高中化學(xué)專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)3.4分子間作用力分子晶體省公開課一等獎新名師獲獎?wù)n

專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)第四單元分子間作用力分子晶體1/54氣態(tài)固態(tài)液態(tài)水電解范德華力、氫鍵2/54范德華力范德華

(VanDerWaals1837－1923)

荷蘭物理學(xué)家。提出了范德華方程。研究了毛細(xì)作用，對附著力進(jìn)行了計算。推導(dǎo)出物體氣、液、固三相相互轉(zhuǎn)化條件下臨界點計算公式。1910年因研究氣態(tài)和液態(tài)方程獲諾貝爾物理學(xué)獎。原子間和分子間吸引力被命名為范德華力。3/54

范德華力是分子之間普遍存在一個相互作用力，它使得許多物質(zhì)能以一定凝聚態(tài)（固態(tài)或液態(tài)）存在。

范德華力存在于液﹑固﹑氣態(tài)任何微粒之間。

無方向性和飽和性。4/54影響范德華力原因：

分子大小、分子空間構(gòu)型、分子中電荷分布是否均勻等。

范德華力比化學(xué)鍵弱得多。普通來說，某物質(zhì)范德華力越大，則它熔點、沸點就越高。對于組成和結(jié)構(gòu)相同物質(zhì)，范德華力普通伴隨相對分子質(zhì)量增大而增強。

范德華力對物質(zhì)沸點、熔點、氣化熱、熔化熱、溶解度、表面張力、粘度等物理性質(zhì)有決定性影響。

5/54作用微粒作用力強弱意義化學(xué)鍵范德華力相鄰原子之間作用力強烈影響物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)分子之間作用力微弱影響物質(zhì)物理性質(zhì)（熔、沸點及溶解度等）化學(xué)鍵與范德華力比較6/54原子晶體>離子晶體>金屬晶體>分子晶體物質(zhì)熔沸點高低7/541.以下物質(zhì)中，其沸點可能低于SiCl4是()A.GeCl4B.SiBr4

C.CCl4D.NaClC練習(xí)2.以下敘述正確是()A.氧氣沸點低于氮氣沸點

B.稀有氣體原子序數(shù)越大沸點越高

C.分子間作用力越弱，則由分子組成物質(zhì)熔點越低BC8/543.將干冰氣化，破壞了CO2分子晶體

.

將CO2氣體溶于水，破壞了CO2分子

.

分子間作用力共價鍵練習(xí)4.請預(yù)測熔沸點高低（1）HF、HCl、HBr、HI（2）H2O、H2S、H2Se、H2Te事實是否是這么嗎？9/54氫鍵形成10/54－100周期溫度/℃01002345熔點沸點H2OH2SH2SeH2Te氧族元素氫化合物熔點和沸點11/54

在有些化合物中氫原子似乎能夠同時和兩個電負(fù)性很大而原子半徑較小原子(如O、F、N等)相結(jié)合，普通表示為X—H···Y，其中H···Y結(jié)協(xié)力就是氫鍵。

12/54X—H……Y表示氫鍵

氫鍵屬于一個較強分子間作用力，既能夠存在于分子之間，也能夠存在于復(fù)雜分子內(nèi)部。氫鍵不屬于化學(xué)鍵氫鍵作用小于化學(xué)鍵大于分子間作用力了解氫鍵應(yīng)注意：13/5414/5415/5416/54冰晶體中氫鍵17/5418/54分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵19/5420/5421/5422/54(1)對沸點和熔點影響

分子間氫鍵形成使物質(zhì)沸點和熔點升高。

分子內(nèi)氫鍵生成使物質(zhì)沸點和熔點降低。氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)影響：23/5424/54(2)對溶解度影響

在極性溶劑里，假如溶質(zhì)分子與溶劑分子間能夠生成氫鍵，則溶質(zhì)溶解度增大。水和甲醇相互溶解（深藍(lán)色虛線為氫鍵）

25/54蛋白質(zhì)分子中氫鍵（圖中虛線表示氫鍵）26/54DNA雙螺旋是經(jīng)過氫鍵使它們堿基（A…T和C…G）

相互配對形成（圖中虛線表示氫鍵）27/5428/54小結(jié)

范德華力是普遍存在一個分子間作用力，屬于電性作用。這種作用力比較弱。范德華力越強，物質(zhì)熔點和沸點越高。氫鍵屬于一個較強分子間作用力，既能夠存在于分子之間，也能夠存在于復(fù)雜分子內(nèi)部。氫鍵存在使物質(zhì)含有一些特殊性質(zhì)。29/54化學(xué)鍵、氫鍵和范德華力比較化學(xué)鍵氫鍵范德華力概念范圍物質(zhì)分子間存在微弱相互作用分子間分子中含有與H原子相結(jié)合原子半徑小、電負(fù)性大、有孤對電子F、O、N分子間（內(nèi)）電負(fù)性較大成鍵原子經(jīng)過H原子而形成靜電作用相鄰原子或離子之間強烈相互作用。

原子或離子30/54強度比較性質(zhì)影響很強烈,克服它需要較高能量很強烈,克服它需要較高能量很強烈,克服它需要較高能量化學(xué)鍵氫鍵范德華力影響物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點升高硬度增大、水中溶解度增大隨范德華力增大，物質(zhì)熔沸點升高、溶解度增大31/541．以下物質(zhì)中不存在氫鍵是 （）

A．冰醋酸中醋酸分子之間

B．一水合氨分子中氨分子與水分子之間

C．液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間

D．可燃冰（CH4·8H2O）中甲烷分子與水分子之間D練習(xí)2．固體乙醇晶體中不存在作用力是()A．極性鍵 B．非極性鍵

C．離子鍵 D．氫鍵影響C32/543．以下相關(guān)水?dāng)⑹鲋校軌蛴脷滏I知識來解釋是()A．水比硫化氫氣體穩(wěn)定

B．水熔沸點比硫化氫高

C．氯化氫氣體易溶于水

D．0℃時，水密度比冰大BD4．以下說法不正確是() A．分子間作用力是分子間相互作用力總稱

B．范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間

C．分子間氫鍵形成除使物質(zhì)熔沸點升高外，對物質(zhì)溶解度、硬度等也有影響

D．氫鍵是一個特殊化學(xué)鍵，它廣泛地存在于自然界中D33/54分子晶體34/54

圖3-35是干冰(CO2)分子晶體模型。經(jīng)過學(xué)習(xí)相關(guān)分子間作用力知識，你知道以下問題答案嗎？1.組成份子晶體微粒是什么？分子晶體中微粒間作用力是什么？2.分子晶體有哪些共同物理性質(zhì)？為何它們含有這些共同物理性質(zhì)？35/54分子晶體（1）分子間以分子間作用力相結(jié)合晶體叫分子晶體。（2）組成份子晶體粒子是：（3）微粒間相互作用是：因為分子晶體組成微粒是分子，所以分子晶體化學(xué)式幾乎都是分子式。1.分子晶體概念及其結(jié)構(gòu)特點：分子范德華力36/54

不對，分子間氫鍵也是一個分子間作用力，如冰中就同時存著范德華力和氫鍵。思索：是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力？37/54

因為分子間作用力很弱，所以分子晶體普通含有：①較低熔點和沸點；②較小硬度；③固體及熔融狀態(tài)不導(dǎo)電。有溶于水能導(dǎo)電。2.分子晶體物理特征38/54(1)全部非金屬氫化物：

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)幾乎全部酸：

H2SO4、HNO3、H3PO4(5)大多數(shù)有機物：乙醇，冰醋酸，蔗糖3.經(jīng)典分子晶體39/544、分子晶體熔、沸點高低比較規(guī)律

分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化和汽化時需要能量就越多，物質(zhì)熔、沸點就越高。所以，比較分子晶體熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力（包含范德華力和氫鍵）大小。40/54（1）組成和結(jié)構(gòu)相同物質(zhì)烷烴、烯烴、炔烴、飽和一元醇、醛、羧酸等同系物沸點均伴隨碳原子數(shù)增加而升高。分子間有氫鍵物質(zhì)（HF、H2O、NH3等）熔、沸點升高且不遵照上述規(guī)律。形成份子內(nèi)氫鍵物質(zhì)，其熔、沸點低于形成份子間氫鍵物質(zhì)。相對分子質(zhì)量越大，熔沸點越高。41/54（2）在碳原子數(shù)相同烷烴同分異構(gòu)體中，普通來說，支鏈數(shù)越多___________。如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷；芳香烴及其衍生物苯環(huán)上同分異構(gòu)體普通按照“____________________”次序。熔沸點越低鄰位>間位>對位42/54

CO2和SiO2一些物理性質(zhì)以下表所表示。請你從兩種晶體組成微粒及微粒間作用力角度，分析造成干冰和二氧化硅晶體性質(zhì)差異原因。

43/545.干冰晶體結(jié)構(gòu)（1）二氧化碳分子位置：在晶體中截取一個最小正方體，正方體八個頂點都落到CO2分子中心，在這個正方體每個面心上還有一個CO2分子。8×1/8+6×1/2=412個（2）每個晶胞含二氧化碳分子個數(shù)（3）與每個二氧化碳分子等距離且最近二氧化碳分子有

44/54由此可見，與CO2分子距離最近CO2分子共有12個

。45/54小結(jié)：1.晶體類型判斷：一是看組成晶體微粒種類，二是看微粒之間作用力2.由晶體性質(zhì)可推斷晶體類型，由晶體類型也可推斷晶體性質(zhì)。46/54幾個類型晶體結(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)組成微粒微粒間作用力性質(zhì)

熔、沸點硬度導(dǎo)電性舉例金屬陽離子和自由電子陰、陽離子原子分子金屬鍵離子鍵共價鍵分子間作用力較高很高少數(shù)很高或很低較低多數(shù)較大少數(shù)較小較大很大較小良導(dǎo)體不導(dǎo)電Cu、AlNaCl、CsCl金剛石、SiO2干冰、冰熔化或溶于水導(dǎo)電固體及熔融狀態(tài)不導(dǎo)電,有溶于水能導(dǎo)電。47/54晶體熔沸點高低判斷1.不一樣晶體類型物質(zhì)：原子晶體>離子晶體>分子晶體2.同種晶體類型物質(zhì)：⑴離子晶體晶體內(nèi)微粒間作用力越大，熔沸點越高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，晶體熔沸點越高、硬度越大。原子半徑越小、鍵長越短、鍵能越大，共價鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越大。48/54⑷分子晶體組成和結(jié)構(gòu)相同分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高；含有分子間氫鍵分子晶體，分子間作用力顯著增大，熔沸點升高。相對分子質(zhì)量相近分子晶體，分子極性越大，分子間作用力越大，熔沸點越高；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，晶體熔沸點越高、硬度越大。49/54混合晶體石墨晶體結(jié)構(gòu)模型50/54石墨晶體結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì)分層平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)C原子以

與周圍

個C原子結(jié)合，層間為

；層內(nèi)最小環(huán)有

個C原子組成；每個C原子被

個最小環(huán)所共用；每個最小環(huán)含有

個C原子，

個碳碳鍵；C原子與碳碳鍵個數(shù)比為

。共價鍵3分子間作用力63232︰3（2）石墨晶體導(dǎo)電性和潤滑性（1）石墨晶體結(jié)構(gòu)特點51/541.以下物質(zhì)中，固態(tài)時一定