分子間作用力-分子晶體

一、分子間作用力

1.定義:使分子聚集在一起的作用力2.實(shí)質(zhì)：是一種靜電作用，它比化學(xué)鍵弱很多。3.分類:分子間作用力范德華力

氫鍵(不是化學(xué)鍵)當(dāng)前第1頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)分子范德華力（kJ·mol-1）鍵能（kJ·mol-1）HCl21.14432HBr23.11366HI26.00298當(dāng)前第2頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)（一）范德華力

1、特點(diǎn)⑴存在于分子間，包括單原子分子⑵范德華力一般沒有飽和性和方向性2、影響范德華力的因素(p50)主要有：⑴分子的大?、品肿拥目臻g構(gòu)型⑶分子中電荷分布是否均勻當(dāng)前第3頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)⑴鹵素單質(zhì)的熔沸點(diǎn)有怎樣的變化規(guī)律?⑵導(dǎo)致鹵素單質(zhì)熔沸規(guī)律變化的原因是什么?它與鹵素單質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的變化規(guī)律有怎樣的關(guān)系?化學(xué)式相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃F238-219.6-188.1Cl271-101-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4當(dāng)前第4頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)3、范德華力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響⑴熔沸點(diǎn)：組成結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高。⑵溶解度：若溶質(zhì)分子能與溶劑分子形成較強(qiáng)的范德華力，則溶質(zhì)在該溶劑中的溶解度較大。當(dāng)前第5頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)下列各組物質(zhì)的熔沸點(diǎn)的相對(duì)大小:⑴CF4、CCl4、CBr4⑵CH4、C2H6、C3H8⑶H2O、H2S、H2Se(1)

CF4<CCl4<CBr4(2)

CH4<

C2H6<

C3H8

(3)H2S＜H2Se＜H2O【思考】當(dāng)前第6頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)NH3、H2O和HF的熔沸點(diǎn)比同族其它氫化物高就是由于分子間形成了氫鍵。當(dāng)前第7頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)氫鍵＋－（二）.氫鍵水分子中的O—H鍵是一種極性很強(qiáng)的共價(jià)鍵，氧原子與氫原子共用的電子對(duì)（電子云）強(qiáng)烈的偏向氧原子，于是H原子變成了一個(gè)幾乎沒有電子云的、半徑極小的帶正電的裸露的質(zhì)子，這樣，一個(gè)水分子中相對(duì)顯正電性的氫原子，就能與另一個(gè)水分子中相對(duì)顯負(fù)電性的氧原子的孤電子對(duì)接近并產(chǎn)生相互作用，這種相互作用叫做氫鍵，記作X—H…YX—H…Y當(dāng)前第8頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)水分子間形成氫鍵的過程當(dāng)前第9頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)HFHFHF+--+-+當(dāng)前第10頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)1.氫鍵的表示方法：X——H···Y化學(xué)鍵氫鍵強(qiáng)烈、距離近微弱、距離遠(yuǎn)Ｘ、Ｙ可相同也可不同如：F—H···F—H

F—H···O—H當(dāng)前第11頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)當(dāng)前第12頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)2、氫鍵的形成條件：（1）一方為與電負(fù)性大、半徑小的原子相連的H原子（2）另一方為半徑小、電負(fù)性大，且有孤對(duì)電子的非金屬原子

(1)N、O、F三種元素的氫化物。(2)無機(jī)含氧酸、羧酸、醇以及蛋白質(zhì)等（因存在F-H、O-H或N-H鍵）。3、含氫鍵的物質(zhì)：當(dāng)前第13頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)4、氫鍵的特點(diǎn)（1）它比化學(xué)鍵弱得多，但比范德華力強(qiáng)。＊

一般X、Y元素的電負(fù)性越大，半徑越小，形成的氫鍵越強(qiáng)。例如：F-H…F﹥O-H…O﹥N-H…N

范德華力沒有飽和性和方向性，氫鍵有無飽和性和方向性呢？（2）氫鍵有飽和性和方向性飽和性：分子中每一個(gè)H原子形成一個(gè)共價(jià)鍵后，通常只能再形成一個(gè)氫鍵。方向性：以氫原子為中心的三個(gè)原子X-H…Y盡可能在一條直線上。HHOHHOHFHFHFHHHNHHHNHHOHHOHFHFHFHHHNHHHN當(dāng)前第14頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)鄰羥基苯甲醛和對(duì)羥基苯甲醛是同分異構(gòu)體，鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn)2℃，沸點(diǎn)115℃，

對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn)196.5℃，沸點(diǎn)250℃。請(qǐng)分析它們所形成的氫鍵的不同，以及導(dǎo)致兩者熔點(diǎn)差異的原因。鄰羥基苯甲醛對(duì)羥基苯甲醛當(dāng)前第15頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)當(dāng)前第16頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)5.氫鍵的類型及對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響(1)熔沸點(diǎn)：分子間氫鍵：能使分子間作用力增強(qiáng),物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高。

分子間氫鍵數(shù)量越多，熔沸點(diǎn)越高。

分子內(nèi)氫鍵：

能使分子間作用力削弱,物質(zhì)熔沸點(diǎn)降低(2)溶解性：溶質(zhì)分子與溶劑分子之間形成氫鍵使溶解度增大不影響化學(xué)性質(zhì)當(dāng)前第17頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)１.氨氣極易溶與水２.氟化氫的熔點(diǎn)高于氯化氫3.水的密度比冰的密度大【問題解決】當(dāng)前第18頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)冰浮在水面上當(dāng)前第19頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)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；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．當(dāng)前第20頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)水的三態(tài)與氫鍵的關(guān)系當(dāng)前第21頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)當(dāng)前第22頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵當(dāng)前第23頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)當(dāng)前第24頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)三、分子晶體分子間以分子間作用力相結(jié)合的晶體叫分子晶體。由于分子晶體的構(gòu)成微粒是分子，所以分子晶體的化學(xué)式幾乎都是分子式。1.概念及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：范德華力氫鍵當(dāng)前第25頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)熔沸點(diǎn)低；硬度小2.分子晶體的物理特性3、分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較規(guī)律

（1）組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)， （2）分子間有氫鍵的物質(zhì)（HF、H2O、NH3等）熔、沸點(diǎn)升高；（3）常溫下的狀態(tài)與熔沸點(diǎn)

固態(tài)＞液態(tài)＞氣態(tài)

相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔沸點(diǎn)越高。當(dāng)前第26頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)

CO2和SiO2的一些物理性質(zhì)如下表所示。請(qǐng)你從兩種晶體的構(gòu)成微粒及微粒間作用力的角度，分析導(dǎo)致干冰和二氧化硅晶體性質(zhì)差異的原因。處

當(dāng)前第27頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)（3）與每個(gè)二氧化碳分子等距離且最近的二氧化碳分子有

。

4.干冰的晶體結(jié)構(gòu)（1）晶胞為面心立方體

立方體8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心上各有一個(gè)CO2分子。8×1/8+6×1/2=4（2）每個(gè)晶胞含二氧化碳分子的個(gè)數(shù)為

。當(dāng)前第28頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)12個(gè)

。（3）與每個(gè)二氧化碳分子等距離且最近的二氧化碳分子有

。

當(dāng)前第29頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)(1)所有非金屬氫化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(2)大多數(shù)非金屬單質(zhì):X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60

(3)大多數(shù)非金屬氧化物:CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10(4)幾乎所有的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4(5)大多數(shù)有機(jī)物：乙醇，冰醋酸，蔗糖5.典型的分子晶體當(dāng)前第30頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)石墨晶體結(jié)構(gòu)當(dāng)前第31頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)石墨的晶體結(jié)構(gòu)模型當(dāng)前第32頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)1、石墨晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①分層的平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)每個(gè)C原子以

與周圍的

個(gè)C原子結(jié)合；層間為

；層內(nèi)最小環(huán)有

個(gè)C原子組成。共價(jià)鍵3分子間作用力6當(dāng)前第33頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)②圖中平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為____個(gè)、占有的碳碳鍵數(shù)為____個(gè)。碳原子數(shù)目與碳碳化學(xué)鍵數(shù)目之比為_______.232:3當(dāng)前第34頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)2、石墨的性質(zhì)石墨硬度小石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。石墨的熔沸點(diǎn)很高（高于金剛石）石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（σ鍵和大π鍵），鍵長(zhǎng)更小，故熔沸點(diǎn)很高。3、石墨晶體類型石墨為混合型晶體當(dāng)前第35頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)幾種類型晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)比較晶體類型金屬晶體離子晶體原子晶體分子晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成微粒微粒間作用力性質(zhì)熔、沸點(diǎn)硬度導(dǎo)電性舉例金屬陽(yáng)離子和自由電子陰、陽(yáng)離子原子分子金屬鍵離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力較高很高差異大較低較大很大較小良導(dǎo)體不導(dǎo)電Cu、AlNaCl、CsCl金剛石SiO2干冰、冰熔化或溶于水導(dǎo)電固體及熔化不導(dǎo)電,有些溶于水能導(dǎo)電差異大當(dāng)前第36頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)晶體熔沸點(diǎn)高低的判斷1.不同晶體類型的物質(zhì)：原子晶體>離子晶體>分子晶體2.同種晶體類型的物質(zhì)：⑴離子晶體晶體內(nèi)微粒間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高⑵原子晶體離子所帶電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大，離子鍵越強(qiáng)，晶體熔沸點(diǎn)越高、硬度越大。原子半徑越小、鍵長(zhǎng)越短、鍵能越大，共價(jià)鍵越強(qiáng)，晶體熔沸點(diǎn)越高、硬度越大。當(dāng)前第37頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)⑷分子晶體組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高；具有分子間氫鍵的分子晶體，分子間作用力顯著增大，熔沸點(diǎn)升高。⑶金屬晶體金屬原子半徑越小、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越多，金屬鍵越強(qiáng)，晶體熔沸點(diǎn)越高、硬度越大。當(dāng)前第38頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)1.下列物質(zhì)中，固態(tài)時(shí)一定是分子晶體的是A.酸性氧化物B.非金屬單質(zhì)C.堿性氧化物D.含氧酸D2.下列哪種情況下，一對(duì)物質(zhì)中有且只有同一種作用力被克服A.使H2和HF氣化B.熔融C和CaC.溶解LiCl和IClD.熔融CCl4和I2

D練習(xí)當(dāng)前第39頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)3.下列說法中正確的是A.離子化合物中可能含有共價(jià)鍵B.分子晶體中分子內(nèi)不會(huì)有離子鍵C.分子晶體中分子內(nèi)一定有共價(jià)鍵D.原子晶體中一定有非極性共價(jià)鍵AB練習(xí)當(dāng)前第40頁(yè)\共有42頁(yè)\編于星期二\18點(diǎn)4.已知某些晶體的熔點(diǎn)：①NaCl801℃②AlCl3190℃③BCl3107℃④Al2O32045℃⑤SiO21723℃⑥CO2

－56.6℃。其中屬于分子晶體的是A.①②④B.②③⑥C.④⑤⑥D(zhuǎn).③⑤⑥B練