力和氫鍵課件

1、范德華力和氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響高淳縣湖濱高級(jí)中學(xué)高二化學(xué)備課組 執(zhí)教人:徐鈺軒共價(jià)鍵極性鍵非極性鍵空間不對(duì)稱極性分子雙原子分子：HCl、NO、IBrV型分子：H2O、H2S、SO2三角錐形分子：NH3、PH3非正四面體：CHCl3非極性分子單質(zhì)分子：Cl2、N2、P4、O2直線形分子：CO2、CS2、C2H2正四面體：CH4、CCl4、CF4空間對(duì)稱復(fù)習(xí)回顧思考與交流: 判斷下列分子中，哪些是極性分子，哪些是非極性分子?H2、O2、P4、CO2、H2O、CH4、Cl2、HCl、C60、HCN、BF3、CH3Cl、NH3自學(xué):科學(xué)視野表面活性劑和細(xì)胞膜 我們知道：分子內(nèi)部原子間存在相互作用化學(xué)鍵

2、，形成或破壞化學(xué)鍵都伴隨著能量變化。 物質(zhì)三相之間的轉(zhuǎn)化也伴隨著能量變化。這說明：分子間也存在著相互作用力。二、范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1、范德華力：分子之間的相互作用力，很弱，比化學(xué)鍵小12個(gè)數(shù)量級(jí)。只能在很小的范圍內(nèi)存在。不屬于化學(xué)鍵分子HClHBrHICOAr范德華力（kj/mol）21.1423.1126.008.758.50共價(jià)鍵鍵能(kj/mol)431.8366298.7745無2、影響范德華力大小的因素結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大。如鹵素單質(zhì)分子極性越強(qiáng)，范德華力越大 化學(xué)鍵影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)（主）和物理性質(zhì) 范德華力影響物質(zhì)的物理性質(zhì)（熔、沸點(diǎn)及溶解度等

3、） 分子間范德華力越大，熔沸點(diǎn)越高3、范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響壁虎為什么能在天花板土爬行自如?這曾是一個(gè)困擾科學(xué)家一百多年的謎。用電子顯微鏡可觀察到，壁虎的四足覆蓋著幾十萬條纖細(xì)的由角蛋白構(gòu)成的納米級(jí)尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力?實(shí)驗(yàn)證明，如果在一個(gè)分幣的面積土布滿100萬條壁虎足的細(xì)毛，可以吊起20kg重的物體。近年來，有人用計(jì)算機(jī)模擬，證明壁虎的足與墻體之間的作用力在本質(zhì)上是它的細(xì)毛與墻體之間的范德華力。思考？夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬行，卻掉不下來，為什么？將干冰氣化，破壞了CO2分子晶體的將CO2氣體溶于水，破壞了CO2分子的分子間作用力共價(jià)鍵思考：練習(xí)：下列變化過程只是克

4、服了范德華力的是（ ）A、食鹽的熔化 B、水的分解 C、碘單質(zhì)的升華 D、金屬鈉的熔化C-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點(diǎn)/周期一些氫化物的沸點(diǎn).定義：當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的X原子以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí)，它們之間的共用電子對(duì)強(qiáng)烈地偏向X，使H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，這樣相對(duì)顯正電性的H與另一分子中相對(duì)顯負(fù)電性的X(或Y)中的孤對(duì)電子接近并產(chǎn)生相互作用，這種相互作用稱氫鍵。 四、氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響.表示：氫鍵可以用XHY表示。X和Y可以是同種原子，也可以是

5、不同種原子，但都是電負(fù)性較大、半徑極小的非金屬原子（一般就是、）。表示式中的實(shí)線表示共價(jià)鍵，虛線表示氫鍵。 .氫鍵的鍵能一般小于40kJ/mol，強(qiáng)度介于化學(xué)鍵和分子間作用力之間因此氫鍵不屬于化學(xué)鍵，而屬于分子間作用力的范疇。 鄰羥基苯甲醛(熔點(diǎn):-7)對(duì)羥基苯甲醛(熔點(diǎn):115-117).氫鍵的存在(1)分子間氫鍵(2)分子內(nèi)氫鍵5.氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：對(duì)物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響分子間氫鍵使物質(zhì)熔點(diǎn)升高分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔點(diǎn)降低討論：尿素、醋酸、硝酸是相對(duì)分子質(zhì)量相近的三種分子，但這三種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)相差比較大尿素常溫下是固體，熔點(diǎn)在200以上；醋酸的熔點(diǎn)為16.6，在溫度低于16.6時(shí)即凝結(jié)成冰

6、狀的固體；常溫下硝酸是一種具有揮發(fā)性的液體,熔點(diǎn)為-41.6 .根據(jù)上述三種物質(zhì)熔、沸點(diǎn)差異較大的事實(shí)，分析它們可能含有的氫鍵，畫出示意圖對(duì)物質(zhì)的溶解性的影響討論:我們?cè)趯W(xué)習(xí)化學(xué)的過程中還有什么地方能用氫鍵的知識(shí)來解釋的？(1)水的特殊物理性質(zhì)(2)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在氫鍵(3)核酸DNA中也存在氫鍵(4)甲醇易溶于水(5)乙醇與水互溶水的物理性質(zhì):水的熔點(diǎn)()水的沸點(diǎn)()水在0 時(shí)密度(g/ml)水在4 時(shí)密度(g/ml)水在20 時(shí)密度(g/ml)水在100 時(shí)密度(g/ml)0.00100.000.9998411.0000000.9982030.958354討論水的特殊性：(1)水的熔沸點(diǎn)比

7、較高？(2)為什么水結(jié)冰后體積膨脹？(3)為什么水在4時(shí)密度最大？液態(tài)水中的氫鍵在水蒸氣中水以單個(gè)的H20分子形式存在；在液態(tài)水中，經(jīng)常是幾個(gè)水分子通過氫鍵結(jié)合起來，形成（H20）n(如上圖）；在固態(tài)水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，形成相當(dāng)疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能浮在水面上 隨溫度升高，同時(shí)發(fā)生兩種相反的過程：一是冰晶結(jié)構(gòu)小集體受熱不斷崩潰，締合分子減少；另一是水分子間距因熱運(yùn)動(dòng)不斷增大04間，前者占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)， 4以上，后者占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)， 4時(shí)，兩者互不相讓，導(dǎo)致水的密度最大相似相溶水和甲醇的相互溶解（深藍(lán)色虛線為氫鍵）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的氫鍵 二

8、級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈借助于氫鍵沿一維方向排列成具有周期性的結(jié)構(gòu)的構(gòu)象，是多肽鏈局部的空間結(jié)構(gòu)（構(gòu)象），主要有螺旋、折疊、轉(zhuǎn)角等幾種形式，它們是構(gòu)成蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的基本要素。蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性和理化性質(zhì)主要決定于空間結(jié)構(gòu)的完整 變性作用是蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素 的影響，改變其分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的作 用。一般認(rèn)為蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié) 構(gòu)有了改變或遭到破壞，都是變性的結(jié)果。 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿使蛋白質(zhì)變性，是因?yàn)閺?qiáng)酸、 強(qiáng)堿可以使蛋白質(zhì)中的氫鍵斷裂,從而使蛋 白質(zhì)發(fā)生變性. DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)(堿基配對(duì))水孕育生命，水養(yǎng)育人類。人體內(nèi)水的重量約占70%。人們平常喝的天然水是由許多水分子締合成的簇團(tuán)，參與體內(nèi)

9、生物化學(xué)作用差。人體動(dòng)脈內(nèi)的脂質(zhì)沉積隨著年齡增長(zhǎng)逐漸增多，血流阻力增大，同時(shí)動(dòng)脈管腔變窄，血流量減少。中老年人可能患動(dòng)脈粥樣硬化癥、高脂血癥和高血壓癥，有的人還伴發(fā)血粘度高、血糖高、血尿酸高，產(chǎn)生微循環(huán)障礙，這些病變，形成心腦血管病、糖尿病等，促使人體器官功能提前衰減，縮短了人應(yīng)享的自然壽命。只有認(rèn)識(shí)水的結(jié)構(gòu)及其變化，了解有關(guān)的醫(yī)學(xué)研究成果，才能領(lǐng)悟喝天然水是產(chǎn)生上述老年病的重要原因，人類應(yīng)企盼飲用小分子水，以祛疾養(yǎng)生，益壽延年。 拓展視野：昆蟲靠漩渦在水上行走 水中的氫鍵很脆弱,破壞的快,形成的也快.總的結(jié)果是水分子總是以不穩(wěn)定的氫鍵連在一片.水的這一特性使水有了較強(qiáng)的內(nèi)聚力和表面能力.由于

10、具有較高的表面能力,所以昆蟲能在水面上行走.當(dāng)然也和昆蟲本身所具有的結(jié)構(gòu)有關(guān)系. 吉林霧凇 霧凇是一種附著于地面物體(如樹枝、電線)迎風(fēng)面上的白色或乳白色不透明冰層。它也是由過冷水滴凝結(jié)而成。不過，這些過冷水滴不是從天上掉下來的，而是浮在氣流中由風(fēng)攜帶來的。這種水滴要比形成雨凇的雨滴小許多，稱為霧滴，實(shí)際上，也就是組成云的水滴。當(dāng)它們撞擊物體表面后，會(huì)迅速凍結(jié)。由于霧凇中霧滴與霧滴間空隙很多，因此霧凇呈完全不透明的白色。霧凇輕盈潔白，附著在樹木物體上，宛如瓊樹銀花，清秀雅致，這就是樹掛(又稱雪掛)。 冰霜、雪花中的水的氫鍵結(jié)構(gòu)范德華力、氫鍵和共價(jià)鍵的對(duì)比范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念分子間普遍存在的作用力已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力原子之間通過共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵存在范圍分子之間分子間或分子內(nèi)氫原子與電負(fù)性很強(qiáng)的N、O、F之間相鄰原子之間強(qiáng)度微弱較弱很強(qiáng)對(duì)物質(zhì)的影響熔沸點(diǎn)溶解性、熔沸點(diǎn)主要影響化學(xué)性質(zhì)三、氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響氫鍵：