氢键

专题3第四单元分子间作用力一、分子间作用力１.概念：将气体分子凝聚成相应的固体或液体的作用。3.类型：常见的分子间作用力:范德华力和氢键2.实质：分子间作用力是一种静电作用，但比化学键弱得多分子间作用力说明了物质的分子间存在着作用力这种分子间的作用力又叫做范德华力。范德华(J.D.vanderWaals,1837～1923)，荷兰物理学家。他首先研究了分子间作用力，因此，这种力也称为范德华力。气态液态固态降温加压降温分子距离缩短分子距离缩短分子无规则运动分子有规则排列把分子聚集在一起的作用力(范德华力)。分子间存在作用力的事实：由分子构成的物质，在一定条件下能发生三态变化，说明分子间存在作用力。范德华力化学键存在于何种微粒之间相互作用的强弱分子与分子间的作用力相邻原子间的相互作用弱（几到几十kJ/mol）强（120～800kJ/mol）HCl分子中，H－Cl键能为431kJ/mol,HCl分子间，分子间的作用力为21kJ/mol。分子间作用力与化学键的区别:二、范德华力1.存在：范德华力普遍存在固体、液体、和气体分子间2.方向性与饱和性：范德华力一般没有方向性、饱和性，只要分子周围空间准许，当气体分子凝聚时，它总是尽可能吸引更多的其它分子3.影响范德华力的因素影响范德华力的因素很多：分子的大小、分子的空间构型、分子中的电荷分布情况4.范德华力与物质性质的关系对于分子构成的物质，范德华力影响物质的熔、沸点、溶解度例：氧气在水中的溶解度比氮气大，原因是氧分子与水分子之间的范德华力大几种类型的范德华力(P50)交流与讨论：根据卤素单质的熔、沸点的变化规律，分析对物质熔、沸点的影响卤素单质熔沸点与相对分子质量的关系分子间作用力对物质的熔点、沸点的影响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，克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔、沸点越高。沸点熔点四卤化碳熔沸点与相对分子质量的关系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和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与苯分子问的作用力很小，故H2O很难溶于苯中。相似相溶原理:由极性分子组成的溶质易溶解于极性分子的溶剂之中;非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂之中.对溶解度的影响:课堂练习比较下列物质的熔沸点的高低CH4＿CF4＿CCl4＿CBr4＿CI4H2O＿H2S＿H2Se＿H2Te＜＜＜＜＜＜＜联系生活实际?你能发现出什么矛盾吗?H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一些氢化物的沸点三、氢键1.氢键的形成过程在水分子中的O—H中，共用电子对强烈的偏向氧原子，使得氢原子几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中氧原子的孤电子对产生静电作用，从而形成氢键。水分子间形成的氢键水分子三态与氢键的关系HFδ+δ-HFδ-δ+HFδ-δ+在HF分子中，由于F原子吸引电子的能力很强，H—F键的极性很强，共用电子对强烈地偏向F原子，亦即H原子的电子云被F原子吸引，使H原子几乎成为“裸露”的质子。这个半径很小、带部分正电荷的H核，与另一个HF分子带部分负电荷的F原子相互吸引。这种静电吸引作用就是氢键。2、氢键形成条件故只有部分分子之间才存在氢键，如HF、H2O、NH3分子之间存在氢键。如H2O中，H-O中的共用电子对强烈的偏向氧原子，使氢原子几乎成为“裸露”的质子。便与另一个水分子带部分负电荷的氧原子相互吸引。这种静电吸引作用就是氢键。3.氢键的表示方法：X——H···Y化学键氢键强烈、距离近微弱、距离远Ｘ、Ｙ两原子可以相同氢键不是化学键，为了与化学键相区别。H一X…Y—H中用“…”来表示氢键．注意三个原子(H—X…Y)要在同一条直线上(X、Y可相同或不同)。５.氢键的类型：(1).分子间氢键(2).分子内氢键F——H····F——HOOHCOH4.氢键的方向性与饱和性：氢键具有方向性与饱和性６.氢键对物质性质的影响(1).氢键对物质溶、沸点的影响分子间氢键增大了分子间的作用力使物质的溶、沸点升高。所以对羟基苯甲酸高于邻羟基苯甲酸分子内氢键的形成，使分子具有环状闭合的结构。一般会使物质的熔沸点下降,在极性溶剂中的溶解度降低分子晶体熔、沸点高低的比较规律分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间的作用力。分子间作用力越大，物质熔化和汽化时需要的能量就越多，物质的熔、沸点就越高。因此，比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力（包括范力和氢键）的大小。a.组成和结构相似的物质，___________________________________烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、羧酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加而升高。分子间有氢键的物质（HF、H2O、NH3等）熔、沸点反常。形成分子内氢键的物质，其熔、沸点低于形成分子间氢键的物质。分子量越大，熔沸点越高。b.在烷烃的同分异构体中，一般来说，支链数越多，______________。如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷；芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照“____________________”的顺序。熔沸点越低邻位间位对位(2).氢键物质溶解性的影响分子间存在氢键使得溶质分子和溶剂分子间的作用力增大，溶质在溶剂中的溶解度增大。例乙醇与水任意比互溶思考:P56交流与讨论小结:化学键与分子间作用力的比较存在强弱影响范围化学键原子间离子间强烈化学性质分子间作用力分子间较弱物理性质氢键固态、液态水分子间较强物理性质问题解决：１.氨气极易溶与水２.氟化氢的熔点高于氯化氢３.硝酸的熔点比醋酸低４.水的密度比冰的密度大拓展视野阅读教材Ｐ５２页：理解氢键在生命活动中的重要作用(氢键是地球的美容师，描绘着生命的蓝图)没有氢键就没有液态的水，就没有江河湖畔和海洋，就没有绿色的世界，就没有鸟语花香，就没有现在的一切生命体！课堂练习1.下列事实与氢键有关的是（）A.水加热到很高的温度都难以分解B.水结成冰体积膨胀，密度变小C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱B2.固体冰中不存在的作用力是()A.离子键B.极性键C.氢键D.范德华力课堂练习AD3.下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是（）A.范德华力是决定由分子构成物质熔、沸点高低的唯一因素B.范德华力与物质的性质没有必然的联系C.范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质D.范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素4.离子键、共价键、金属键、分子间作用力都是微粒间的作用力。下列物质中，只存在一种作用力的是（）A.干冰B.NaClC.NaOHD.I2E.H2SO4B5.氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键（用…）表示结合成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为（）B.H│N—H…H—O││HHA.H│N—H…O—H││HHC.H│H—N…O—H││HHD.H│H—N…H—O││HHD