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

该高中化学课件聚焦分子间作用力，系统讲解范德华力与氢键的形成条件、本质差异及对物质熔沸点、溶解性等性质的影响。课堂通过壁虎飞檐走壁、冰融化等生活现象导入，搭建微观作用力与宏观性质的关联支架，引导学生从现象到本质理解知识点。 其特色在于融合科学思维与科学探究，通过数据表格、对比实验及“思考与讨论”活动，引导学生基于证据推理分子间作用力类型及强弱，如用氢化物沸点反常现象构建氢键模型。结合生物大分子中氢键应用实例，体现学科价值，助力学生形成严谨求实的科学态度，也为教师提供生动的教学素材和清晰的知识脉络。

第二章 分子结构与性质 第三节 分子结构与物质的性质 课时2 分子间作用力 2026/1/28 2 素养目标 吗喽🐒 宏观辨识与微观探析：区分范德华力与氢键的形成条件、本质差异，理解其强弱影响因素；关联微观作用力，解释物质熔沸点、溶解性等宏观性质差异。 证据推理与模型认知：基于物质性质数据、分子结构，推理分子间作用力类型及强弱；构建思维模型，解释 HF、H₂O 熔沸点反常等现象。 科学探究与创新意识：对比物质性质差异，探究分子间作用力与物质性质的关联，提升基于证据的探究分析能力。 科学态度与社会责任：认识该理论的应用价值，了解其在化工、材料等领域的用途，养成严谨求实的科学态度。 课堂导入 2026/1/28 3 吗喽🐒 你知道为什么壁虎可以飞檐走壁吗？ 课堂导入 2026/1/28 4 吗喽🐒 壁虎与范德华力 壁虎为什么能在天花板上爬行自如？这曾是一个困扰科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察到，壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力？实验证明，如果在一个分币的面积上布满100万条壁虎足的细毛，可以吊起约20 kg物体。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。百年之谜终于破解。这告诉我们，计算机模拟成为科学研究的新工具，是21世纪科学发展的新动向。后来有人仿照壁虎的足的结构，制作了一种新型的黏着材料（如图2-24）。 2026/1/28 5 吗喽🐒 课堂导入 观察冰融化的过程，思考以下问题 H2O之间存在着相互作用 分子间作用力 2026/1/28 6 吗喽🐒 一、分子间作用力 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。 不好好学的，罚抄我的全名 约翰尼斯·迪德里克·范·德·瓦耳斯 (Johannes Diderik van der Waals) 范德华 荷兰物理学家，提出了范德华方程，研究了毛细作用，对附着力进行了计算，推导出物体气、液、固三相相互转化条件下的临界点计算公式。1910年因研究气态和液态方程获诺贝尔物理学奖。 2026/1/28 7 吗喽🐒 一、分子间作用力 2. 范德华力 分子间普遍存在相互作用力，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。 范德华力无方向性和饱和性。只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子 范德华力的实质也是静电作用，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。 范德华力很弱，约比化学键能小1-2数量级 2026/1/28 8 吗喽🐒 一、分子间作用力 3. 范德华力的影响因素 观察以下物质的范德华力数值，分析范德华力的影响因素。 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 8.4 8.75 26.00 23.11 21.14 (1) 结构相似，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 单质 熔点/℃ 沸点/℃ F2 －219.6 －188.1 Cl2 －101 －34.6 Br2 －7.2 58.78 I2 113.5 184.4 2026/1/28 9 吗喽🐒 一、分子间作用力 4. 范德华力对物质性质的影响 思考与讨论 怎样解释卤素单质从F2到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。 2026/1/28 10 吗喽🐒 一、分子间作用力 观察以下物质的范德华力数值，分析范德华力的影响因素。 分子 正戊烷 异戊烷 新戊烷 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 相对分子质量 72 72 72 106 106 106 熔点/℃ －129.8 －159.9 －19.5 －25.2 －47.9 13.2 沸点/℃ 36.07 27.9 9.5 144.4 139.1 138.4 4. 范德华力对物质性质的影响 (3) 同分异构体，支链越多，范德华力越小，熔沸点越低。 (4) 同分异构体，分子结构的对称性越高，范德华力越小，熔沸点越低。 例1 下列关于范德华力的叙述正确的是( ) A.范德华力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点、沸点 D.稀有气体的分子间存在范德华力 √ 课堂练习 2026/1/28 11 吗喽🐒 11 例2 有下列物质及它们各自的沸点： (1)据此判断，它们分子间的范德华力由大到小的顺序是___________ __________________。 (2)这一顺序与相对分子质量的大小有何关系_____________________ _______________________。 相对分子质量越大， 范德华力越大，沸点越高 课堂练习 2026/1/28 12 吗喽🐒 12 2026/1/28 13 吗喽🐒 分子 CH4 SiH4 GeH4 SnH4 Mr 16 32 76.6 122.7 沸点/℃ 第ⅣA族氢化物的相对分子质量 请大家预测第IVA族氢化物随着相对分子质量的增大，它们的沸点如何变化？那第VA、VIA、VIIA族呢？ –161.5 –112 –88 –52 思考与讨论 为什么第ⅥA族元素的氢化物的沸点中，水的沸点出现“反常”，水的沸点是最高的。这是为什么？ 2026/1/28 14 吗喽🐒 思考与讨论 电负性大半径小 已形成强的极性键(O－H）键 另一种常见的分子间作用力：氢键 显负电性的O的孤电子对和另外一个H2O的H产生静电作用，大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点较高 水分子的O－H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点较高。 2026/1/28 15 吗喽🐒 二、氢键 1. 概念 由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中氢)与另一分子中电负性很强的原子(如水分子中氧)之间的静电作用力。 2. 实质 分子间的一种静电作用。 2026/1/28 16 吗喽🐒 二、氢键 3. 形成条件 δ+ δ- δ+ δ- δ+ δ+ ∙ ∙ ∙ 电负性大，半径小 无内层电子，几乎成为“裸露”的质子，有空轨道 H—O键极性很强 氢键 ①部分裸露的氢原子核。 ②电负性很大且半径小的原子提供孤电子对。 2026/1/28 17 吗喽🐒 二、氢键 氢键通常用A—H…B表示，其中A、B为N、O、F，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。 4. 表示方法 2026/1/28 18 吗喽🐒 二、氢键 5. 氢键的特点 (1) 强度介于化学键与范德华力间，不属于化学键。 类型 氢键 范德华力 化学键 键能或范德 华力强度 一般不超过 40kJ/mol 一般是 2～20kJ/mol 一般是 100～600kJ/mol 氢键、范德华力、化学键的比较 2026/1/28 19 吗喽🐒 二、氢键 5. 氢键的特点 (2) 具有方向性和饱和性 ∙∙∙ ∙∙∙ ∙∙∙ ∙∙∙ 180° 冰的结构 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。 2026/1/28 20 吗喽🐒 二、氢键 5. 氢键的特点 (3) 具有键长和键能(不是化学键！！！) 氢键X—H···Y 键能/（kJ·mol-1） 键长/pm 代表性例子 F—H···F 28.1 255 (HF)n O—H···O 18.8 276 冰 O—H···O 25.9 266 甲醇、乙醇 N—H···F 20.9 268 NH4F N—H···O 20.9 286 CH3CONH2 N—H···N 5.4 338 NH3 氢键键长一般定义为A—H···B的长度，而不是H···B的长度。 键长越长 键能越小 2026/1/28 21 吗喽🐒 二、氢键 6. 氢键的类别 (1) 分子间氢键 (2) 分子内氢键 注意：分子内氢键的键角不一定是180°，一般的分子内氢键都倾向于形成五元环、六元环结构，键角小于180°。 对羟基苯甲醛 邻羟基苯甲醛 2026/1/28 22 吗喽🐒 三、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。 1. 对物质熔沸点的影响 物质在熔化以及沸腾气化时，除了破坏范德华力之外，还要破坏分子间作用力，耗能更高，故有分子间氢键时物质的熔沸点升高 分子内氢键的形成，会削弱分子间作用力(分子间氢键以及范德华力)，导致分子间的结合变松散，熔化和沸腾时需要的能量减少 2026/1/28 23 吗喽🐒 三、氢键对物质性质的影响 (1) HF缔合形成(HF)n，导致HF难电离，是弱酸 (2) 对H2O的影响 水的特殊物理性质 熔点/℃ 沸点/℃ ρ(0℃) ρ(4℃) ρ(20℃) ρ(100℃) 0.00 100.00 0.999841 1.000000 0.998203 0.958354 在水蒸气中，水以单个的H2O分子形式存在；无氢键。 在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成(H2O)n。 在固态水(冰)中，水分子大范围地以氢键互相联结(也存在范德华力)。 2. 对物质电离的影响 2026/1/28 24 吗喽🐒 三、氢键对物质性质的影响 【思考与讨论】 解释：为什么冰的密度比水小？ 1个H2O的O与另外一个H2O的H是沿着该氧原子的sp3杂化轨道形成氢键，故当所有水分子全部缔合（结冰之后），所有水分子按一定方向全部形成氢键，冰晶体结构中存在较多空隙，故体积变大，密度变小 2026/1/28 25 吗喽🐒 三、氢键对物质性质的影响 【思考与讨论】 解释：水蒸气中实际测得的相对分子质量大于按H2O化学式计算的数值 当水沸腾变成水蒸气时，虽然温度升高会破坏大部分液态水中的缔合结构，但并非所有氢键都能完全断裂，仍有一部分水分子会以二聚体(H2O)2、三聚体(H2O)3等聚合体的形式存在于水蒸气中。按单个H2O分子计算，其相对分子质量为M(H2O) = 2×1 + 16 = 18而水蒸气中的实际粒子是单个H2O分子和(H2O)n聚合体的混合物 M=M1×x1 +M2×x2 +……+ Mn×xn （x为物质的量分数） 由于混合物中存在相对分子质量更大的缔合分子，因此测得的平均相对分子质量会大于18。 2026/1/28 26 吗喽🐒 三、氢键对物质性质的影响 3. 对物质溶解度的影响 如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键，则溶质的溶解度增大。 常见物质中的氢键数目 (1) NH3：1个 (2) H2O(s)：2个 (3) HF：1个 2026/1/28 27 吗喽🐒 三、氢键对物质性质的影响 4. 生物大分子中的氢键 而煎蛋时的加热会导致这些键断裂，暴露出通常只保留在蛋白质内部的憎水性氨基酸。这些憎水性氨基酸为了“躲避”蛋清里的水，相互粘连，形成一个蛋白质网络，这使蛋清结构化，让蛋清变成不透明的白色。 蛋清中含有大量叫做白蛋白的蛋白质，由于蛋白质中不同氨基酸之间形成的氢键，白蛋白通常有特定的 3D 形状。 2026/1/28 28 吗喽🐒 三、氢键对物质性质的影响 4. 生物大分子中的氢键 例3 关于氢键，下列说法正确的是( ) A.分子中有或或 ，分子间就存在氢键 B.可以用氢键解释接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化 学式 计算出来的相对分子质量大 C.分子间氢键和分子内氢键都会使熔点、沸点升高 D.氢键比范德华力强，所以它属于化学键 √ 2026/1/28 29 吗喽🐒 课堂练习 29 例4 下列实验事实中与氢键无关的是( ) A.水结冰体积变大 B.的热稳定性比 强 C.乙醇与水互溶 D.气态中存在 √ 例5 氨溶于水中，大部分与 以氢键(用“…”表示)结合形成 。根据氨水的性质可推知 的结构式为( ) A. B. C. D. √ 2026/1/28 30 吗喽🐒 课堂练习 30 $