2.3.2分子间作用力 课件- 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

分子间的作用力 分子结构与物质的性质 第二课时 壁虎与范德华力 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 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 气态水 液态水 固态水 气体降温加压 会液化 液体降温 会凝固 说明分子间存在着相互作用力，这种作用力称为分子间作用力。 是否为化学变化? 有没有破坏化学键? 是否存在能量变化? 升温会熔化 升温会气化 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 范德华 1、分子间作用力：分子之间存在着多种相互作用，人们将这些作用统称为分子间作用力。 2、范德华力： ①范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家 ，因而把这类分子间的作用力称为范德华力。它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。 ②范德华力的实质也是电性作用，它没有饱和性和方向性。只要空间条件允许，当分子凝聚时，每个分子总是在它周围尽可能多地吸引其他分子。 气态物质物质分子间距离远，范德华力很微弱。 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 分子 Ar N2 CO HI HBr HCl 相对分子质量 40 28 28 128.5 81.5 36.5 范德华力(kJ/mol) 8.50 5.66 8.75 26.00 23.11 21.14 共价键键能(kJ/mol) 无 946 745 298.7 366 431.8 结合上表数据，说说你有那些发现？ 1、范德华力（实质是分子间的静电作用）很弱，比化学键键能小1-2个数量级。 2、结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。 3、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。如范德华力：CO大于N2。 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 4、分子间的范德华力越大，物质的熔点、沸点越高。 分子 Ar CO HI HBr HCl 范德华力(kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14 共价键键能(kJ/mol) 无 745 298.7 366 431.8 熔点/℃ -189.2 -205 -50.8 -86 -114.2 沸点/℃ -185.9 -191.5 -35.1 -67 -85 结合上表数据，说说你有那些发现？ 注意：键能大小影响分子的热稳定性(化学性质)，键能越大，分子越稳定；范德华力(分子间作用力)的大小影响物质的熔、沸点，溶解性等物理性质！ 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 思考1：怎样解释卤素单质从F2～I2的熔点和沸点越来越高？ 分子组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越强，物质熔、沸点越高。 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 思考2：正戊烷、异戊烷、新戊烷的相对分子质量相同，为什么沸点不同呢？ 结论：1、相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，物质的熔、沸点越高。 2、互为同分异构体的分子(相对分子质量相同的分子)，支链越多，物质的熔、沸点越低。 分子 相对分子质量 沸点/℃ 丙烷 42 -42.1 正戊烷 72 36.1 异戊烷 72 28 新戊烷 72 10 互为同分异构体 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 组成结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越高。 相对分子质量相近的分子，分子极性越大，范德华力越大，熔、沸点越高。 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。 范德华力对物质熔、沸点的影响： 任务一 范德华力及其对物质性质的影响 1. 下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是（ ） A. CI4、CBr4、CCl4、CF4的熔、沸点逐渐降低 B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C. F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高 D. CH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点逐渐升高 B 思考与讨论 思考3：预测第IVA族、第VIA族元素的简单氢化物的沸点相对大小。 第IVA族 第VIA族 第IVA族元素的简单氢化物沸点：CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4＜PbH4 符合规律：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。 H2O是四个分子中相对分子质量最小的物质，为什么是同主族氢化物中沸点最高的物质？ 任务二 氢键及其对物质性质的影响 常见物质中，水是熔、沸点较高的液体之一。 密度：水 ＞ 冰 这是为什么呢？ 任务二 氢键及其对物质性质的影响 1、氢键：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。 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）之间形成的作用力。 O-H中共用电子对强烈偏向O • • • • • • • • H几乎成为“裸露” 的质子，显正电性。 H与另一个水分子中显负电性的O孤电子对产生静电作用。 H2O 任务二 氢键及其对物质性质的影响 2、氢键形成的条件 ①电负性很大，半径小，且能提供孤电子对的原子。 ②已与电负性很大的原子形成共价键的H原子。 3、氢键的表示方法：X — H · · · Y N、O、F N、O、F 任务二 氢键及其对物质性质的影响 4、氢键的特征 水分子间形成以一个水分子为中心的正四面体结构，故每个水分子与相邻四个水分子形成四个氢键，而二个水分子共一个氢键，故一个水分子可形成二个氢键。 具有方向性和饱和性 (1)方向性 (2)饱和性 X—H ‧‧‧ Y三个原子尽可能在同一条直线上。 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。 ∙∙∙ 180° 任务二 氢键及其对物质性质的影响 4、氢键的特征 水分子间形成以一个水分子为中心的正四面体结构，故每个水分子与相邻四个水分子形成四个氢键，而二个水分子共一个氢键，故一个水分子可形成二个氢键。 具有方向性和饱和性 尽管人们把氢键也称作键，但与化学键比较，氢键属于一种较弱的作用力，比化学键的键能小1~2个数量级，不属于化学键。是一种介于范德华力和化学键之间的特殊的分子间作用力。 任务二 氢键及其对物质性质的影响 5、氢键的键能和键长 任务二 氢键及其对物质性质的影响 1、分子组成和结构相似的物质(分子间不存在氢键)，相对分子质量越大，范德华力越强，物质熔、沸点越高。 2、若分子间能形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。 任务二 氢键及其对物质性质的影响 6、氢键对物质性质的影响 (1)氢键对熔、沸点的影响 ①当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。 注意：实验证明，氢键不仅存在于分子之间，有时还存在于分子内。 对羟基苯甲醛不可能在分子内形成氢键，只能在分子间形成氢键。 邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键，在分子间不存在氢键。 任务二 氢键及其对物质性质的影响 6、氢键对物质性质的影响 ①当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。 ②当形成分子内氢键使物质熔、沸点降低。 注意：实验证明，氢键不仅存在于分子之间，有时还存在于分子内。 (1)氢键对熔沸点的影响 一旦分子内氢键形成，分子间氢键就无法形成了。 任务二 氢键及其对物质性质的影响 6、氢键对物质性质的影响 (2)氢键对物质电离的影响 nHF (HF)n 缔合 HF分子之间能形成非常强的分子间氢键，容易缔合成二聚体（HF)₂ 或多聚链状结构（(HF)ₙ）。这种强烈的“自我捆绑”作用，阻碍HF电离出H⁺，所以HF为弱酸。 (3)氢键对物质溶解度的影响 如果溶质分子与溶剂分子间可以形成分子间氢键，则溶质的溶解度增大。 如甲醇、乙醇易溶于水，是因为乙醇分子（甲醇分子）与水分子间可以形成分子间氢键，所以在水中溶解度较大。 任务二 氢键及其对物质性质的影响 问题解决1：为什么水结冰时,体积膨胀,密度减小？ 问题解决2：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？ 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，所以相对分子质量大一些。 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，因此体积膨胀，其密度比液态水小。 生物大分子中的氢键 蛋白质中的氢键 DNA双螺旋结构是通过氢键使它们的碱基相互配对 小试牛刀 1.下列与氢键有关的说法错误的是 （　　） A.氨水中存在分子间氢键 B.形成氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上 C.卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键 D.邻羟基苯甲醛（ ）的熔、沸点比对羟基苯甲醛（ ）的熔、沸点低 B Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $