《分子间作用力 分子晶体》课件(教师版)

1、气态气态固态固态液态液态 共价分子共价分子之间都存在着之间都存在着分子间作用力分子间作用力。分子间的作。分子间的作用力实质上是一种用力实质上是一种静电作用静电作用，它比化学键它比化学键弱得多弱得多。范德华范德华力力和和氢键氢键是两种最常见的分是两种最常见的分子间作用力。子间作用力。范德华范德华(Van Der Waals 1837 1923) 荷兰物理学家。提出了范德华荷兰物理学家。提出了范德华方程。研究了毛细作用，对附着力方程。研究了毛细作用，对附着力进行了计算。推导出物体气、液、进行了计算。推导出物体气、液、固三相相互转化条件下的临界点计固三相相互转化条件下的临界点计算公式。算公式。 19

2、10 1910 年因研究气态和液年因研究气态和液态方程获诺贝尔物理学奖。原子间态方程获诺贝尔物理学奖。原子间和分子间的吸引力被命名为范德华和分子间的吸引力被命名为范德华力。力。 1、范德华力、范德华力是是分子之间分子之间普遍存在的一种相互普遍存在的一种相互作用力，它使得许多物质能以一定的作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态凝聚态（固（固态或液态或气态）存在。态或液态或气态）存在。 2、范德华力存在于液、范德华力存在于液固固气态的任何微粒气态的任何微粒之间。作用力属之间。作用力属短程力短程力：300500pm范围内。范围内。 3、范德华力的特征：无方向性和饱和性。、范德华力的特征：无方向性和饱

3、和性。4 4、影响范德华力的因素：、影响范德华力的因素：分子的大小、分子的空间构型、分子中电荷分子的大小、分子的空间构型、分子中电荷分布是否均匀等。分布是否均匀等。 范德华力比化学键弱得多。一般来说，某范德华力比化学键弱得多。一般来说，某物质的物质的范德华力越大范德华力越大，则它的，则它的熔点、沸点就越熔点、沸点就越高高。对于组成和结构相似的物质，范德华力一。对于组成和结构相似的物质，范德华力一般随着般随着相对分子质量相对分子质量的增大而增强。的增大而增强。 -100周期周期温度温度/01002345熔点熔点沸点沸点H2OH2SH2SeH2Te氧族元素的氢化物的熔点和沸点氧族元素的氢化物的熔点

4、和沸点H2OH2SH2SeH2Te在有些化合物中氢原子似乎可以同时和两个电负性在有些化合物中氢原子似乎可以同时和两个电负性很大而原子半径较小的原子很大而原子半径较小的原子( (如如O O、F F、N N等等) )相结合，一般相结合，一般表示为表示为XHYXHY，其中，其中HYHY的结合力就是的结合力就是氢键氢键。 XHYXHY表示氢键表示氢键1、氢键属于一种较强的分子间作用力，既可以存在于分子之间，也可以存在于复杂分子的内部。氢键不属于化学键氢键不属于化学键氢键作用小于化学键大于分子间作用力氢键作用小于化学键大于分子间作用力理解氢键应注意：理解氢键应注意：2、氢键的形成。b b、分子中必须带有

5、孤电子对、电负性大、而且原子半径小的分子中必须带有孤电子对、电负性大、而且原子半径小的元素如元素如F F、O O、N N等，氢键有方向性、只有电负性大，原子半径等，氢键有方向性、只有电负性大，原子半径小的元素才能形成氢键小的元素才能形成氢键H2O分子间氢键 分子内氢键 分子间氢键分子间氢键的形成使物质的沸点和熔点升高；的形成使物质的沸点和熔点升高；分子内氢键分子内氢键的生成使物质的沸点和熔点降低。的生成使物质的沸点和熔点降低。3、氢键对物质性质（主要是物理性质）的影响：、氢键对物质性质（主要是物理性质）的影响：(2)(2)对溶解度的影响对溶解度的影响 在极性溶剂里，在极性溶剂里，如果溶质分子与

6、溶剂如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键，分子间可以生成氢键，则溶质的溶解度增大。则溶质的溶解度增大。 水和甲水和甲醇的相醇的相互溶解互溶解蛋白质分子中的氢键蛋白质分子中的氢键（图中虚线表示氢键）（图中虚线表示氢键） DNA双螺旋是通过氢键使它们的碱基（双螺旋是通过氢键使它们的碱基（AT 和和CG）相互配对形成的（图中虚线表示氢键）相互配对形成的（图中虚线表示氢键） 干冰及其晶胞干冰及其晶胞碘晶体及其晶胞碘晶体及其晶胞某些分子晶体的熔点某些分子晶体的熔点分子晶体分子晶体氧氧氮氮白磷白磷水水熔点熔点218.3218.3210.1210.144.244.20 0分子晶体分子晶体硫化氢硫化氢甲烷甲烷

7、乙酸乙酸尿素尿素熔点熔点85.685.6182.5182.516.716.7132.7132.72、分子晶体的特点：、分子晶体的特点：熔点低、硬度小、易升华。熔点低、硬度小、易升华。1、通过分子间作用力结合形成的晶体称为、通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体分子晶体 3 3、典型的分子晶体、典型的分子晶体（1）所有非金属氢化物）所有非金属氢化物如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等（2）部分非金属单质）部分非金属单质如卤素（如卤素（X2）、氧（）、氧（O2）、硫（）、硫（S8）、氮（）、氮（N2）、白）、白磷（磷（P4）、碳）、碳60（C60）等）等（3）部分非

8、金属氧化物）部分非金属氧化物如如CO2、P4O6、P4O10、SO2等等（4）几乎所有的酸）几乎所有的酸（而碱和盐则是离子晶体）（而碱和盐则是离子晶体）（5）绝大多数有机物的晶体）绝大多数有机物的晶体晶体类型晶体类型原子晶体原子晶体分子晶体分子晶体组成微粒组成微粒原子原子分子分子微粒间作用力微粒间作用力共价键共价键分子间作用力分子间作用力熔、沸点熔、沸点很高很高较低较低硬度硬度很大很大较小较小溶解性溶解性不溶于任何溶剂不溶于任何溶剂部分溶于水部分溶于水实例实例金刚石、二氧化硅金刚石、二氧化硅干冰、冰醋酸干冰、冰醋酸原子晶体与分子晶体的比较原子晶体与分子晶体的比较4、分子晶体的结构特征：、分子晶

9、体的结构特征：如果分子间作用力只是范德如果分子间作用力只是范德华力，若以一个分子为中心，其华力，若以一个分子为中心，其周围通常可以有周围通常可以有1212个紧邻的分子。个紧邻的分子。分子紧密堆积分子紧密堆积5、分子间作用力与化学键的关系、分子间作用力与化学键的关系分子间作用力主要影响物质的物理性质，而化学键则主要影响物质的化学性质。6、分子间作用力与分子晶体熔、沸点的关系、分子间作用力与分子晶体熔、沸点的关系分子晶体要熔化、要汽化都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，物质的熔点和沸点就越高。分子晶体熔化时，一般只破坏了分子间作用力，不破坏分子内的化学键，但

10、也有例外，如硫晶体（S8）熔化时，既破坏了分子间的作用力，同时部分SS键断裂，形成更小的分子。晶体类型晶体类型金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体原子晶体原子晶体 分子晶体分子晶体结结构构构成微粒构成微粒金属离子、自由电子阴、阳离子原子分子微粒间作微粒间作用力用力金属键离子键共价键分子间作用力性性质质熔、沸点熔、沸点有高有低较高很高低硬度硬度有高有低硬而脆大小导电性导电性良导体不导电(熔融、水溶液导电)绝缘体 (半导体)不导电举例举例Na、Mg、Al、CuNaOH、NaCl金刚石、SiO2P4、干冰几种类型的晶体结构和性质几种类型的晶体结构和性质晶体结构内部包含有两种以上键型的晶体可统称为晶体结构内