分子间作用力-分子晶体

一、分子间作用力1.定义:使分子聚集在一起的作用力2.实质：是一种静电作用，它比化学键弱很多。3.分类:分子间作用力范德华力氢键(不是化学键)分子范德华力（kJ·mol-1）键能（kJ·mol-1）HCl21.14432HBr23.11366HI26.00298（一）范德华力1、特点⑴存在于分子间，包括单原子分子⑵范德华力一般没有饱和性和方向性2、影响范德华力的因素(p50)主要有：⑴分子的大小⑵分子的空间构型⑶分子中电荷分布是否均匀⑴卤素单质的熔沸点有怎样的变化规律?⑵导致卤素单质熔沸规律变化的原因是什么?它与卤素单质相对分子质量的变化规律有怎样的关系?化学式相对分子质量熔点/℃沸点/℃F238-219.6-188.1Cl271-101-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.43、范德华力对物质物理性质的影响⑴熔沸点：组成结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔沸点越高。⑵溶解度：若溶质分子能与溶剂分子形成较强的范德华力，则溶质在该溶剂中的溶解度较大。下列各组物质的熔沸点的相对大小:⑴CF4、CCl4、CBr4⑵CH4、C2H6、C3H8⑶H2O、H2S、H2Se(1)CF4CCl4CBr4(2)CH4C2H6C3H8(3)H2S＜H2Se＜H2O【思考】氢键＋－（二）.氢键水分子中的O—H键是一种极性很强的共价键，氧原子与氢原子共用的电子对（电子云）强烈的偏向氧原子，于是H原子变成了一个几乎没有电子云的、半径极小的带正电的裸露的质子，这样，一个水分子中相对显正电性的氢原子，就能与另一个水分子中相对显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生相互作用，这种相互作用叫做氢键，记作X—H…YX—H…Y水分子间形成氢键的过程HFHFHF+--+-+1.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可相同也可不同如：F—H···F—HF—H···O—H2、氢键的形成条件：（1）一方为与电负性大、半径小的原子相连的H原子（2）另一方为半径小、电负性大，且有孤对电子的非金属原子(1)N、O、F三种元素的氢化物。(2)无机含氧酸、羧酸、醇以及蛋白质等（因存在F-H、O-H或N-H键）。3、含氢键的物质：4、氢键的特点（1）它比化学键弱得多，但比范德华力强。＊一般X、Y元素的电负性越大，半径越小，形成的氢键越强。例如：F-H…F﹥O-H…O﹥N-H…N范德华力没有饱和性和方向性，氢键有无饱和性和方向性呢？（2）氢键有饱和性和方向性饱和性：分子中每一个H原子形成一个共价键后，通常只能再形成一个氢键。方向性：以氢原子为中心的三个原子X-H…Y尽可能在一条直线上。HHOHHOHFHFHFHHHNHHHNHHOHHOHFHFHFHHHNHHHN邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛是同分异构体，邻羟基苯甲醛的熔点2℃，沸点115℃，对羟基苯甲醛的熔点196.5℃，沸点250℃。请分析它们所形成的氢键的不同，以及导致两者熔点差异的原因。邻羟基苯甲醛对羟基苯甲醛5.氢键的类型及对物质物理性质的影响(1)熔沸点：分子间氢键：能使分子间作用力增强,物质熔沸点升高。分子间氢键数量越多，熔沸点越高。分子内氢键：能使分子间作用力削弱,物质熔沸点降低(2)溶解性：溶质分子与溶剂分子之间形成氢键使溶解度增大不影响化学性质１.氨气极易溶与水２.氟化氢的熔点高于氯化氢3.水的密度比冰的密度大【问题解决】冰浮在水面上•在水蒸气中水以单个的H20分子形式存在；•在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成（H20）n；•在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上．水的三态与氢键的关系DNA的双螺旋结构DNA双螺旋结构中的氢键三、分子晶体分子间以分子间作用力相结合的晶体叫分子晶体。•由于分子晶体的构成微粒是分子，所以分子晶体的化学式几乎都是分子式。1.概念及结构特点：范德华力氢键熔沸点低；硬度小2.分子晶体的物理特性3、分子晶体熔、沸点高低的比较规律（1）组成和结构相似的物质，（2）分子间有氢键的物质（HF、H2O、NH3等）熔、沸点升高；（3）常温下的状态与熔沸点固态＞液态＞气态相对分子质量越大，熔沸点越高。CO2和SiO2的一些物理性质如下表所示。请你从两种晶体的构成微粒及微粒间作用力的角度，分析导致干冰和二氧化硅晶体性质差异的原因。处（3）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有。4.干冰的晶体结构（1）晶胞为面心立方体立方体8个顶点和6个面心上各有一个CO2分子。8×1/8+6×1/2=4（2）每个晶胞含二氧化碳分子的个数为。12个。（3）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有。(1)所有非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(2)大多数非金属单质:X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60(3)大多数非金属氧化物:CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10(4)几乎所有的酸：H2SO4、HNO3、H3PO4(5)大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖5.典型的分子晶体石墨晶体结构石墨的晶体结构模型1、石墨晶体的结构特点①分层的平面网状结构，层内每个C原子以与周围的个C原子结合；层间为；层内最小环有个C原子组成。共价键3分子间作用力6②图中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个。碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______.232:32、石墨的性质石墨硬度小石墨为层状结构，各层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。石墨的熔沸点很高（高于金刚石）石墨各层均为平面网状结构，碳原子之间存在很强的共价键（σ键和大π键），键长更小，故熔沸点很高。3、石墨晶体类型石墨为混合型晶体几种类型晶体的结构和性质比较晶体类型金属晶体离子晶体原子晶体分子晶体结构构成微粒微粒间作用力性质熔、沸点硬度导电性举例金属阳离子和自由电子阴、阳离子原子分子金属键离子键共价键分子间作用力较高很高差异大较低较大很大较小良导体不导电Cu、AlNaCl、CsCl金刚石SiO2干冰、冰熔化或溶于水导电固体及熔化不导电,有些溶于水能导电差异大晶体熔沸点高低的判断1.不同晶体类型的物质：原子晶体离子晶体分子晶体2.同种晶体类型的物质：⑴离子晶体晶体内微粒间作用力越大，熔沸点越高⑵原子晶体离子所带电荷越多、离子半径越小，晶格能越大，离子键越强，晶体熔沸点越高、硬度越大。原子半径越小、键长越短、键能越大，共价键越强，晶体熔沸点越高、硬度越大。⑷分子晶体组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体，分子间作用力显著增大，熔沸点升高。⑶金属晶体金属原子半径越小、单位体积内自由电子数目越多，金属键越强，晶体熔沸点越高、硬度越大。1.下列物质中，固态时一定是分子晶体的是A.酸性氧化物B.非金属单质C.碱性氧化物D.含氧酸D2.下列哪种情况下，一对物质中有且只有同一种作用力被克服A.使H2和HF气化B.熔融C和CaC.溶解LiCl和IClD.熔融CCl4和I2D练习3.下列说法中正确的是A.离子化合物中可能含有共价键B.分子晶体中分子内不会有离子键C.分子晶体中分子内一定有共价键D.原子晶体中一定有非极性共价键AB练习4.已知某些晶体的熔点：①NaCl801℃②AlCl3190℃③BCl3107℃④Al2O32045℃⑤SiO21723℃⑥CO2－56.6℃。其中属于分子晶体的是A.①②④B.②③⑥C.④⑤⑥D.③⑤⑥B练习1、下列现象中，不能用氢键知识解释的是A、水的汽化热大于其他液体B、冰的密度比水小C、水的热稳定性比H2S大D、水在4℃的密度最大2、下列物质中，分子间不能形成氢键的是A、NH3B、N2H4C、CH3COOHD、CH3COCH3（C）（D）H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一些氢化物的沸点氨气溶于水时，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小结：1.晶体类型的判断：一是看构成晶体微粒的种类，二是看微粒之间的作用力2.由晶体性质可推断晶体类型，由晶体类型也可推断晶体的性质。