点/℃ 沸点/℃ F2 38 －219.6 －188.1 Cl2 71 －101 －34.6 Br2 160 －7.2 58.78 M↗ 熔沸点↗ 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 规律1 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考4】根据表2数据分析：范德华力如何影响物质性质？ 相对分子质量相同或相近时 分子极性越大 → 范德华力越大 → 熔、沸点越高 规律2 单质 M 极性 熔点/℃ 沸点/℃ CO 28 极性 －200 －191.5 N2 28 非极性 －210 －195 极性↗ 熔沸点↗ 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考5】根据表3数据分析：范德华力如何影响物质性质？ 有机物中，互为同分异构体的分子 支链越多 → 范德华力越小 → 熔、沸点越低 规律3 单质 M 支链数 沸点/℃ 正戊烷 72 0 36.1 异戊烷 72 1 25 新戊烷 72 2 9 支链数↗ 熔沸点↘ 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考6】根据你对范德华力的理解， 预测CH4、SiH4、GeH4、SnH4、PbH4的熔沸点相对大小 第IVA族 均为第四主族元素的氢化物 组成与结构相似 相对分子质量依次增大 → 范德华力增大 → 熔沸点升高 析·典型范例 【例1】下列过程克服了分子间作用力的是( ) C A．氯化钾熔化 B．碳酸氢铵受热分解 C．碘升华 D．氯化钠溶于水 析·典型范例 【例2】下列关于物质性质的叙述可用范德华力的大小来解释的是( ) B A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 C．C6H5-OH、H-O-H、C2H5-OH上氢原子的活泼性依次减弱 D．CH3-O-CH3、C2H5OH的沸点逐渐升高 析·典型范例 【例3】在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是( ) B A．范德华力、范德华力、范德华力 B．范德华力、范德华力、共价键 C．范德华力、共价键、共价键 D．共价键、共价键、共价键 02 氢键及其对 物质性质的影响 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考7】观察下图中第ⅣA族、第VA族、第ⅥA族、第ⅦA族 元素氢化物沸点的相对大小，哪些物质比较特殊？ 各主族元素氢化物沸点 HF、H2O、NH3的相对分子质量是所在主族中最小的，但沸点却反常增大 提出质疑 HF、H2O、NH3分子间，除了受范德华力影响，还受到其他作用力影响——氢键 发现问题 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考7】阅读教材p57-59，理解什么是氢键？氢键如何形成? 氢键概念：由已经与_________很大的原子形成共价键的__________与另一个________________的原子之间的作用力 电负性 氢原子 电负性很大 N、O、F原子电负性极强，因此易形成氢键， H2O、NH3、HF等物质较高的沸点都是由于形成了氢键。 需要注意的是：氢键不是化学键，是分子间作用力 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考7】阅读教材p57-59，认识H2O中氢键的形成 δ－ δ－ δ+ H—O键极性很强 无内层电子 几乎成为“裸露”的质子，有空轨道 电负性大 半径小 氢键 （静电作用） 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考8】归纳：氢键的形成条件、表示方法与氢键的本质 1、氢键的形成条件 电负性大且半径小的原子——N、O、F 2、氢键的表示方法 3、氢键的本质 是一种静电作用，不属于化学键，而是比较强的分子间作用力，因此氢键影响物理性质，而非化学性质 共价键 氢键 “…”表示形成的氢键。 氢键的键长一般定义为A—H…B的长度，而非H…B的长度 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考8】氢键具有哪些特征？ ①、强度 共价键 >> 氢键 > 范德华力 分子间作用力中，氢键的强度大于范德华力， 因此，形成分子间氢键的物质熔沸点会显著提升 形成氢键的原子电负性越大，氢键的强度就越大 类型 化学键 范德华力 氢键 强度 一般在 100~600 kJ/mol 一般在 2~20 kJ/mol 一般不超过40 kJ/mol， 比范德华力大些 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考8】氢键具有哪些特征？ ②、氢键具有一定的饱和性和方向性（这一点与范德华力不同） 饱和性：X—H只能和一个Y原子结合 方向性：如一个水分子的氧原子和另一个分子的氢原子沿该氧原子的一个sp3杂化轨道的方向形成氢键。X—H…Y尽可能在同一条直线上，但形成氢键的三个相关原子不一定在一条直线上，在一条直线上时，能形成较强氢键，通常分子内氢键可形成六元环或五元环。 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考9】氢键有哪些类型？只要形成氢键，就一定能够提高物质的熔沸点吗？ 分子间氢键 使物质沸点升高 分子内氢键 使物质沸点降低 水分子间的氢键 邻羟基苯甲醛内的氢键 分子间氢键 对沸点的影响能力 比分子内氢键 更强 范德华力及其对物质性质的影响 探·知识奥秘 【思考10】氢键对物质的性质会产生哪些影响？ ①、影响沸点： 分子间氢键升高沸点、分子内氢键降低沸点（多存在于邻位有机物中） ②、影响溶解性： 溶质与溶剂之间形成氢键，可以增大溶解性（例如：NH3极易溶于水、醇与水互溶） ③、影响物质密度： 例如：形成冰时水分子间因形成氢键而排列规整， 形成疏松晶体，体积膨胀，密度小 析·典型范例 【例1】关于氢键，下列说法正确的是( ) C A．每一个水分子内含有两个氢键 B．冰和干冰中都存在氢键 C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的 D．H2O是一种非常稳定的化合物，是因为水分子间可以形成氢键 析·典型范例 【例2】下列化合物分子之间不存在氢键的是( ) A A．CH4 B．NH3 C．H2O D．HF 析·典型范例 【例3】下列事实不能用氢键解释的是( ) A A．氯气比氯化氢更易液化 B．邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛的沸点低 C．接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值大于18 D．在冰的晶体中，每个水分子周围紧邻的水分子数目小于12 析·典型范例 【例4】下列现象与氢键有关的是( ) B ①NH3的熔、沸点比第VA族相邻元素的氢化物高； ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶； 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．④⑤⑥ D．①②③ 范德华力 氢键 理·核心要点 第三节 分子结构与物质性质 第2课时 概念 特征 影响因素 对物质性质的影响 概念与表示方法 成键本质与特征 类型 对物质性质的影响 相对分子质量 极性 分子间氢键 分子内氢键 练·技能实战 【练1】下列关于范德华力的叙述正确的是 D A．是一种较弱的化学键 B．分子间存在的强于化学键的相互作用 C．直接影响所有物质的熔、沸点 D．稀有气体的分子间存在范德华力 练·技能实战 【练2】下列说法中正确的是（ ） A．范德华力存在于所有分子之间 B．范德华力是影响所有物质物理性质的因素 C．相对于其他气体来说， 是易液化的气体，由此得出范德华力属于强作用力 D．范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用 D 练·技能实战 【练3】下列物质发生变化时，所克服的粒子间的主要作用力属同种类型的是(　　) A．液态HF与液态HBr分别受热变为气体 B．氯化铵与苯分别受热变为气体 C．氯化钠与氯化氢分别溶解在水中 D．冰融化与水蒸发 D 练·技能实战 【练4】下列事实与氢键有关的是( ) A．水结成冰体积膨胀 B．水加热到很高的温度都难以分解 C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 D．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高 A 练·技能实战 【练5】下列关于分子的结构和性质的描述中，正确的是( ) A．对羟基苯甲酸的熔点比邻羟基苯甲酸的熔点低 B．氨分子间有氢键，故气态氨分子的热稳定性比水蒸气的高 C．碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释 D．氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性 D 感谢 您的聆听 THANKS 人教版2019选择性必修2 $