分子间作用力

1、分子间存在作用力的事实分子间存在作用力的事实分子间作用力分子间作用力范德华力范德华力氢键氢键 范德华范德华(J.D.van der Waals,18371923)，荷兰物理学家。他首，荷兰物理学家。他首先研究了分子间作用力，先研究了分子间作用力，1910年获诺贝尔物理学奖，因确立真年获诺贝尔物理学奖，因确立真空气体状态方程和分子间范德华力而闻名于世。空气体状态方程和分子间范德华力而闻名于世。分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力范德华力范德华力作用力微粒特点分子间分子间作用力作用力（3）存在于固体、液体和气体存在于固体、液体和气体分子分子HCl HBr H

2、I范 德 华 力范 德 华 力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价键键能共价键键能(kJ/mol)432366298（1）范德华力很弱，几范德华力很弱，几几十几十kJ/mol分子分子（2） 一般没有饱和性和方向性一般没有饱和性和方向性范德华力范德华力作用力微粒实质特点分子间分子间作用力作用力分子分子色散力色散力分子的变形性分子的变形性 诱导力诱导力分子的极性和变形性分子的极性和变形性 取向力取向力 分子极性和温度分子极性和温度 静电静电作用作用无方向无方向性饱和性饱和性性范德华力范德华力作用力微粒实质因素特点分子间分子间作用力作用力分子分子静电静电作用作用无方向无方向性饱和性饱和

3、性性 单质单质相对相对分子质量分子质量 熔点熔点/沸点沸点/F238-219.6 -188.1Cl271-101.0 -34.6Br2160 -7.2 58.8I2254 113.5 184.4组成和结构相似的分子，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，相对分子质量越大，范德华力越大。范德华力越大。分子分子大小大小范德华力范德华力作用力微粒实质因素特点分子间分子间作用力作用力分子分子静电静电作用作用无方向无方向性饱和性饱和性性物质丁烷 正戊烷异戊烷新戊烷己烷沸点()-0.536.127.99.568.9同分异构体中，分子的支链越多，分子间越难同分异构体中，分子的支链越多，分子间越难靠近，分子

4、间距离就越大，范德华力越小。靠近，分子间距离就越大，范德华力越小。分子空分子空间构型间构型范德华力范德华力作用力微粒实质因素特点分子间分子间作用力作用力分子分子静电静电作用作用无方向无方向性饱和性饱和性性物质N2CO熔点()-209.9-199相对分子质量相同的分子，相对分子质量相同的分子，分子内部电荷分分子内部电荷分布不均匀（即分子极性）布不均匀（即分子极性），范德华力增大。，范德华力增大。电荷电荷分布分布范德华力范德华力结论：结论：（1）影响物质的类型：由分子构成的物质）影响物质的类型：由分子构成的物质（2）影响由分子组成物质的一些物理性质：）影响由分子组成物质的一些物理性质： 如熔点、沸

5、点、溶解度等。如熔点、沸点、溶解度等。 例：氧气在水中的溶解度比氮气大，原例：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因是氧分子与水分子之间的范德华力大问题：问题：范德华力对什么样的物质的什么性质产生影响？范德华力对什么样的物质的什么性质产生影响？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

6、. 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 C3. 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

7、样的吗？角型分子角型分子+-OHH示意图示意图氧原子氧原子半径小半径小，电负性大电负性大（3.5)几乎成了裸露的几乎成了裸露的“质子质子”键的键的极性很大极性很大OHH+-+-OHH+-+-OHH+-+-OHH+-+-OHH+-+-OHHOHHOHHOHHOHH每个水分子最多可与每个水分子最多可与 个水分子形成个水分子形成 个氢键，个氢键， n(氢键氢键) n(H2O)的最大比值为的最大比值为 。氢键：氢键：0.177nm共价键共价键:0.965nm+2-+2-2-2-2-+2-+-氢键氢键作用力微粒特点（1）强于范德华力弱于化学键的分子间作用力）强于范德华力弱于化学键的分子间作用力XHY（1

8、）含XH强极性键（2）X、Y为电负性大、 半径小的原子 (如F、O、N) （2）有饱和性和方向性）有饱和性和方向性氢键氢键氢键氢键作用力微粒特点XHY（1）含XH强极性键（2）X、Y为电负性大、 半径小的原子 (如F、O、N) 氢键氢键作用力微粒因素特点FH FOH ONH N 28.1 20.9 18.8FHFFHFOHOOHONHNNHN氢键应用氢键应用物物 质质HFHFHClHClHBrHBrHIHI分子间作用力分子间作用力/kJmol/kJmol-1-128.128.1 21.1421.14 23.1123.11 26.0026.00键能键能/kJmol/kJmol-1-1567567

9、432432366366298298 问题解决问题解决11：（1）比较键能和分子间作用力数据可得出的结论为）比较键能和分子间作用力数据可得出的结论为（2）四种氢化物的键能依次减小的原因是）四种氢化物的键能依次减小的原因是（3）除）除HF外，其余三种氢化物作用力数据减小的原因外，其余三种氢化物作用力数据减小的原因（4）HF分子间作用力数据异常大的原因是分子间作用力数据异常大的原因是140o163pm92pm氢键应用氢键应用 问题解决问题解决11：结论结论1：分子间分子间存在氢键时，要使这些物质熔化或汽化需存在氢键时，要使这些物质熔化或汽化需 破坏氢键，因而这些物质有破坏氢键，因而这些物质有较高的

10、熔沸点较高的熔沸点氢键应用氢键应用问题解决问题解决2：解释下列现象解释下列现象（1）NH3极易溶于水生成极易溶于水生成NH3H2O结论结论2：溶质与溶剂溶质与溶剂分子间分子间存在氢键，使溶质的存在氢键，使溶质的溶解度增加，溶解度增加， 温度升高，氢键断裂，溶解度降低。温度升高，氢键断裂，溶解度降低。NHHHHOHNHHHHOH氢键应用氢键应用问题解决问题解决2：解释下列现象解释下列现象（2）低级醇（如甲醇、乙醇）、）低级醇（如甲醇、乙醇）、 乙醛乙醛、乙酸易溶于水乙酸易溶于水CH3COOHHOHCH3COOHHOH氢键应用氢键应用问题解决问题解决3：结论结论3：分子间分子间存在氢键，使物质熔沸

11、点存在氢键，使物质熔沸点升高升高 分子内分子内存在氢键，使物质熔沸点存在氢键，使物质熔沸点降低降低邻羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛mp 2bp 196.5对羟基苯甲醛对羟基苯甲醛mp 115bp 250OHOH分子内氢键分子内氢键OHCOHOHCOH分子间氢键分子间氢键氢键应用氢键应用问题解决问题解决3：结论结论3：分子间分子间氢键，氢键数目越多，熔沸点越氢键，氢键数目越多，熔沸点越高高 分子内分子内氢键，氢键数目越多，熔沸点越氢键，氢键数目越多，熔沸点越低低从氢键的角度分析造成醋酸从氢键的角度分析造成醋酸（mp16.6）、硝酸（易挥、硝酸（易挥发的液体）两种相对分子质量相近的分子熔沸点相差较大发的液

12、体）两种相对分子质量相近的分子熔沸点相差较大的的可能原因。可能原因。CH3COOHHOCCH3OONOOH氢键应用氢键应用问题解决问题解决4：请解释请解释（1）冰的密度比水小？）冰的密度比水小？冰冰液态水液态水气态的水分子中分子间作用力很小，忽略不计，气态的水分子中分子间作用力很小，忽略不计，随着温度降低时，气体分子的平均动能减小，随着温度降低时，气体分子的平均动能减小，分子间距减小，此时分子间作用力增大，分子间距减小，此时分子间作用力增大，当分子平均动能不足以克服分子间作用力时，当分子平均动能不足以克服分子间作用力时，分子开始聚集为液态或固态。分子开始聚集为液态或固态。氢键应用氢键应用问题解

13、决问题解决4：请解释请解释（2）4时，水的密度最大时，水的密度最大?温度升高时，水分子的四面体集团不断被破坏，分子无序温度升高时，水分子的四面体集团不断被破坏，分子无序排列增多，使密度增大。排列增多，使密度增大。同时，分子间的热运动也增加了分子间的距离，使密度又同时，分子间的热运动也增加了分子间的距离，使密度又减小。减小。这两个矛盾的因素在这两个矛盾的因素在4时达到平衡，因此，在时达到平衡，因此，在4时水的时水的密度最大。密度最大。 氢键对生物高分子的高级结构的影响氢键对生物高分子的高级结构的影响 DNA双螺旋是由氢键使碱基（双螺旋是由氢键使碱基（AT和和CG）配对形成的）配对形成的 氢键使蛋

14、白质形成氢键使蛋白质形成a螺旋（图中的短虚线为氢键）螺旋（图中的短虚线为氢键）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