分子间作用力分子晶体

1、气态气态固态固态液态液态水的电解水的电解范德华力、氢键范德华力、氢键范德华范德华(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。 1910 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力。和分子间的吸引力被命名为范德华力。范德华力范德华力是分子之间普遍存在的是

2、分子之间普遍存在的一种相互作用力，它使得许多物质能以一一种相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态（固态或液态）存在。定的凝聚态（固态或液态）存在。范德华力存在于范德华力存在于液固气态液固气态的任何微粒的任何微粒之间。之间。作用力属作用力属短程力短程力：300500pm范围内。范围内。无方向性无方向性和和饱和性饱和性。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、分子中电分子的大小、分子的空间构型、分子中电荷分布是否均匀等。荷分布是否均匀等。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，某物质的范德华力越大，则它的熔点、沸点就越物质的范德华力越大

3、，则它的熔点、沸点就越高。对于组成和结构相似的物质，范德华力一高。对于组成和结构相似的物质，范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强。般随着相对分子质量的增大而增强。范德华力对物质的范德华力对物质的沸点、熔点、气化热、沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、表面张力、粘度熔化热、溶解度、表面张力、粘度等物理化学等物理化学性质有性质有决定性决定性的影响。的影响。作用微粒作用微粒作用力强弱作用力强弱意意 义义化学键化学键范德华力范德华力相邻原子相邻原子之间之间作用力强烈作用力强烈影响物质的影响物质的化学性质和化学性质和物理性质物理性质分子之间分子之间作用力微弱作用力微弱影响物质的物影响物质的物理性质（

4、熔、理性质（熔、沸点及溶解度沸点及溶解度等）等）化学键与范德华力的比较化学键与范德华力的比较1.下列物质中，其沸点可能低于下列物质中，其沸点可能低于SiCl4的是的是( ) A. GeCl4 B. SiBr4 C. CCl4 D. NaClC练练 习习2. 下列叙述正确的是下列叙述正确的是( ) A. 氧气的沸点低于氮气的沸点氧气的沸点低于氮气的沸点 B. 稀有气体原子序数越大沸点越高稀有气体原子序数越大沸点越高 C. 分子间作用力越弱，则由分子组成的物质分子间作用力越弱，则由分子组成的物质 熔点越低熔点越低 D. 同周期元素的原子半径越小越易失去电子同周期元素的原子半径越小越易失去电子B C

5、3. 将干冰气化，破坏了将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的分子晶体的 . 将将CO2气体溶于水，破坏了气体溶于水，破坏了CO2分子的分子的 . 分子间作用力分子间作用力共价键共价键练练 习习4.4.请预测的熔沸点高低请预测的熔沸点高低（1 1）HFHF、HClHCl、HBrHBr、HIHI（2 2）H H2 2O O、 H H2 2S S 、H H2 2SeSe、 H H2 2TeTe事实是否是这样的吗？事实是否是这样的吗？100周期周期温度温度/01002345熔点熔点沸点沸点H2OH2SH2SeH2Te氧族元素的氢的化合物的氧族元素的氢的化合物的熔点和沸点熔点和沸点在有些化合物中氢原子似乎

6、可以同时和两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个电负性很大而原子半径较小的原子(如如O、F、N等等)相结合，一般表示为相结合，一般表示为XHY，其中，其中HY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 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氢键作用小于化学键大于分子间作用力力理解氢键应注意：理解氢键应注意：冰晶体中的氢键冰晶体中的氢键分子间氢键分子内氢键分子分子间间氢键氢键的形成使物质的沸点和熔的形成使物质的沸点和熔点升高。点升高。分

7、子分子内内氢键氢键的生成使物质的沸点和熔的生成使物质的沸点和熔点降低点降低。氢键对物质性质的影响：氢键对物质性质的影响：在极性溶剂里，如果溶质分子与溶剂在极性溶剂里，如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键，则溶质的溶解度增分子间可以生成氢键，则溶质的溶解度增大。大。水和甲醇的相互溶解水和甲醇的相互溶解（深蓝色虚线为氢键）（深蓝色虚线为氢键）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）小结小结范德华力是普遍存在的一种分子

8、间作用力，属于电性作用。这种作用力比较弱。范德华力越强，物质的熔点和沸点越高。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。氢键的存在使物质具有某些特殊性质。化学键、氢键和范德华力的比较化学键、氢键和范德华力的比较化学键化学键氢氢键键范德华力范德华力概概念念范范围围强度比较强度比较性质影响性质影响物质分子间存在的物质分子间存在的微弱相互作用微弱相互作用分子间分子间比化学键弱得多比化学键弱得多随范德华力的增大，随范德华力的增大，物质的熔沸点升物质的熔沸点升高、溶解度增大高、溶解度增大比化学键弱得多，比化学键弱得多，比范德华力稍强比范德华力稍强分子中含有与分子中

9、含有与H H原子原子相结合的原子半径小、相结合的原子半径小、电负性大、有孤对电电负性大、有孤对电子的子的F F、O O、N N分子间（内）电负分子间（内）电负性较大的成键原子性较大的成键原子通过通过H H原子而形成的原子而形成的静电作用静电作用分子间氢键使物质熔分子间氢键使物质熔沸点升高硬度增大、沸点升高硬度增大、水中溶解度增大水中溶解度增大分子内氢键使物质熔分子内氢键使物质熔沸点降低、硬度减小沸点降低、硬度减小影响物质的化学性质和影响物质的化学性质和物理性质物理性质相邻的原子或离子之间相邻的原子或离子之间的强烈的相互作用。的强烈的相互作用。 原子或离子原子或离子很强烈很强烈, ,克服它需要克

10、服它需要较高的能量较高的能量1下列物质中不存在氢键的是下列物质中不存在氢键的是（）A冰醋酸中醋酸分子之间冰醋酸中醋酸分子之间B一水合氨分子中的氨分子与水分子之间一水合氨分子中的氨分子与水分子之间C液态氟化氢中氟化氢分子之间液态氟化氢中氟化氢分子之间D可燃冰（可燃冰（CH48H2O）中甲烷分子与水）中甲烷分子与水分子之间分子之间D练练 习习2固体乙醇晶体中不存在的作用力是固体乙醇晶体中不存在的作用力是( ) A极性键极性键 B非极性键非极性键 C离子键离子键 D氢键影响氢键影响 C练练 习习3下列有关水的叙述中，可以用氢键的知下列有关水的叙述中，可以用氢键的知 识来解释的是识来解释的是( ) A

11、水比硫化氢气体稳定水比硫化氢气体稳定 B水的熔沸点比硫化氢的高水的熔沸点比硫化氢的高 C氯化氢气体易溶于水氯化氢气体易溶于水 D0时，水的密度比冰大时，水的密度比冰大BD4下列说法不正确的是下列说法不正确的是( ) A分子间作用力是分子间相互作用力的总称分子间作用力是分子间相互作用力的总称 B范德华力与氢键可同时存在于分子之间范德华力与氢键可同时存在于分子之间 C分子间氢键的形成除使物质的熔沸点升高分子间氢键的形成除使物质的熔沸点升高 外，对物质的溶解度、硬度等也有影响外，对物质的溶解度、硬度等也有影响 D氢键是一种特殊的化学键，它广泛地存在氢键是一种特殊的化学键，它广泛地存在 于自然界中于自

12、然界中D 图图3-353-35是干冰是干冰(CO(CO2 2) )分子晶体分子晶体模型模型。通过学习有关分子间作用通过学习有关分子间作用力的知识，你知道下列问题的答力的知识，你知道下列问题的答案吗？案吗？1.1.构成分子晶体的微粒是什么？构成分子晶体的微粒是什么？ 分子晶体中微粒间的作用力是分子晶体中微粒间的作用力是 什么？什么？2.2.分子晶体有哪些共同的物理性分子晶体有哪些共同的物理性 质？为什么它们具有这些共同质？为什么它们具有这些共同 的物理性质？的物理性质？分子晶体分子晶体由于分子晶体的构成微粒是分子，所以分子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。晶体的化

13、学式几乎都是分子式。1. 1.分子晶体的概念及其结构特点：分子晶体的概念及其结构特点：(1)所有所有非金属氢化物：非金属氢化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(2)大多数非金属单质大多数非金属单质:X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60(3)大多数非金属氧化物大多数非金属氧化物:CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10(4)几乎所有的几乎所有的酸：酸：H2SO4、HNO3、H3PO4(5)大多数有机物：大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖3.3.典型的分子晶体典型的分子晶体5. 5. 干冰的晶体结构干冰的晶体结构（1）二氧化碳分子的位置：在二氧化碳分子的位置：在晶

14、体中截取一个最小的正方体，晶体中截取一个最小的正方体，正方体的八个顶点都落到正方体的八个顶点都落到COCO2 2分分子的中心，在这个正方体的子的中心，在这个正方体的每每个个面心上还有一个面心上还有一个COCO2 2分子。分子。81/8+61/2=41212个个（2 2）每个晶胞含二氧化碳）每个晶胞含二氧化碳分子的个数分子的个数（3 3）与每个二氧化碳分子等距离）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有且最近的二氧化碳分子有 小 结：1.晶体类型的判断：晶体类型的判断：一是看构成晶体微粒的种类，二是看微一是看构成晶体微粒的种类，二是看微粒之间的作用力粒之间的作用力2.由晶体性质可推断晶体类

15、型，由晶体类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。型也可推断晶体的性质。几种类型晶体的结构和性质比较几种类型晶体的结构和性质比较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微粒间作用力微粒间作用力性性质质熔、沸点熔、沸点硬硬度度导电性导电性举举例例金属阳离子金属阳离子和自由电子和自由电子阴、阳阴、阳离子离子原子原子分子分子金属键金属键离子键离子键共价键共价键分子间分子间作用力作用力较高较高很高很高少数很高少数很高或很低或很低较低较低多数较大多数较大少数较小少数较小较大较大很大很大较小较小良导体良导体不导电不导电Cu

16、、A lNaCl、CsCl金刚石、金刚石、SiO2干冰、干冰、冰冰熔化或溶熔化或溶于水导电于水导电固体及熔融状固体及熔融状态不导电态不导电, ,有有的溶于水能导的溶于水能导电电。晶体熔沸点高低的判断晶体熔沸点高低的判断1. 不同晶体类型的物质：不同晶体类型的物质：原子晶体原子晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体2. 同种晶体类型的物质：同种晶体类型的物质：离子晶体离子晶体晶体内微粒间作用力越大，熔沸点越高晶体内微粒间作用力越大，熔沸点越高原子晶体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。离子键越强，晶体

17、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，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。晶体熔沸点越高、硬度越大。分子晶体分子晶体l组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分越大，分 子间作用力越大，熔沸点越高；子间作用力越大，熔沸点越高；l具有分子间氢键的分子晶体，分子间作用力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。显著增大，熔沸点升高。l相对分子质量相近的分子晶体，分子极性越相对分子质量相近的分子晶体，分子极性越大，分子间作用力越大，熔沸点越高；大，分子间作用力越大，熔沸点越高

18、；金属晶体金属晶体金属原子半径越小、单位体积内自由电子数目金属原子半径越小、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、硬度越越多，金属键越强，晶体熔沸点越高、硬度越大大。混合晶体混合晶体石墨的晶体结构模型石墨的晶体结构模型石墨晶体的结构特点和性质石墨晶体的结构特点和性质分层的平面网状结构，层内分层的平面网状结构，层内C原子以原子以 与周与周围的围的 个个C原子结合，层间为原子结合，层间为 ；层内最小环有层内最小环有 个个C原子组成；原子组成；每个每个C原子被原子被 个最小环所共用；个最小环所共用；每个最小环含有每个最小环含有 个个C原子，原子， 个碳碳键；个碳碳键；C原子与碳碳键个数比为原子与碳碳键个数比为 。共价键共价键3分子间作用力分子间作用力632323（2）石墨晶体的导电性和润滑性）石墨晶体的导电性和润滑性（1）石墨晶体的结构特点）石墨晶体的结构特点1.下列物质中，固态时一定是分子晶体的下列物质中，固态时一定是分子晶体的是是A.酸性氧化物酸性氧化物B.非金属单质非金属单质C.碱性氧化物碱性氧化物D.含氧酸含氧酸D2.下列哪种情况下，一对物质中有且只有同下列哪种情况下，一对物质中有且只有同一种作用力被克服一种作用力被克服 A. 使使H2 和和HF气化气化 B.