【教学课件】第4节 分子间作用力 参考课件

第4节

分子间作用力构(第1课时)第2章

微粒间相互作用与物质性质新课导入【联想·质疑】你曾观察过电解水的实验，对水的三态变化也很熟悉。通过对这两种变化过程及条件的比较，你对水中微粒间的相互作用有了什么新的认识？分子间作用力：分子间存在的一类弱的相互作用。新课导入为什么气体在降温加压时会液化？液体在降温时会凝固？从微观过程来看，气体在液化、液体在凝固的过程中，分子间的平均距离在逐渐减小。固体、液体在宏观上能够彼此凝聚在一起，说明分子间存在着相互作用力。液化、凝固的过程中，随着分子间距离减少，分子间这种普遍的作用力逐渐增强；同理，在熔化、汽化的过程中，随着分子间距离增大，分子间这种普遍的作用力逐渐减弱。范德华力与物质性质水的三态变化伴随着能量变化固态水液态水气态水说明分子间存在着相互作用力范德华力与物质性质分子间作用力：分子间存在的一类弱的相互作用其中最常见的分子间作用力：范德华力范德华力的作用能通常比化学键的键能小得多，一般只有2~20kJ·mol-1，而化学键的键能一般为100~600kJ·mol-1。氯化钠中，将Na＋和Cl－维系在固体中的作用是很强的离子键，氯化钠约在801℃时才能熔融；而氯化氢分子之间的作用力是很弱的范德华力，相应地，氯化氢的熔点低至－112℃，沸点也只有－85℃，因此通常状况下氯化氢为气体。范德华力与物质性质1.范德华力的概念：范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力，它使许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。2.范德华力的特征：①范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。②范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级，其强度一般是2~20kJ/mol。③范德华力的实质也是电性作用，没有方向性和饱和性。范德华力与物质性质(1)下表列举了某些分子间的范德华力，结合分子结构的特点和数据，可以得出怎样的结论？【思考讨论】分子ArCOHIHBrHCl范德华力(kJ·mol-1)8.508.7526.0023.1121.14范德华力与物质性质HCl、HBr、HI三者分子结构结构相似，均为直线形。HCl、HBr、HI的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大。Ar的相对分子质量大于CO和HCl，但CO、HCl分子间的范德华更大，因为CO和HCl是极性分子。分子的极性越大，范德华力越大。(1)下表列举了某些分子间的范德华力，结合分子结构的特点和数据，可以得出怎样的结论？【思考讨论】范德华力与物质性质(2)下表列举了卤素单质的熔点和沸点，怎样解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高？【思考讨论】单质相对分子质量熔点/℃沸点/℃F238－219.6－188.1Cl271－101－34.6Br2160－7.258.78I2254113.5184.4范德华力与物质性质相对分子质量从F2~I2逐渐增大，且它们均为非极性分子，因此卤素单质分子间的范德华力从F2~I2逐渐增大。熔化或沸腾过程中分子距离增大，分子间的范德华力被破坏。范德华力越强，破坏所需的条件就更为剧烈，所需外界提供的能量就越多。因此微观上分子间的范德华力越强，宏观上物质表现为在更高的温度下才发生熔化和沸腾，物质拥有更高的熔点、沸点。(2)下表列举了卤素单质的熔点和沸点，怎样解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高？【思考讨论】范德华力与物质性质3.范德华力的影响因素①一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。如范德华力：F2＜Cl2＜Br2＜I2；HCl＜HBr＜HI；He＜Ne＜Ar。②相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO＞N2。③分子组成相同但结构不同的物质（即互为同分异构体），分子的对称性越强，范德华力越小，如二甲苯的范德华力：对二甲苯＜间二甲苯＜邻二甲苯。范德华力与物质性质4.范德华力对物质性质的影响范德华力主要影响物质的熔、沸点等物理性质。范德华力越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2；CF4＜CCl4＜CBr4＜Cl4；对二甲苯＜间二甲苯＜邻二甲苯；N2＜CO。注意：范德华力主要影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。范德华力与物质性质为了研究气体分子的运动规律，科学家提出了一种理想气体模型，假设气体分子不具有体积，并且气体分子之间不存在相互作用。根据这种模型提出的理想气体方程对气体分子运动规律的描述与实验事实出现了偏差。荷兰物理学家范德华(J.vanderWaas)修正了关于气体分子运动的以上假设，指出气体分子本身具有体积，并且分子间存在引力。由此，范德华提出了描述实际气体行为的范德华气态方程，根据这个方程计算的结果与实验事实十分吻合。由于是范德华首次将分子间作用力的概念引入气态方程，人们便将分子间作用力称为范德华力。范德华力概念的提出范德华力与物质性质极性分子相互靠近时，一个分子的正电荷端与另一个分子的负电荷端相互吸引，这种静电吸引力称为取向力。分子极性越强，取向力就越大。一个分子受到极性分子的诱导作用，导致正电荷重心与负电荷重心不重合或距离加大，进而使两种分子之间产生吸引力或使吸引力增强，这种吸引力称为诱导力。原子核和电子总是在不停地运动，因此即使是非极性分子，其正电荷重心与负电荷重心也会发生瞬间不重合；当分子相互靠近时，分子之间会产生静电吸引力，这种静电吸引力叫作色散力。分子越大，分子内的电子越多，分子越容易变形，色散力就越大。除了极性特别强的极性分子间的范德华力以取向力为主以外，其他分子之间的范德华力往往以色散力为主。范德华力的成因范德华力与物质性质阅读教材，分析问题(1)范德华力有哪些形成原因？(2)取向力、诱导力、色散力如何形成？它们各自所对应的分子类型是什么？(3)从范德华力的成因等角度怎么样来解释卤素单质熔、沸点变化的原因？范德华力可以分为三种作用力：诱导力、色散力和取向力范德华力与物质性质取向力：极性分子与极性分子之间的固有偶极之间的静电引力。诱导力：在极性分子的固有偶极诱导下，临近它的分子会产生诱导偶极，分子间的诱导偶极与固有偶极之间的电性引力子。色散力：任何一个分子，由于电子的不断运动和原子核的不断振动，常发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移，从而产生瞬时偶极。分子靠瞬时偶极而相互吸引，这种力称为色散力。极性分子与极性分子之间，取向力、诱导力、色散力都存在；极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和色散力；非极性分子与非极性分子之间，则只存在色散力。范德华力与物质性质(3)卤素单质分子间最主要的作用力是色散力，与分子大小成正比，因此卤族元素构成的单质的熔沸点从上到下逐渐升高。F、Cl、Br、I原子半径越来越大，F2、Cl2、Br2、I2分子也越来越大，分子越大，分子内的电子越多，分子越容易变形，色散力就越大。阅读教材，分析问题(1)范德华力有哪些形成原因？(2)取向力、诱导力、色散力如何形成？它们各自所对应的分子类型是什么？(3)从范德华力的成因等角度怎么样来解释卤素单质熔、沸点变化的原因？化学键与范德华力的比较化学键范德华力概念分子内相邻的原子间强烈的相互作用把分子聚集在一起的作用力存在分子内(或晶体内)原子或离子间分子间(近距离)强弱较强比化学键弱得多对物质性质的影响影响化学性质和物理性质主要影响物理性质2.对范德华力存在的理解(1)离子化合物中只存在化学键，不存在范德华力。(2)范德华力只存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间及稀有气体分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由供价键形成的物质的微粒之间不存在范德华力。范德华力与物质性质1.范德华力的概念：范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力，它使许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。课堂小结2.范德华力的特征：①范德华力广泛存在于分子之间，但只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力。②范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级，其强度一般是2~20kJ/mol。③范德华力的实质也是电性作用，没有方向性和饱和性。3.影响范德华力的因素①一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。如范德华力：F2＜Cl2＜Br2＜I2；HCl＜HBr＜HI；He＜Ne＜Ar。②相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大。如CO为极性分子，N2为非极性分子，范德华力：CO＞N2。③分子组成相同但结构不同的物质（