時路易斯結(jié)構(gòu)式共振論等電子體分子間作用力和氫鍵PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1時路易斯結(jié)構(gòu)式共振論等電子體分子間時路易斯結(jié)構(gòu)式共振論等電子體分子間作用力和氫鍵作用力和氫鍵. .OO.HH. .HNHH. .HCHHCH. . .NN. .O路易斯結(jié)構(gòu)式：以短棍表示共價鍵，同時用小黑點路易斯結(jié)構(gòu)式：以短棍表示共價鍵，同時用小黑點表示非鍵合的表示非鍵合的“孤對電子孤對電子”的結(jié)構(gòu)式叫做路易斯結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)式叫做路易斯結(jié)構(gòu)式式(Lewisstructure)(Lewisstructure)，也叫電子結(jié)構(gòu)式，也叫電子結(jié)構(gòu)式 第1頁/共64頁一、路易斯結(jié)構(gòu)式的書寫方法一、路易斯結(jié)構(gòu)式的書寫方法1.1.成鍵數(shù)成鍵數(shù) - -孤電子對數(shù)法孤電子對數(shù)法首先算出分子結(jié)構(gòu)中的成鍵數(shù)首先算

2、出分子結(jié)構(gòu)中的成鍵數(shù) ( (按惰性氣體電子結(jié)構(gòu)按惰性氣體電子結(jié)構(gòu)計算的各原子最外層電子數(shù)之和與各原子價電子總數(shù)之差的二分之一計算的各原子最外層電子數(shù)之和與各原子價電子總數(shù)之差的二分之一 ) )和孤電子對數(shù)和孤電子對數(shù) ( (等于各原子價電子數(shù)之和與成鍵電子總數(shù)之差的二分之一等于各原子價電子數(shù)之和與成鍵電子總數(shù)之差的二分之一 ) ,) ,然后按照正確的原子間連接規(guī)則寫出較穩(wěn)定的路易斯結(jié)構(gòu)式。然后按照正確的原子間連接規(guī)則寫出較穩(wěn)定的路易斯結(jié)構(gòu)式。例如例如: H: H2 2O O成鍵數(shù)成鍵數(shù) = =(2 (2 2 + 8) - (1 2 + 8) - (1 2 + 6) 2 + 6) /2 = 2

3、/2 = 2孤電子對數(shù)孤電子對數(shù) = =(1 (1 2 + 6) - 2 2 + 6) - 2 2 2 /2 = 2 /2 = 2所以所以 H H2 2O O的路易斯結(jié)構(gòu)式的路易斯結(jié)構(gòu)式: :HOH.第2頁/共64頁2.2.分步法分步法 對于簡單分子對于簡單分子 , ,成鍵數(shù)成鍵數(shù) - - 孤電子對數(shù)法書寫路易斯結(jié)孤電子對數(shù)法書寫路易斯結(jié)構(gòu)簡單明了構(gòu)簡單明了 , ,但對于復(fù)雜分子但對于復(fù)雜分子 , ,應(yīng)用此法往往無從下手應(yīng)用此法往往無從下手 , ,且易且易出錯。這時分步法顯示出更大的優(yōu)越性。下面以氯酸根離子為出錯。這時分步法顯示出更大的優(yōu)越性。下面以氯酸根離子為例詳細(xì)介紹此方法。例詳細(xì)介紹此方

4、法。第一步第一步: :確定分子的價電子總數(shù)。對于中性分子確定分子的價電子總數(shù)。對于中性分子, ,其價其價電子總數(shù)等于各原子的價電子數(shù)之和電子總數(shù)等于各原子的價電子數(shù)之和; ;如分子帶一個電荷如分子帶一個電荷, ,其價電子總數(shù)需加其價電子總數(shù)需加 ( (負(fù)電荷負(fù)電荷) )或減或減 ( (正電荷正電荷 ) )一個電子。一個電子。例如例如: :氯酸根離子氯酸根離子 (ClO(ClO3 3- -) )的價電子數(shù)為的價電子數(shù)為: : 7 + 3 7 + 3 6 + 1 = 26 6 + 1 = 26個個第3頁/共64頁第二步第二步:畫出分子骨架結(jié)構(gòu)。這一步需要確定分子中畫出分子骨架結(jié)構(gòu)。這一步需要確定分

5、子中哪些原子通過共價鍵連在一起。化合物的分子式往往提供了構(gòu)建骨架結(jié)構(gòu)的信息。例如氯酸根離子的分子式哪些原子通過共價鍵連在一起?；衔锏姆肿邮酵峁┝藰?gòu)建骨架結(jié)構(gòu)的信息。例如氯酸根離子的分子式 Cl O3- 暗示了下列骨架結(jié)構(gòu)暗示了下列骨架結(jié)構(gòu):OClOO第4頁/共64頁畫分子骨架是分步法書寫路易斯結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。通常畫分子骨架是分步法書寫路易斯結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。通常 ,將電負(fù)性相對較小的元素放在分子骨架的中心位置。例如磺酰氯將電負(fù)性相對較小的元素放在分子骨架的中心位置。例如磺酰氯 ( S O2Cl 2 )可畫成下列骨架結(jié)構(gòu)可畫成下列骨架結(jié)構(gòu):OSOClCl第5頁/共64頁復(fù)雜分子的結(jié)構(gòu)簡式常暗示了分子

6、的骨架結(jié)構(gòu)。例如復(fù)雜分子的結(jié)構(gòu)簡式常暗示了分子的骨架結(jié)構(gòu)。例如 ,二甲基醚通常寫成二甲基醚通常寫成 CH3OCH3 , 其可轉(zhuǎn)化成下列骨架結(jié)構(gòu)其可轉(zhuǎn)化成下列骨架結(jié)構(gòu):HCOCHHHHH第6頁/共64頁第三步第三步:骨架結(jié)構(gòu)中每兩個價電子組成一個共價鍵。骨架結(jié)構(gòu)中每兩個價電子組成一個共價鍵。由此將價電子分成兩類由此將價電子分成兩類:成鍵電子和非鍵電子。由于形成一個共價鍵需要兩個電子成鍵電子和非鍵電子。由于形成一個共價鍵需要兩個電子 ,用分子的總價電子數(shù)減去所有共價鍵所含的電子數(shù)用分子的總價電子數(shù)減去所有共價鍵所含的電子數(shù) ,可計算出分子中的非鍵電子數(shù)。如氯酸根離子可計算出分子中的非鍵電子數(shù)。如氯

7、酸根離子: 26 (價電子總數(shù)價電子總數(shù) ) 6 (成鍵電子數(shù)成鍵電子數(shù) ) = 20 (非鍵電子非鍵電子 )。OClOO第7頁/共64頁第四步第四步:分配剩下的價電子作為非鍵電子分配剩下的價電子作為非鍵電子 ,讓每個原子讓每個原子周圍滿足八隅體的穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)。周圍滿足八隅體的穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)。Cl O3-中的每個氧原子已經(jīng)在中的每個氧原子已經(jīng)在 Cl O共價鍵中擁有兩個電子共價鍵中擁有兩個電子 ,還需要還需要 6個電子才能滿足八隅體規(guī)則個電子才能滿足八隅體規(guī)則 ,因此三個氧原子共需要因此三個氧原子共需要 18個非鍵電子。這樣剩下的一對電子用來滿足氯原子的八隅體結(jié)構(gòu)，所以氯酸根的路易斯結(jié)構(gòu)如下：個

8、非鍵電子。這樣剩下的一對電子用來滿足氯原子的八隅體結(jié)構(gòu)，所以氯酸根的路易斯結(jié)構(gòu)如下：. OClOO.第8頁/共64頁例例1 1：寫出：寫出 NONO+ + 離子的路易斯結(jié)構(gòu)式離子的路易斯結(jié)構(gòu)式. . NO NO+ + 離子只可能有一種排布方式，見下圖最左邊一個：離子只可能有一種排布方式，見下圖最左邊一個： NO NO+ + 離子中價電子總數(shù)等于離子中價電子總數(shù)等于10 (10 (兩個原子的價電子數(shù)相加后減兩個原子的價電子數(shù)相加后減 1)1)，扣除，扣除 1 1 個單鍵的個單鍵的 2 2 個電子，個電子， 余下的余下的 8 8 個電子無論按上圖中第二個那樣以孤對方式分配給兩個原子，還是按上圖中第

9、三或第四個那樣將個電子無論按上圖中第二個那樣以孤對方式分配給兩個原子，還是按上圖中第三或第四個那樣將 N NO O 單單 鍵改為雙鍵，都不能使兩個原子同時滿足八隅律的要求鍵改為雙鍵，都不能使兩個原子同時滿足八隅律的要求. . 這一要求只有將單鍵改為叁鍵才能滿足這一要求只有將單鍵改為叁鍵才能滿足. .NONO+NO+NO+NO第9頁/共64頁注意：分配非鍵電子時，為保證每個注意：分配非鍵電子時，為保證每個原子都滿足八隅體規(guī)則，如若遇到缺原子都滿足八隅體規(guī)則，如若遇到缺2個電子，則以形成一個雙鍵來補(bǔ)償；個電子，則以形成一個雙鍵來補(bǔ)償；如若遇到缺如若遇到缺4個電子，則以形成一個叁個電子，則以形成一個

10、叁鍵來補(bǔ)償。但需注意，在結(jié)構(gòu)式中每鍵來補(bǔ)償。但需注意，在結(jié)構(gòu)式中每個原子提供的電子數(shù)要與它的價電子個原子提供的電子數(shù)要與它的價電子數(shù)相符。數(shù)相符。第10頁/共64頁 各原子共提供各原子共提供3+43+47=317=31個價電子；離子的一價負(fù)電荷表明還應(yīng)加一個電子個價電子；離子的一價負(fù)電荷表明還應(yīng)加一個電子. . 因此必須在因此必須在5 5個原子周圍畫上個原子周圍畫上 16 16 對電子的對電子的 32 32 個圓點個圓點負(fù)電荷屬于整個離子而不是個別原子！負(fù)電荷屬于整個離子而不是個別原子！例例2 2：寫出：寫出 BFBF4 4- - 離子的路易斯結(jié)構(gòu)式離子的路易斯結(jié)構(gòu)式. .FBFFFFBFFF

11、第11頁/共64頁 練習(xí)：請寫出練習(xí)：請寫出SO2Cl2、HNO3、H2SO3、 CO32和和SO42的路易斯結(jié)構(gòu)式的路易斯結(jié)構(gòu)式:OSOClCl32e24e28eOCOO24e2-OSOOO2-32eONOOHOSOOHH第12頁/共64頁 有些分子可以寫出幾個式子（都滿足有些分子可以寫出幾個式子（都滿足8 8電子結(jié)構(gòu)），如電子結(jié)構(gòu)），如HOCNHOCN，可以寫出如下三個式子：，可以寫出如下三個式子：哪一個更合理？可根據(jù)結(jié)構(gòu)式中各原哪一個更合理？可根據(jù)結(jié)構(gòu)式中各原子的子的“形式電荷形式電荷”進(jìn)行判斷：進(jìn)行判斷：第13頁/共64頁q q = = n n v vn n L Ln n b b式中，

12、式中，q q為為 n n v v為價電子數(shù)為價電子數(shù) n n L L為孤對電子數(shù)為孤對電子數(shù) n n b b為成鍵電子數(shù)。判斷原則：為成鍵電子數(shù)。判斷原則： q越接近于零，越穩(wěn)定。越接近于零，越穩(wěn)定。所以，穩(wěn)定性所以，穩(wěn)定性第14頁/共64頁（中國化學(xué)會第21屆全國高中學(xué)生化學(xué)競賽（省級賽區(qū)）試題）羥胺和用同位素標(biāo)記氮原子（羥胺和用同位素標(biāo)記氮原子（N）的亞）的亞硝酸在不同介質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)，方程式如下硝酸在不同介質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)，方程式如下： NH2OH+HNO2 A+H2O NH2OH+HNO2 B+H2OA、B脫水都能形成脫水都能形成N2O，由，由A得到得到NNO和和NNO，而由，而由B只得到只

13、得到NNO。 請分別寫出請分別寫出A和和B的路易斯結(jié)構(gòu)式。的路易斯結(jié)構(gòu)式。競賽真題演練競賽真題演練第15頁/共64頁第16頁/共64頁路易斯結(jié)構(gòu)式雖然能說明一些問題，但是它還是有一些局限性：路易斯結(jié)構(gòu)式雖然能說明一些問題，但是它還是有一些局限性：1.1.對作為中心原子的第對作為中心原子的第3周期及其以下周期的元素而言周期及其以下周期的元素而言, 價層電子數(shù)可以大于價層電子數(shù)可以大于 8. .例如，例如，SiF62-，PCl5 和和 SF6 中的中心原子價層中的中心原子價層 電子數(shù)分別為電子數(shù)分別為 12，10 和和 12 (超價化合物超價化合物). 缺電子中心多電子中心CClClClCl電子中

14、心32e24e40ePClClClClCl8BClClCl第17頁/共64頁2.對于對于 氧分子的結(jié)構(gòu)，第一種表示雖然符合路易斯結(jié)構(gòu)式，但它不能表達(dá)氧分子顯示的磁性，氧分子的結(jié)構(gòu)，第一種表示雖然符合路易斯結(jié)構(gòu)式，但它不能表達(dá)氧分子顯示的磁性，后兩種表示方法對后兩種表示方法對. .OOOOOO第18頁/共64頁3.3.有些物種的合理結(jié)構(gòu)能寫出不止一個有些物種的合理結(jié)構(gòu)能寫出不止一個. . 例如對例如對 NONO3 3- - 離子而言，可以寫離子而言，可以寫 出能量相同的三個式子（但出能量相同的三個式子（但3 3個式個式子都不代表子都不代表NONO3 3- -離子的實際結(jié)構(gòu)），此時鮑林的共振離子的

15、實際結(jié)構(gòu)），此時鮑林的共振論此時應(yīng)運而生論此時應(yīng)運而生 . .NOOO+NOOONOOO第19頁/共64頁2-5-2 共振論共振論一一. .共振論的基本概念共振論的基本概念共振論是鮑林共振論是鮑林(L.Pauling)(L.Pauling)于于2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代提出的。年代提出的。共振論認(rèn)為：不能用經(jīng)典結(jié)構(gòu)式圓滿表示的分子，其真實結(jié)構(gòu)是由多種可能的經(jīng)典極限式疊加共振論認(rèn)為：不能用經(jīng)典結(jié)構(gòu)式圓滿表示的分子，其真實結(jié)構(gòu)是由多種可能的經(jīng)典極限式疊加( (共振雜化共振雜化) )而成的。而成的。 第20頁/共64頁例如：例如：CO32-中的三個碳氧是等同的，鍵長均為中的三個碳氧是等同的，鍵長均

16、為0.128nm。 但是價鍵式卻只能表示為：但是價鍵式卻只能表示為： O-O-OCO-O-OCCOO-O-ororO-O-OCO-O-OCCOO-O-(i)(ii)ii i( ) 而共振論將而共振論將COCO3 32-2-的真實結(jié)構(gòu)表示為：的真實結(jié)構(gòu)表示為： 上式的意思是：上式的意思是：COCO3 32-2-的真實結(jié)構(gòu)是上述三個共振結(jié)構(gòu)式的真實結(jié)構(gòu)是上述三個共振結(jié)構(gòu)式( (基本式、極限式、參與結(jié)構(gòu)式等基本式、極限式、參與結(jié)構(gòu)式等) )的共振雜化體。的共振雜化體。 第21頁/共64頁必須十分明確地指出：真正的雜化體或中介體必須十分明確地指出：真正的雜化體或中介體是一個單一的物質(zhì)，決不是幾個極限式

17、的混合是一個單一的物質(zhì)，決不是幾個極限式的混合物。共振論一再強(qiáng)調(diào)在任何時候，共振雜化體物。共振論一再強(qiáng)調(diào)在任何時候，共振雜化體都是一個單獨的物質(zhì)，只能有一個結(jié)構(gòu)。都是一個單獨的物質(zhì)，只能有一個結(jié)構(gòu)。 根據(jù)共振論，烯丙基正離子可表示為：根據(jù)共振論，烯丙基正離子可表示為： CH2=CH-CH2+CH2-CH=CH2+第22頁/共64頁1 1，3-3-丁二烯一共可寫出上面六個共振結(jié)構(gòu)式。丁二烯一共可寫出上面六個共振結(jié)構(gòu)式。各稱共振各稱共振結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)式，綜合稱共振雜化體，從綜合稱共振雜化體，從是靠可動電子云是靠可動電子云互相轉(zhuǎn)變而成，哪一個也不是互相轉(zhuǎn)變而成，哪一個也不是1 1，3-3-丁二烯的真實

18、結(jié)構(gòu)，不能單丁二烯的真實結(jié)構(gòu)，不能單獨表示、單純存在，其真實結(jié)構(gòu)介于獨表示、單純存在，其真實結(jié)構(gòu)介于之間之間 第23頁/共64頁CH3-+NOO-CH3-+NOO-CH3-+NOOxN原子的價電子數(shù)超過了8第24頁/共64頁電子位置變，原子的位置不變。離域所涉及到的電子一般為電子位置變，原子的位置不變。離域所涉及到的電子一般為電子，或為非鍵電子對以及容易離域到電子，或為非鍵電子對以及容易離域到P P軌道上的電子。軌道上的電子。所有的極限結(jié)構(gòu)式中，配對的或不配對的電子數(shù)目應(yīng)保持一致。所有的極限結(jié)構(gòu)式中，配對的或不配對的電子數(shù)目應(yīng)保持一致。例如：例如： CH2-CH=CH2CH2=CH-CH2要求

19、有關(guān)的原子必須共平面。即有關(guān)原子為要求有關(guān)的原子必須共平面。即有關(guān)原子為SPSP2 2或或SPSP雜化雜化( (有關(guān)原子指的是電子位置變化所涉及到的原子有關(guān)原子指的是電子位置變化所涉及到的原子) )。第25頁/共64頁再如：重氮甲烷再如：重氮甲烷CHCH2 2N N2 2+CHHNN-+-CHHNN兩個極限式的不配對的電子數(shù)為兩個極限式的不配對的電子數(shù)為0 0，是允許的，是允許的 第一個極限式的不配對電子數(shù)為第一個極限式的不配對電子數(shù)為0 0，第二個極限式的，第二個極限式的不配對電子數(shù)為不配對電子數(shù)為2 2，是不允許的，是不允許的 第26頁/共64頁寫出下列分子或離子可能的共振體。寫出下列分子

20、或離子可能的共振體。NO3和和O3 SO3和和CO32 第27頁/共64頁3.3.極限式對共振雜化體的貢獻(xiàn)極限式對共振雜化體的貢獻(xiàn)共振是穩(wěn)定因素。共振雜化體的能量低于任一參與共振的極限式。但并不是所有的共振結(jié)構(gòu)對描述共振雜化體的貢獻(xiàn)是等同的。含完整八隅體的結(jié)構(gòu)比在價電子層上少于8個電子的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，貢獻(xiàn)更大;第28頁/共64頁 各共振極限結(jié)構(gòu)式中，共價鍵的數(shù)目越多，其能量越低。各共振極限結(jié)構(gòu)式中，共價鍵的數(shù)目越多，其能量越低。 穩(wěn)定比例：CH2=CHCH=CH2CH2-CHCH-CH2+-。 電荷沒有分離的共振極限結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定。電荷沒有分離的共振極限結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定。 穩(wěn)定比例：CH2=CHCH=CH

21、2CH2-CHCH-CH2+-。 電荷分布符合元素電負(fù)性預(yù)計的共振極限結(jié)構(gòu)式更穩(wěn)定。電荷分布符合元素電負(fù)性預(yù)計的共振極限結(jié)構(gòu)式更穩(wěn)定。 CH3C OCH3CH3C OCH3。穩(wěn)定比例：+-第29頁/共64頁練習(xí)：說明各共振式在下列共振雜化體結(jié)構(gòu)中的貢獻(xiàn)。練習(xí)：說明各共振式在下列共振雜化體結(jié)構(gòu)中的貢獻(xiàn)。 CH3CN+CH3CN-CH3CN+-ABC貢獻(xiàn)：貢獻(xiàn)： ABC討論：討論：A共價鍵數(shù)目多，沒有電荷分離共價鍵數(shù)目多，沒有電荷分離;B違反電負(fù)性違反電負(fù)性規(guī)則規(guī)則 ;C不符合八隅體規(guī)則不符合八隅體規(guī)則第30頁/共64頁2.6 2.6 等電子體等電子體 等電子體原理：具有相同的通式等電子體原理：具

22、有相同的通式AXAXm m， 價電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。價電子總數(shù)相等的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。 “相同的結(jié)構(gòu)特征相同的結(jié)構(gòu)特征” 包括：電子結(jié)構(gòu)、分子的立體結(jié)構(gòu)，化學(xué)鍵的類型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為包括：電子結(jié)構(gòu)、分子的立體結(jié)構(gòu)，化學(xué)鍵的類型，但鍵角并不一定相等，除非鍵角為180180 或或9090 等特定的角度。等特定的角度。第31頁/共64頁例例: CO: CO2 2、CNSCNS、NONO2 2+ +、N N3 3 具有相同的通式具有相同的通式AXAX2 2，價電子總數(shù)，價電子總數(shù)1616， 具有相同的結(jié)構(gòu)具有相同的結(jié)構(gòu)直線型分子，直線型分子，中心原子

23、上沒有孤對電子而取中心原子上沒有孤對電子而取spsp雜化軌道，雜化軌道，形成直線形骨架，鍵角為形成直線形骨架，鍵角為180180 ，分子里有兩，分子里有兩套套 3 34 4 p-p p-p 大大 鍵。鍵。第32頁/共64頁例例:CO32、NO3、SO3等離子或分子等離子或分子 相同的通式相同的通式AX3 ， 總價電子數(shù)總價電子數(shù)24， 有相同的結(jié)構(gòu)有相同的結(jié)構(gòu)平面三角形分子平面三角形分子, 中心原子上沒有孤對電子而取中心原子上沒有孤對電子而取sp2雜化軌道形成分子的骨架，有一套雜化軌道形成分子的骨架，有一套 46p-p大大 鍵。鍵。例例:S:SO2、O3、NO2等離子或分子，等離子或分子， A

24、X2，18e， 中心原子取中心原子取sp2雜化形式，雜化形式， 平面三角形，平面三角形， 中心原子上有中心原子上有1對孤對電子對孤對電子(處于分子平面上處于分子平面上)，分子，分子 立體結(jié)構(gòu)為立體結(jié)構(gòu)為V型型(或角型、折線型或角型、折線型)，有一套符號為，有一套符號為 34的的p-p大大 鍵。鍵。第33頁/共64頁在在 BF 3 、CO 3 2- 、 BF 4 - 、 P O4 3-分子中，哪些分子屬于等電子體？分子中，哪些分子屬于等電子體？第34頁/共64頁第35頁/共64頁2.7 2.7 分子間力分子間力 除化學(xué)鍵除化學(xué)鍵( (共價鍵、離子鍵、金屬鍵共價鍵、離子鍵、金屬鍵) )外，分子與分

25、子之間，某些較大分子的基團(tuán)之間，或小分子與大分子內(nèi)的基團(tuán)之間，還存在著各種各樣的作用力，總稱分子間力。相對于化學(xué)鍵，分子間力是一類弱作用力。外，分子與分子之間，某些較大分子的基團(tuán)之間，或小分子與大分子內(nèi)的基團(tuán)之間，還存在著各種各樣的作用力，總稱分子間力。相對于化學(xué)鍵，分子間力是一類弱作用力。 化學(xué)鍵的鍵能數(shù)量級達(dá)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)量級達(dá)10102 2，甚至甚至10103 3kJ/molkJ/mol，而分子間力的能量只達(dá)，而分子間力的能量只達(dá)n n n n10kJ/mol10kJ/mol的數(shù)量級，比化學(xué)鍵弱得多。相對于化學(xué)鍵，大多數(shù)分子間力又是短程作用力，只有當(dāng)分子或基團(tuán)的數(shù)量級，比化學(xué)鍵弱得多。相

26、對于化學(xué)鍵，大多數(shù)分子間力又是短程作用力，只有當(dāng)分子或基團(tuán)( (為簡捷起見下面統(tǒng)稱為簡捷起見下面統(tǒng)稱“分子分子”) )距離很近時才顯現(xiàn)出來。距離很近時才顯現(xiàn)出來。范德華力和氫鍵范德華力和氫鍵是兩類最常見的分子間力，分別介紹如下。是兩類最常見的分子間力，分別介紹如下。第36頁/共64頁第37頁/共64頁偶極非極性分子色散力_+_+_+產(chǎn)生瞬時于是，分子的正電荷重心與負(fù)電于是，分子的正電荷重心與負(fù)電荷重心時時刻刻不重合，產(chǎn)生瞬荷重心時時刻刻不重合，產(chǎn)生瞬時偶極。分子相互靠攏時，它們時偶極。分子相互靠攏時，它們的瞬時偶極矩之間會產(chǎn)生電性引的瞬時偶極矩之間會產(chǎn)生電性引力，這就是色散力。色散力不僅力，這

27、就是色散力。色散力不僅是所有分子都有的最普遍存在的是所有分子都有的最普遍存在的范德華力，而且經(jīng)常是范德華力范德華力，而且經(jīng)常是范德華力的主要構(gòu)成。的主要構(gòu)成。第38頁/共64頁第39頁/共64頁取向力只有極性分子與極性分子之間才存在。分子偶極矩越大，取向力越大。取向力只有極性分子與極性分子之間才存在。分子偶極矩越大，取向力越大。如：如：HClHCl、HBrHBr、HIHI的偶極矩依次減小，因而其取向力分別為的偶極矩依次減小，因而其取向力分別為3.313.31、0.690.69、0.025kJ/mol0.025kJ/mol，依次減小。，依次減小。對大多數(shù)極性分子，取向力僅占其范德華力構(gòu)成中的很小

28、分額，只有少數(shù)強(qiáng)極性分子例外。對大多數(shù)極性分子，取向力僅占其范德華力構(gòu)成中的很小分額，只有少數(shù)強(qiáng)極性分子例外。 +極性分子取向作用取向力極性分子+_+_+ +_第40頁/共64頁取向力取向力第41頁/共64頁誘導(dǎo)偶極矩的大小由誘導(dǎo)偶極矩的大小由固有偶極的偶極矩固有偶極的偶極矩(m)(m)大小和分子變形性的大小決定。極化率越大大小和分子變形性的大小決定。極化率越大, ,分子越容易變形分子越容易變形, ,在同一固有偶極作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極矩就越大。在同一固有偶極作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極矩就越大。第42頁/共64頁如放射性稀有氣體氡如放射性稀有氣體氡( (致癌物致癌物) )在在2020 C C水中溶解度

29、為水中溶解度為230cm230cm3 3/L/L。而氦在同樣條件下的溶解度卻只有。而氦在同樣條件下的溶解度卻只有8.61cm8.61cm3 3/L/L。又如，水中溶解的氧氣。又如，水中溶解的氧氣(20(20 C C溶解溶解30.8cm30.8cm3 3/L)/L)比氮氣多得多，跟空氣里氮氧比正相反，也可歸結(jié)為比氮氣多得多，跟空氣里氮氧比正相反，也可歸結(jié)為O O2 2的極化率比的極化率比N N2 2的大得多。的大得多。同理，極化率同理，極化率(a)(a)相同的分子在偶極矩相同的分子在偶極矩(m)(m)較大的分子作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)力也較大。較大的分子作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)力也較大。第43頁/共64頁極性分

30、子非極性分子誘導(dǎo)產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極誘導(dǎo)力+_+_+_+_第44頁/共64頁非極性分子色散力_+_+極性分子取向作用取向力極性分子非極性分子極性分子誘導(dǎo)產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極誘導(dǎo)力_+產(chǎn)生瞬時 偶極+_+_+_+_+ +_+_+_第45頁/共64頁分子越大分子越大、分子內(nèi)電子越多，分子剛性越差，分子里的電子云越松散，越容易變形，、分子內(nèi)電子越多，分子剛性越差，分子里的電子云越松散，越容易變形，色散力就越大色散力就越大。分子極化率越大，變形性越大，色散力就越大分子極化率越大，變形性越大，色散力就越大第46頁/共64頁判斷下列各組分子之間存在什么形式的分子判斷下列各組分子之間存在什么形式的分子間作用力。間作用力。H

31、2S氣體分子氣體分子 CH4分子分子 Ne與水與水 CH3Br體分子體分子 NH3分子分子 Br2與與CCl4第47頁/共64頁OHNOFHFHN第48頁/共64頁第49頁/共64頁第50頁/共64頁主族元素氫化物熔點對比主族元素氫化物熔點對比-200-200-180-180-160-160-140-140-120-120-100-100-80-80-60-60-40-40-20-200 0周 期 （從 第二周期到第六周期）熔點/ 攝氏 度熔點/ 攝氏 度AH4AH4AH3AH3H2AH2AHAHA主族元素氫化物沸點對比主族元素氫化物沸點對比-200-200-150-150-100-100-5

32、0-500 05050100100150150周周 期期 （從第二周期至第六周期）（從第二周期至第六周期）沸點 / 攝 氏 度沸點 / 攝 氏 度AH4AH4AH3AH3H2AH2AHAHA第51頁/共64頁水的這些特異物理性質(zhì)對于生命的存在有著決定性的意義。如若水的熔沸點相當(dāng)于后三個周期同族氫化物熔沸點變化趨勢向前外推的估算值，地球溫度下的水就不會呈液態(tài)，如今的地貌不可能呈現(xiàn)，生命體不會出現(xiàn)。如若冰的密度比液態(tài)水的密度大，如若液態(tài)水從水的這些特異物理性質(zhì)對于生命的存在有著決定性的意義。如若水的熔沸點相當(dāng)于后三個周期同族氫化物熔沸點變化趨勢向前外推的估算值，地球溫度下的水就不會呈液態(tài)，如今的地貌不可能呈現(xiàn)，生命體不會出現(xiàn)。如若冰的密度比液態(tài)水的密度大，如若液態(tài)水從0 0 C C升至升至4 4 C C密度不增大，地球上的所有水體在冬天結(jié)冰時，所有水生生物都會凍死。密度不增大，地球上的所有水體在冬天結(jié)冰時，所有水生生物都會凍死。第52頁/共64頁冰的晶體結(jié)構(gòu)：冰的晶體結(jié)構(gòu)