2014-2015学年高中化学人教版选修三配套课件2-3-2范德华力和氢键

系列丛书进入导航第二章分子结构与性质第二章分子结构与性质RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时第二节分子的立体构型RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时课堂互动探究课前自主学习课时作业随堂基础巩固第二课时范德华力和氢键RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时课前自主学习01课前预习·打基础RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时一、范德华力及其对物质性质的影响1．含义范德华力是________之间普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态液态)存在。2．特征(1)范德华力约比化学键能小1～2个数量级。(2)无方向性和饱和性。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时3．影响因素(1)分子的极性越大，范德华力________。(2)结构和组成相似的物质，相对分子质量越大，范德华力________。4．对物质性质的影响范德华力主要影响物质的________性质，如熔点、沸点；化学键主要影响物质的______性质。范德华力越大，物质熔沸点_____。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时二、氢键及其对物质性质的影响1．概念氢键是一种________。它是由已经与________很强的原子(如N、F、O)形成共价键的________与另一个分子中或同一分子中________很强的原子之间的作用力。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时2．表示方法氢键通常用________表示，其中A、B为______、________、______中的一种，“—”表示________“…”表示形成的_______。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时3．特征(1)氢键不属于化学键，是一种分子间作用力。氢键键能较小，约为________的十分之几，但比________强。(2)氢键具有一定的________性和________性。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时4．类型RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时5．氢键对物质性质的影响(1)当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将________。(2)当形成分子内氢健时，物质的熔、沸点将________。(3)氢键也影响物质的电离、________等过程。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时6．水中的氢键对水的性质的影响(1)水分子间形成氢键，________了水分子间的作用力，使水的熔沸点比同主族元素中H2S的熔沸点________。(2)氢键与水分子的性质①水结冰时，体积________，密度________。②接近沸点时形成“缔合”分子水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量________。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时答案一、1.分子3.越大越大4．物理化学越高二、1.分子间作用力电负性氢原子电负性2．A—H…B—NOF共价键氢键3．化学键范德华力方向饱和5．升高下降溶解6．增大高膨胀减小大RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时课堂互动探究02课堂互动·提能力RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时分子间作用力：分子和分子之间存在着一种把分子聚集在一起的相互作用称为分子间作用力。范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，是比化学键弱得多的作用力。范德华力与物质的性质RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时1．范德华力及特点(1)范德华力的存在：由气体在降低温度、增大压强时能够凝结成液态或固态(在这个过程中，气体分子间的距离不断缩小，并由不规则运动的混乱状态转变成为有规则的排列状态)的事实可以证明分子间存在着相互作用，即分子间存在范德华力。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时(2)范德华力的强弱：范德华力是分子间的一种微弱的相互作用力，约比化学键键能小1～2个数量级。如Ar、CO、HI、HBr、HCl分子间的范德华力如下表：RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时比较：C—O、H—I、H—Br、H—Cl键的键能分别是351kJ/mol、299kJ/mol、366kJ/mol、432kJ/mol，可见范德华力很弱，比化学键的键能小得多。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时(3)范德华力的特点：没有饱和性和方向性，只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时2．影响范德华力的因素：主要因素为分子的相对分子质量和分子的极性等。(1)组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大。(2)分子的极性越强，分子间作用力越大。例如，分子间作用力的大小关系：F2Cl2Br2I2；CF4CCl4CBr4CI4。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时3.范德华力对物质性质的影响(1)范德华力越大，物质的熔、沸点越高。①组成和结构相似的分子，相对分子量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点I2Br2Cl2F2，HClHBrHI。②组成相似、相对分子量相近的物质，分子的极性越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点CON2(CO为极性分子)；又如有机物的同分异构体中，通常支链越多，分子对称性越好，分子极性越小，物质的熔、沸点越低(沸点：正戊烷异戊烷新戊烷)。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时(2)溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如CH4和HCl在水中的溶解情况，由于CH4与H2O分子间的作用力很小，故CH4几乎不溶于水，而HCl与H2O分子间的作用力较大，故HCl极易溶于水；同理，Br2、I2与苯分子间的作用力较大，故Br2、I2易溶于苯中，而H2O与苯分子间的作用力很小，故H2O很难溶于苯中。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时特别提醒：①范德华力只影响物质的物理性质。②分子间充分接近时才产生范德华力。③范德华力也是一种电性作用(实质)。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似，但常温下状态却为气、液、固，其原因是什么？【点拨】Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，由于相对分子质量逐渐增大，所以范德华力逐渐增大，故熔、沸点升高，常温下状态依次为气态、液态、固态。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时【例1】下列叙述与范德华力无关的是()A．气态物质加压或降温时能凝结或凝固B．干冰易升华C．氟、氯、溴、碘单质的熔沸点依次升高D．H2O、H2S、H2Se的热稳定性逐渐减弱RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时【提示】由分子构成的物质在汽化时，随着分子间距离的增大，范德华力逐渐减弱直到完全被破坏，但变化过程中分子未被破坏。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时【解析】一般由分子构成的物质，其物理性质通常与范德华力的大小密切相关。A、B、C三个选项与分子间作用力的大小有关，只有D选项中涉及的是分子的化学性质，而分子的化学性质与范德华力无关。【答案】DRJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时下列关于范德华力的有关叙述中正确的是()A．范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B．范德华力与化学键的区别是作用力的强弱问题C．范德华力是决定由分子构成的物质熔沸点高低的唯一因素D．范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时解析：范德华力是分子与分子之间的一种相互作用，其实质与化学键类似，也是一种电性作用，但两者的区别是作用力的强弱不同，化学键必须是强烈的相互作用(100～600kJ·mol－1)，范德华力的作用一般只有2～20kJ·mol－1，故范德华力不是化学键；物质熔沸点的高低，由多种因素决定；范德华力只影响物质的物理性质。答案：BRJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时1．氢键的形成氢键与物质的性质RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时当氢原子与非金属性很强的氟、氧、氮原子形成共价键时，由于氟、氧、氮的电负性比氢大得多，所以它们的共用电子对就强烈地偏向氟、氧、氮原子，而使氢原子核几乎“裸露”出来。这样带正电的核就能与另一个分子(HF、H2O、NH3)中的原子(氟、氧、氮)的孤对电子相互吸引并发生一定程度的轨道重叠作用，这种分子间的作用力就是氢键。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时2．氢键的表示方法分子间的氢键通常用“X—H…Y”来表示，式中X、Y为N、O、F，“—”表示共价键，“…”表示氢键。例如，HF分子间的氢键可以表示为“F—H…F—H…”，即：RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时3．氢键的饱和性和方向性在“X—H…Y”所表示的氢键中，一个H原子只能与一个Y原子(O、N、F)结合，这就是氢键的饱和性。Y原子以负电荷分布得最多的部分(一般是孤电子对)接近H原子，并在可能范围内孤电子对轨道的对称轴尽量跟氢键方向一致，这样成键能力最强，这就是氢键的方向性。归纳：①每个水分子最多与4个水分子形成氢键。②表示氢键的三个原子在一条直线上。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时4．氢键的键参数(1)键长：一般定义为“X—H…Y”的长度。显然它与X—H键的键长和Y的原子半径有关，X—H键的键长越小，Y的原子半径越小，则氢键的键长越小。F—H…F、O—H…O、N—H…N的氢键键长依次增大。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时(2)键能：氢键的键能一般不超过40kJ/mol，比共价键的键能小得多而比范德华力略强。氢键键能的大小，与X和Y的电负性大小有关，电负性越大，则氢键越强，键能也越大；氢键键能也与Y原子的半径大小有关，半径越小，则越能接近X—H键，氢键越强，键能越大。例如键能：F—H…FO—H…ON—H…N。易错提示：氢键不属于化学键。强度：化学键≫氢键范德华力。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时5．氢键的类型氢键可分为分子间氢键与分子内氢键两大类。(1)一个分子的X—H键与另一个分子的Y相结合而成的氢键，称为分子间氢键。例如，水、甲酸、乙酸等缔合体就是通过分子间氢键形成的，如甲酸可以形成二聚物：RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时除了这种同类分子间的氢键外，不同分子间也可形成氢键。例如，(2)在某些分子里，一个分子的X—H键与它内部的Y相结合而成的氢键称为分子内氢键。例如，硝酸分子中可能出现分子内氢键。RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时6．氢键对物质性质的影响(1)氢键对物质熔沸点的影响：同种分子间形成氢键可以使该物质的熔沸点升高。例如：①H2O、HF、NH3的沸点比同主族其他相邻元素氢化物的沸点高，主要是因为HF分子之间、H2O分子之间、NH3分子之间存在分子间氢键，导致HF的沸点比同主族的HCl、HBr、HI高；H2O的沸点比H2S、H2Se、H2Te高；NH3的沸点比PH3等高。可见氢键的存在大大增强了分子间作用力。C2H5OH与C3H8的相对分子质量接近，但C2H5OH的沸点远比RJ版·化学·选修3系列丛书进入导航第二章第二节第二课时C3H8高，这也是因为C2H5OH分子之间存在氢键的缘故。②形成分子内氢键减小了分子间作用力，形成分子间氢键增大了分子间作用力，故对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛高。(2)氢键对物质溶解度的影响：氢键的存在使物质的溶解性增大。例如，NH3极易溶解于水，主要是由于氨分子和水分子之间形成了氢键，彼此互相缔合，因而加大了溶解。再如乙醇、低级醛易溶于水，也是