2013屆高考化學(xué) 專(zhuān)題3 第四單元 分子間作用力 分子晶體 蘇教版選修3

1、第四單元 分子間作用力 分子晶體,課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航 1.了解范德華力的類(lèi)型，把握范德華力大小與物質(zhì)物理性質(zhì)之間的辯證關(guān)系。 2.初步認(rèn)識(shí)影響范德華力的主要因素，學(xué)會(huì)辯證的質(zhì)量分析法。 3.理解氫鍵的本質(zhì)，能分析氫鍵的強(qiáng)弱，認(rèn)識(shí)氫鍵的重要性。 4.加深對(duì)分子晶體有關(guān)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。,自主學(xué)習(xí) 一、范德華力 1.共價(jià)分子之間存在著某種作用力，能夠把它們的分子聚集在一起，這種作用力叫做 _，范德華力和氫鍵是兩種常見(jiàn)的分子間作用力，其實(shí)質(zhì)是一種_，比化學(xué)鍵_。,分子間作用力,靜電作用,弱,2.范德華力_飽和性和方向性。 3.對(duì)于組成與結(jié)構(gòu)相似的分子，其范德華力一般隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而_，對(duì)應(yīng)物質(zhì)的熔、

2、沸點(diǎn)也逐漸_。,沒(méi)有,增大,升高,想一想 1.CO2 和CS2 結(jié)構(gòu)和組成相似，為什么常溫下CO2 是氣體、CS2 是液體？ 提示：因?yàn)镃S2比CO2 相對(duì)分子質(zhì)量大，所以分子間范德華力也大，使CS2 沸點(diǎn)升高，常溫下呈液態(tài)。,二、氫鍵的形成 1. 一個(gè)水分子中相對(duì)顯正電性的氫原子，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。氫鍵比化學(xué)鍵_，但比范德華力_。氫鍵通常用XHY表示，其中X和Y表示電負(fù)性_而原子半徑_的非金屬原子。,弱,強(qiáng),大,小,2.氫鍵_方向性和飽和性。 3.分子間氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)_，溶解度_，而分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)_。,

3、具有,升高,增大,降低,想一想 2.相對(duì)分子質(zhì)量越大的物質(zhì)，其熔、沸點(diǎn)越高嗎？ 提示：不正確，對(duì)于分子晶體，若分子中不含有氫鍵，且結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，才具有這一性質(zhì)。,三、分子晶體 1.分子通過(guò)_構(gòu)成的固態(tài)物質(zhì)叫做分子晶體。 2.分子晶體一般硬度_，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)_。 3.多數(shù)非金屬單質(zhì)、非金屬元素組成的化合物以及絕大多數(shù)有機(jī)化合物形成的晶體都屬于分子晶體。,分子間作用力,較小,較低,想一想 3.所有分子晶體中都存在化學(xué)鍵嗎？ 提示：不一定。如稀有氣體是單原子分子，其晶體中不含化學(xué)鍵。,自主體驗(yàn) 1.固體乙醇晶體中不存在的作用力是( ) A.極性鍵B.非極性鍵 C.離子鍵D.氫鍵 解析：選C。固體乙醇

4、晶體是乙醇分子通過(guò)分子間作用力結(jié)合的，在乙醇分子里有CC之間的非極性鍵，CH、CO、OH之間的極性鍵，在分子之間還有O和H原子產(chǎn)生的氫鍵，沒(méi)有離子鍵。,2.下列氫鍵中最強(qiáng)的是( ) A.SHOB.NHN C.FHFD.CHN 解析：選C。XHY中，X、Y原子的電負(fù)性越大，原子半徑越小,形成的氫鍵越強(qiáng). S、O、N、F、C中，F(xiàn)的電負(fù)性最大，原子半徑最小，故C中氫鍵最強(qiáng)。,3.共價(jià)鍵、離子鍵和范德華力是構(gòu)成物質(zhì)時(shí)粒子間的不同作用。下列物質(zhì)中，只含有上述一種作用的是( ) A.干冰B.氯化鈉 C.氫氧化鈉D.碘 解析：選B。干冰中有共價(jià)鍵和范德華力兩種作用；氯化鈉中只有離子鍵一種作用；氫氧化鈉晶體

5、中有離子鍵和共價(jià)鍵兩種作用；碘晶體中有共價(jià)鍵和范德華力兩種作用。,4.下列說(shuō)法正確的是( ) A.原子晶體中只存在非極性共價(jià)鍵 B.稀有氣體形成的晶體屬于分子晶體 C.干冰升華時(shí)，分子內(nèi)共價(jià)鍵會(huì)發(fā)生斷裂 D.金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物,解析：選B。原子晶體中有的只含有非極性共價(jià)鍵，如金剛石、晶體硅，多為單質(zhì)；也有含極性鍵的，如SiO2、BN等，A不正確。干冰升華是物理性質(zhì)中狀態(tài)的改變，變化的是分子間的距離,分子內(nèi)的共價(jià)鍵沒(méi)有斷裂, C不正確。D項(xiàng)中常見(jiàn)的反例為AlCl3，由金屬和非金屬構(gòu)成的共價(jià)化合物，注意由非金屬構(gòu)成的化合物不一定是共價(jià)化合物，如銨 鹽，D不正確。,探究

6、導(dǎo)引1 F、Cl、Br均位于第A族元素, HF和HBr的沸點(diǎn)均比HCl高，原因是什么？ 提示： HBr的相對(duì)分子質(zhì)量比HCl大，所以HBr的范德華力比HCl大，所以HBr的沸點(diǎn)比HCl高；HF分子間存在氫鍵，所以其沸點(diǎn)比同族的其他元素形成的氫化物沸點(diǎn)高。,探究導(dǎo)引2磷酸與硫酸的相對(duì)分子質(zhì)量都是98，為什么磷酸在常溫下是固體(熔點(diǎn)為43.3 )，硫酸在常溫下是液體？ 提示：分析兩者的結(jié)構(gòu)，磷酸分子中有三個(gè)羥基，硫酸分子中有兩個(gè)羥基，由此可知磷酸分子間氫鍵的數(shù)目比硫酸分子間氫鍵的數(shù)目多，氫鍵的數(shù)目越多，分子間的作用力就越大，從而導(dǎo)致磷酸的熔點(diǎn)比硫酸的高。,要點(diǎn)歸納 化學(xué)鍵、范德華力和氫鍵的對(duì)比,即

7、時(shí)應(yīng)用 1.有五組由同族元素形成的物質(zhì)，在101.3 kPa時(shí)測(cè)得它們的沸點(diǎn)()數(shù)據(jù)如下表所示:,對(duì)于表中內(nèi)容，下列各項(xiàng)中的判斷正確的是() A表中各行中物質(zhì)均為分子，且從左到右沸點(diǎn)均逐漸升高 B第行物質(zhì)均有氧化性；第行物質(zhì)對(duì)應(yīng)的水溶液均是強(qiáng)酸 C第行中各化合物的穩(wěn)定性順序?yàn)镠2OH2SH2SeH2Te,D上表中物質(zhì)HF和H2O，由于氫鍵的影響使它們的分子特別穩(wěn)定 解析：選C。上表中、行的第一種物質(zhì)的沸點(diǎn)在同一行中均最高，因?yàn)樵贖F分子 間、H2O分子間均存在氫鍵，增大了分子間作用力。第行物質(zhì)為鹵素單質(zhì)，均具有氧化性，第行物質(zhì)為鹵化氫，對(duì)應(yīng)的水溶液中除HF是弱酸外，其余均為強(qiáng)酸。,第行物質(zhì)為氧

8、族元素的氫化物，其共價(jià)鍵逐漸減弱，所以穩(wěn)定性逐漸減弱。D選項(xiàng)中,氫鍵只能影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，如熔沸點(diǎn)、溶解性等，不影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，如分子的穩(wěn)定性與氫鍵無(wú)關(guān)。,探究導(dǎo)引1 CO2和SiO2是兩種組成相似的共價(jià)化合物,但兩者的物理性質(zhì)卻相差很大,其原因是什么呢？ 提示：CO2和SiO2在固態(tài)時(shí)的晶體類(lèi)型不同, CO2是分子晶體，構(gòu)成晶體的微粒間以微弱的范德華力相結(jié)合，而SiO2是原子晶體，,構(gòu)成晶體的微粒間以共價(jià)鍵相結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于共價(jià)鍵比范德華力要強(qiáng)得多，所以SiO2的熔、沸點(diǎn)和硬度比CO2要高得多. 探究導(dǎo)引2 下圖為CO2的晶胞圖，請(qǐng)分析一個(gè)CO2晶胞中含有多少個(gè)CO2分子？最近

9、的CO2有多少個(gè)？,要點(diǎn)歸納 1.分子晶體的性質(zhì)與分子間作用力強(qiáng)弱相關(guān).由于分子間作用力一般很弱，因而分子晶體具有硬度小，熔、沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，不導(dǎo)電等特點(diǎn)。晶體的熔、沸點(diǎn)越高表明分子間作用力越大。 2.分子汽化時(shí)，只破壞分子間作用力，不破壞分子內(nèi)的共價(jià)鍵。,即時(shí)應(yīng)用 2.根據(jù)下表給出的幾種物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù),判斷下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(),ASiCl4是分子晶體 B單質(zhì)B可能是原子晶體 CAlCl3不能升華 DNaCl的鍵的強(qiáng)度比MgCl2大 解析：選C。由表中所給熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知SiCl4最低，應(yīng)為分子晶體；單質(zhì)B的熔、沸點(diǎn)最高，因此為原子晶體；AlCl3的沸點(diǎn)低于熔點(diǎn)，故可升華；NaCl的

10、熔點(diǎn)高于MgCl2的熔點(diǎn)，表明NaCl鍵斷裂較MgCl難，所以NaCl的鍵強(qiáng)度比MgCl2大。,在下列各物質(zhì)中，屬于分子晶體且分子間存在范德華力和氫鍵，分子內(nèi)只含極性共價(jià)鍵的是() ACO2BH2O CHCl DNH4Cl,【思路點(diǎn)撥】這是一類(lèi)歸屬性選擇題，重要的是審題中對(duì)各物質(zhì)、各條件仔細(xì)辯別，不能漏掉有關(guān)條件。如本題第一個(gè)條件是“屬于分子晶體”,選項(xiàng)物質(zhì)中NH4Cl不符；第二個(gè)條件是“分子間存在范德華力和氫鍵”,范德華力都存在，關(guān)鍵是氫鍵，只有B項(xiàng)H2O符合。最后條件是“分子內(nèi)只含極性共 價(jià)鍵”，H2O符合。,【答案】B 【規(guī)律方法】只有分子晶體才存在分子，分子晶體中肯定存在范德華力，氫鍵

11、存在于N、O、F等電負(fù)性較大的原子與H原子之間.,如圖為某晶體中分子間形成氫鍵的結(jié)構(gòu)模型，大球代表O，小球代表H。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(),A該晶體具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以不是分子晶體 B1 mol該晶體中含有46.021023個(gè)氫鍵 C該晶體受熱融化時(shí)，分子之間的空隙將增大 D該晶體中每個(gè)分子與另外四個(gè)分子形成四面體結(jié)構(gòu),【思路點(diǎn)撥】一般分子晶體和原子晶體均是由非金屬元素組成的，但是兩者的性質(zhì)卻截然不同，如熔、沸點(diǎn)，硬度等。不含有氫鍵的分子晶體,其范德華力是沒(méi)有方向性的,故結(jié)構(gòu)較為緊密，由于氫鍵有方向性，此題中的冰結(jié)構(gòu)為空間四面體，貌似原子晶體，所以判斷兩者不能僅從結(jié)構(gòu)上看。,【解析】由圖可知該晶體是冰(H2O)，屬于分子晶體。晶體中每個(gè)水分子與另外4個(gè)水分子形成4個(gè)氫鍵，即1 mol晶體冰中含有2 mol氫鍵，也就是26.021023個(gè)氫鍵。盡管氫鍵比共價(jià)鍵弱得多，不屬于化學(xué)鍵，卻和共價(jià)鍵一樣具有方向性，從而1個(gè)水分子與另外4個(gè)水分子形成了四面體結(jié)構(gòu)