【高中化學(xué)】分子間的作用力課件 2022-2023學(xué)年下學(xué)期高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第二章第三節(jié)第2課時(shí)分子間的作用力氣體在加壓或降溫時(shí)為什么會(huì)變?yōu)橐后w、固體？固態(tài)水氣態(tài)水液態(tài)水新課導(dǎo)入冰雪融化成水，需要吸熱；把水變成水蒸氣仍然需要吸熱。這說明水分子之間存在著相互作用力。1.概念：

分子間存在著一種把分子聚集在一起的作用力，叫范德華力2.本質(zhì)：

本質(zhì)是一種分子之間的靜電作用。范德華力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。一、分子間的作用力由分子構(gòu)成的物質(zhì)：所有非金屬氫化物、部分非金屬單質(zhì)（除金剛石、晶體硅）、部分非金屬氧化物（除二氧化硅）、幾乎所有的酸、絕大多數(shù)有機(jī)物分子間的作用力范德華力3、范德華力的特征

①范德華力廣泛存在于分子之間，但只有分子間充分接近（300━500pm）時(shí)才有分子間的相互作用力

。

②范德華力很弱，比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)

③范德華力無飽和性和方向性

分子HIHBrHCl范德華力(kJ·mol-1)26.0023.1121.14共價(jià)鍵鍵能(kJ·mol-1)298.7366431.8分子間的作用力范德華力4、影響范德華力的因素①一般地，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大。如范德華力：HCl<HBr<HI分子HIHBrHCl相對(duì)分子質(zhì)量1288136.5范德華力(kJ·mol-1)26.0023.1121.14分子間的作用力范德華力②相對(duì)分子質(zhì)量相同或相近的物質(zhì)，分子的極性越大，范德華力越大。范德華力：CO>N2、CO>Ar。分子相對(duì)分子質(zhì)量分子的極性范德華力(kJ·mol-1)CO28極性8.75N228非極性8.50Ar40非極性8.504、影響范德華力的因素分子間的作用力5、范德華力對(duì)物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響單質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃F238﹣219.6﹣188.1Cl271﹣101﹣34.6Br2160﹣7.258.78I2254113.5184.4①組成和結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。如熔、沸點(diǎn)：F2＜Cl2＜Br2＜I2。CF4CCl4CBr4CI4<<<分子間的作用力5、范德華力對(duì)物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響單質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量沸點(diǎn)/℃正戊烷7236.1異戊烷7228新戊烷7210②分子組成相同的物質(zhì)（互為同分異構(gòu)體），支鏈數(shù)越多，F(xiàn)分越小，熔、沸點(diǎn)越低。如沸點(diǎn)：正戊烷>異戊烷>新戊烷。③相對(duì)分子質(zhì)量相近的物質(zhì)，分子的極性越大，F(xiàn)分越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。如：CO>N2、CO>Ar、CO<I2資料觀看加熱過程中物質(zhì)的狀態(tài)變化的微觀模擬過程加熱加熱分子間的范德華力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高觀看加熱過程中物質(zhì)的狀態(tài)變化的微觀模擬過程同一種物質(zhì)，范德華力大?。汗腆w液體氣體>>>分子間的作用力范德華力夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬卻掉不下來，為什么？分子間的作用力范德華力夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬卻掉不下來，為什么？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。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)0.00100.000.99981.0000冰的密度比液體水??？-150-125-100-75-50-2502550751002345××××CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸點(diǎn)/℃周期一些氫化物的沸點(diǎn)一般：同一主族非金屬氫化物，從上到下，Mr逐漸增大，F(xiàn)分

，熔沸點(diǎn)應(yīng)逐漸升高．而HF、H2O、NH3卻出現(xiàn)反常，為什么？

說明在HF、H2O、NH3分子間存在除范德華力之外的其他分子間作用力—?dú)滏I．------δ＋δ＋δ－δ－幾乎成為“裸露”的質(zhì)子電負(fù)性大，半徑小

二

、氫鍵

在水分子的O-H中，共用電子對(duì)強(qiáng)烈的偏向O，使得H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，其顯正電性，它能與另一個(gè)水分子中相對(duì)顯負(fù)電性的O的孤電子對(duì)產(chǎn)生靜電作用，這種靜電作用就是氫鍵。1.定義：它是由已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子(N、F、O)形成共價(jià)鍵的氫原子與另一分子中電負(fù)性很大的原子(N、F、O)之間形成的作用力.HFHF2.表示：氫鍵通常用

X—H…Y—表示,“—”表示共價(jià)鍵,“…”表示形成的氫鍵（X、Y為N、O、F）如HFHFX、Y可以相同，也可以不同

二、氫鍵即N-H、O-H、F-H鍵中的H180o沸點(diǎn)/℃周期O—H…ON—H…NF—H…F①要有與電負(fù)性很大的原子X以共價(jià)鍵結(jié)合的氫原子；②要有電負(fù)性很大且含有孤電子對(duì)的原子Y；③X與Y的原子半徑要小。3、氫鍵的形成條件氫鍵的本質(zhì)是靜電作用4671118.8

氫鍵不是化學(xué)鍵，是一種特殊的分子間作用力。鍵能較小，約為共價(jià)鍵的十分之幾【任務(wù)】探究氫鍵強(qiáng)度

共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力4.氫鍵的強(qiáng)度(2)方向性：A—H與B形成分子間氫鍵時(shí)，3個(gè)原子總是盡可能沿直線分布，使A，B盡量遠(yuǎn)離，這樣電子云排斥作用最小，體系能量最低，氫鍵最強(qiáng)，最穩(wěn)定，所以氫鍵具有方向。(1)飽和性：由于H原子半徑比A，B的原子半徑小得多，當(dāng)H與一個(gè)B原子形成氫鍵A—H···B后，H周圍的空間被占據(jù)，A，B的電子云排斥作用將阻礙另一個(gè)B原子與H靠近成鍵，即H只能與一個(gè)B形成氫鍵，氫鍵具有飽和性。H的體積小，1個(gè)H只能形成1個(gè)氫鍵5、氫鍵的特征（3）氫鍵的鍵參數(shù)氫鍵的鍵長(zhǎng)與X－H的鍵長(zhǎng)和Y原子半徑有關(guān)。共價(jià)鍵（X－H）鍵長(zhǎng)越短，Y原子半徑越小，氫鍵越短，鍵能越大，氫鍵越強(qiáng)。5、氫鍵的特征6.氫鍵的分類（1）分子間氫鍵

氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)分子中的N、O、F原子之間。如：HF、H2O、NH3

相互之間C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之間

（2）分子內(nèi)氫鍵

某些物質(zhì)在分子內(nèi)也可形成氫鍵，例如當(dāng)苯酚在鄰位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2時(shí)，可形成分子內(nèi)的氫鍵，組成“螯合環(huán)”的特殊結(jié)構(gòu).N－H┅ON－H┅NO－H┅N

O－H┅ON-H、O-H、F-H氨水中的氫鍵：物質(zhì)溶解性CH3CH3難溶CH3CH2OH互溶CH3CHO互溶CH3COOH互溶與水分子間能形成氫鍵的物質(zhì)在水中的溶解度增大氫鍵的類型分子間的氫鍵分子內(nèi)的氫鍵分子內(nèi)的氫鍵對(duì)羥基苯甲醛鄰羥基苯甲醛7、氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響（1）對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響鄰羥基苯甲醛（熔點(diǎn)-7℃）對(duì)羥基苯甲醛（熔點(diǎn)115℃）特點(diǎn)：一旦分子內(nèi)氫鍵形成，分子間氫鍵就無法形成。反而降低了分子的熔、沸點(diǎn)。分子間氫鍵增大了分子間作用力，使物質(zhì)熔、沸點(diǎn)升高。分子內(nèi)氫鍵降低了分子的極性，使分子間作用力減小，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低。

觀察下圖，分析NH3、H2O、HF的沸點(diǎn)反常的原因。NH3、H2O、HF的沸點(diǎn)反常的原因：由于它們各自的分子間形成了氫鍵。（1）對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的影響H2O的沸點(diǎn)高于HF的原因是:一分子H2O能形成兩個(gè)氫鍵，而HF只能形成1個(gè)（2）氫鍵對(duì)水密度的影響解釋冰的密度比液態(tài)水的密度小的原因

常溫下液態(tài)水中除了含有簡(jiǎn)單H2O外，還含有通過氫鍵聯(lián)系在一起的締合分子(H2O)2

、(H2O)3……(H2O)n等。一個(gè)水分子的氧原子與另一個(gè)水分子的氫原子沿該氧原子的一個(gè)sp3雜化軌道的方向形成氫鍵，因此當(dāng)所有H2O全部締合結(jié)冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氫鍵，成為晶體，因此在冰的結(jié)構(gòu)中形成許多空隙，體積膨脹，密度減小。故冰的體積大于等質(zhì)量的水的體積，冰的密度小于水的密度。（3）氫鍵對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定的影響解釋接近水的沸點(diǎn)的水蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定值比按化學(xué)式H2O計(jì)算出來的相對(duì)分子質(zhì)量大一些的原因。接近水的沸點(diǎn)的水蒸氣中存在相當(dāng)量的水分子因氫鍵而相互締合形成所謂的締合分子(H2O)n。（4）氫鍵對(duì)溶解度的影響

解釋氨氣分子為什么極易溶于水a(chǎn)、NH3與H2O之間能形成氫鍵b、NH3與H2O都是極性分子，符合“相似相溶”規(guī)則。c、NH3與H2O反應(yīng)生成的易溶于水的NH3?H2O溶質(zhì)分子與溶劑分子間的氫鍵使溶質(zhì)溶解度增大，如HCl—1:500，NH3—1:700。例：NH3、CH3CH2OH易溶于水。范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念分子之間普遍存在的一種作用力已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的靜電作用原子間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用作用粒子分子H與N、O、F原子特征無方向性和飽和性有方向性和飽和性有方向性和飽和性強(qiáng)度共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力【歸納小結(jié)】影響強(qiáng)度的因素①隨分子極性的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子構(gòu)成的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大對(duì)于X—H…Y－，X、Y的電負(fù)性越大，Y原子的半