2.3.2范德华力与氢键 课件 2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修2

　第三节 分子结构与物质的性质 　第二章　分子结构与性质 第2课时 范德华力和氢键 1 本节课内容知识点结构图位于下页PPT 下雪不冷，化雪冷；水变成水蒸气(100℃)；3000℃时，水会分解生成氢气和氧气。这两组变化有什么异同？这说明了什么？ 2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g) H2O(s)=H2O(l) H2O(l)=H2O(g) ∆H>0 ∆H>0 水分子间存在某种作用力 此种作用力被破坏 物理变化 化学变化 分子内共价键破坏 相同：均破坏微粒间相互作用， 不同：破坏的作用并不相同 微粒间的作用力大小不一样 冰融化\水沸腾和分解都需要破坏微粒间的作用力。冰融化\水沸腾破坏的是分子间的某种作用力，而水的分解是分子内H—O共价键被破坏。冰融化\水沸腾的温度远比水分解的温度低，说明这种分子间作用力很弱。比化学键的键能小。冰融化\水沸腾发生的是物理变化，水的分解发生的是化学变化 4 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 范德华 分子间普遍存在相互作用力，范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间的作用力称为范德华力。 范德华力使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。 一、范德华力 1、概念： 把分子聚集在一起的作用力，称为范德华力 2、实质： 分子间的一种静电作用 分子 HCl HBr HI 共价键键能 (kJ ∙ mol−1) 431.8 366 298.7 范德华力(kJ ∙ mol−1) 21.14 23.11 26.00 某些分子的键能和范德华力 3、特征： ①很弱，约比化学键键能小 1~2 个数量级 静电作用是不是都包含引力和斥力？ 6 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 ②无方向性和饱和性 ③范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近（300━500pm）时才有分子间的相互作用力 第三点不需要记忆，知道与距离有关即可 7 分子 Ar CO HI HBr HCl 相对分子质量 40 28 128.5 81.5 36.5 范德华力(kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14 某些分子间的范德华力 范德华力：HI____HBr____HCl 组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大 范德华力：CO____Ar 极性越大，范德华力越大 极性分子 非极性分子 ＞ ＞ ＞ 4. 对物质性质的影响 8 观看加热过程中物质的状态变化的微观模拟过程 资料 卤素单质的熔点和沸点如表所示 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 怎样解释卤素单质从F2～I2的熔、沸点越来越高？ Cl2 Br2 I2 气态 液态 固态 常温下 Cl2、Br2 、I2的相对分子质量依次增大 范德华力依次增大 熔、沸点依次升高 教师讲解:状态递变的原因类似，所以状态最后再呈现 10 分子组成相同的物质（互为同分异构体），支链数越多，范德华力越小，熔、沸点越低。如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷 分子 正戊烷 异戊烷 新戊烷 相对分子质量 72 72 72 沸点/℃ 36.1 25 9 某些分子的沸点 11 夏天许多壁虎在墙壁或天花板上爬却掉不下来，为什么？ 【科学·技术·社会】 一些氢化物的沸点 HF、H2O、NH3的沸点为什么反常？ 说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除范德华力之外的其他分子间作用力 思考：预测第IVA族、第VIA族元素的氢化物的沸点相对大小 — 氢键 第四主族的预测正确，第六主族的不对 13 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电负性大半径小有孤电子对的原子(N、O、F) 1、构成条件： 二、氢键 常见的就是N、O、F三者， 14 3、概念： 由已经与电负性很大的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力 2、实质： 分子间的一种静电作用 H F H F 通常用“X—H…Y”表示 H F H F 4、表示 表示出下列分子中存在的氢键？ 共价键 氢键 “X、Y”可以相同可以不同 注意表示方法与实际写的时候不一样，课本也是这样的？原因？到底如何处理？ 16 5、特征 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 ①介于化学键与范德华力间，不属于化学键，有键长和键能 键长、键能素材 教材P49 资料卡片 表2-9 注意是旧版教材的表 17 ②具有方向性和饱和性 ∙∙∙ ∙∙∙ ∙∙∙ ∙∙∙ 180° 冰的结构 a、方向性 b、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 为什么两者的熔点和沸点不同？ 6、对物质性质的影响 ①对熔沸点的影响 邻羟基苯甲醛（熔点-7 ℃） 对羟基苯甲醛（熔点115 ℃） 注意： 一旦分子内氢键形成，分子间氢键就无法形成。反而降低了分子的熔、沸点。 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 分子内氢键 分子间氢键 20 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，除了含有简单H2O外，还有通过氢键结合起来的缔合分子(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对水分子性质的影响 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，原因是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(H2O)n 1、下列关于氢键的说法中错误的是( ) A.卤化氢中，HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键 B.水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键 C.NH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 D.在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键 C 课 堂 练 习 此题第一课时可以不用讲 22 2、填写下列空格： (1)N2的沸点比CO的沸点___(填“高”或“低”)，其原因是________________ ________________________________________________________________。 (2)BCl3的沸点比BF3的___(填“高”或“低”)，其原因是_________________ ________________________________________。 低 N2为非极性分子， CO为极性分子，且二者相对分子质量相近，极性分子间的范德华力较强 高 BCl3与BF3的结构 相似，BCl3的相对分子质量大，范德华力强 (3)下列变化或事实与范德华力无关的是___(填字母)。 A.CO2气体加压或降温时变成干冰 B.碘溶于四氯化碳 C.CS2的沸点高于N2 D.食盐熔化 D 3、试用有关知识解释下列现象： (1)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚高很多：_______________________________________________________________ _________________。 (2)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3，常采用加压使NH3液化的方法：____________________________________________________ ____________________________________________。 (3)水在常温下，其组成的化学式可用(H2O)m表示：_______________________ ___________________________________________________________________。 乙醇分子之间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力，故乙醇的沸点比乙醚高很多 NH3分子间可以形成氢键，而N2、H2分子间的范德华力很小，故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离 常温下，液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团，所以用(H2O)m表示，而不是以单个分子形式存在 本节课到此结束 $