【创新设计】年高中化学“同课异构”3.4 分子间作课件 苏教选修3

专题3微粒间作用力与物质性质第四单元分子间作用力分子晶体气态固态液态水的电解范德华力、氢键范德华力范德华

(VanDerWaals1837－1923)

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算公式。1910年因研究气态和液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。

范德华力是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定的凝聚态（固态或液态）存在。

范德华力存在于液﹑固﹑气态的任何微粒之间。

作用力属短程力：300—500pm范围内。

无方向性和饱和性。影响范德华力的因素：

分子的大小、分子的空间构型、分子中电荷分布是否均匀等。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。范德华力对物质的沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、表面张力、粘度等物理化学性质有决定性的影响。作用微粒作用力强弱意义化学键范德华力相邻原子之间作用力强烈影响物质的化学性质和物理性质分子之间作用力微弱影响物质的物理性质（熔、沸点及溶解度等）化学键与范德华力的比较1.下列物质中，其沸点可能低于SiCl4的是()A.GeCl4B.SiBr4

C.CCl4D.NaClC练习2.下列叙述正确的是()A.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C.分子间作用力越弱，则由分子组成的物质熔点越低D.同周期元素的原子半径越小越易失去电子BC3.将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的

.

将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的.

分子间作用力共价键练习4.请预测的熔沸点高低（1）HF、HCl、HBr、HI（2）H2O、H2S、H2Se、H2Te事实是否是这样的吗？氢键的形成－100周期温度/℃01002345熔点沸点H2OH2SH2SeH2Te氧族元素的氢的化合物的熔点和沸点在有些化合合物中氢原原子似乎可可以同时和和两个电负负性很大而而原子半径径较小的原原子(如O、F、N等)相结结合，一般般表示为X—H····Y，其中H···Y的结合力就就是氢键。X—H………Y表示氢氢键氢键属于一一种较强的的分子间作用用力，既可以存存在于分子子之间，也也可以存在在于复杂分分子的内部部。氢键不属于于化学键氢键作用小小于化学键键大于分子子间作用力力理解氢键应应注意：冰晶体中的的氢键分子间氢键键分子内氢键键(1)对沸沸点和熔点点的影响分子间氢键的形成使物物质的沸点点和熔点升升高。分子内氢键的生成使物物质的沸点点和熔点降降低。氢键对物质质性质的影影响：(2)对溶溶解度的影影响在极性溶剂剂里，如果果溶质分子子与溶剂分分子间可以以生成氢键键，则溶质质的溶解度度增大。水和甲醇的的相互溶解解（深蓝色虚虚线为氢键键）蛋白质分子子中的氢键键（图中虚线线表示氢键键）DNA双螺螺旋是通过过氢键使它它们的碱基基（A…T和C……G）相相互配对形形成的（图图中虚线表表示氢键））小结范德华力是是普遍存在在的一种分分子间作用用力，属于于电性作用用。这种作作用力比较较弱。范德德华力越强强，物质的的熔点和沸沸点越高。。氢键属于一一种较强的的分子间作作用力，既既可以存在在于分子之之间，也可可以存在于于复杂分子子的内部。。氢键的存存在使物质质具有某些些特殊性质质。化学键、氢氢键和范德德华力的比比较化学键氢键范德华力概念范围强度比较性质影响物质分子间间存在的微微弱相互作作用分子间比化学键弱弱得多随范德华力力的增大，，物质的熔沸沸点升高、、溶解度增增大比化学键弱弱得多，比比范德华力力稍强分子中含有有与H原子子相结合的的原子半径径小、电负负性大、有有孤对电子子的F、O、N分子间（内内）电负性性较大的成成键原子通通过H原子子而形成的的静电作用用分子间氢键键使物质熔熔沸点升高高硬度增大大、水中溶溶解度增大大分子内氢键键使物质熔熔沸点降低低、硬度减减小影响物质的的化学性质质和物理性性质相邻的原子子或离子之之间的强烈烈的相互作作用。原子或离子子很强烈,克克服它需要要较高的能能量1．下列物物质中不存存在氢键的的是（（））A．冰醋酸酸中醋酸分分子之间B．一水合合氨分子中中的氨分子子与水分子子之间C．液态氟氟化氢中氟氟化氢分子子之间D．可燃冰冰（CH4·8H2O）中甲烷烷分子与水水分子之间D练习习2．固体体乙醇晶晶体中不不存在的的作用力力是()A．极性性键B．非非极性键键C．离子子键D．．氢键影影响C练习习3．下列列有关水水的叙述述中，可可以用氢氢键的知知识来解释释的是()A．水比比硫化氢氢气体稳稳定B．水的的熔沸点点比硫化化氢的高高C．氯化化氢气体体易溶于于水D．0℃℃时，水水的密度度比冰大大BD4．下列列说法不不正确的的是()A．分子子间作用用力是分分子间相相互作用用力的总总称B．范德德华力与与氢键可可同时存存在于分分子之间间C．分子子间氢键键的形成成除使物物质的熔熔沸点升升高外，对物物质的溶溶解度、、硬度等等也有影影响D．氢键键是一种种特殊的的化学键键，它广广泛地存存在于自然界界中D分子晶体体图3-35是干干冰(CO2)分子晶晶体模型型。通过学习习有关分分子间作作用力的的知识，，你知道道下列问问题的答答案吗？？1.构成成分子晶晶体的微微粒是什什么？分子晶体体中微粒粒间的作作用力是是什么？2.分子子晶体有有哪些共共同的物物理性质？为什什么它们们具有这这些共同同的物理性性质？分子晶体体（1）分分子间间以分子子间作用用力相结结合的晶晶体叫分子晶体体。（2）构构成分子子晶体的的粒子是是：（3）微微粒间的的相互作作用是：：由于分子子晶体的的构成微微粒是分分子，所所以分子子晶体的化化学式几几乎都是是分子式式。1.分子子晶体的的概念及及其结构构特点：：分子范德华力力不对，分分子间氢氢键也是是一种分分子间作作用力，，如冰中中就同时时存着范范德华力力和氢键键。思考：是不是在在分子晶晶体中分分子间只只存在范范德华力力？由于分子子间作用用力很弱弱，所以分子子晶体一一般具有有：①较低低的熔点点和沸点点；②较小小的硬度度；③固体体及熔融融状态不不导电。。有的溶溶于水能能导电。2.分子子晶体的的物理特特性(1)所有非金金属氢化化物：H2O、H2S、NH3、CH4、HX(2)大大多数数非金属属单质:X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60(3)大大多数数非金属属氧化物物:CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10(4)几乎所有有的酸：：H2SO4、HNO3、H3PO4(5)大大多数数有机物物：乙乙醇醇，冰醋醋酸，蔗蔗糖3.典型型的分子子晶体4、分子子晶体熔熔、沸点点高低的的比较规规律分子晶体体要熔化化或汽化化都需要要克服分分子间的的作用力力。分子子间作用用力越大大，物质质熔化和和汽化时时需要的的能量就就越多，，物质的的熔、沸沸点就越越高。因此，比比较分子子晶体的的熔、沸沸点高低低，实际际上就是是比较分分子间作作用力（（包括范范德华力力和氢键键）的大大小。（1）组组成和结结构相似似的物质质，烷烃、烯烯烃、炔炔烃、饱饱和一元元醇、醛醛、羧酸酸等同系系物的沸沸点均随随着碳原原子数的的增加而而升高。。分子间有有氢键的的物质（（HF、、H2O、NH3等）熔、、沸点升升高且不不遵循上上述规律律。形成成分子内内氢键的的物质，，其熔、、沸点低低于形成成分子间间氢键的的物质。。相对分子子质量越越大，熔熔沸点越越高。（2）在在碳原子子数相同同的烷烃烃的同分分异构体体中，一一般来说说，支链链数越多多___________。。如沸点点：正戊戊烷>异戊戊烷>新戊戊烷；芳芳香烃及及其衍生生物苯环环上的同同分异构构体一般般按照““____________________””的顺序序。熔沸点越低邻位>间间位>对对位CO2和SiO2的一些物理性性质如下表所所示。请你从从两种晶体的的构成微粒及及微粒间作用用力的角度，，分析导致干干冰和二氧化化硅晶体性质质差异的原因因。5.干冰的的晶体结构（1）二氧化碳分子子的位置：在在晶体中截取取一个最小的的正方体，正正方体的八个个顶点都落到到CO2分子的中心，，在这个正方方体的每个面心上还有一一个CO2分子。8×1/8+6×1/2=412个（2）每个晶胞含二氧化碳分子的个数（3）与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有

由此可见，与与CO2分子距离最近近的CO2分子共有12个。小结：：1.晶体类类型的判断：：一是看构成晶晶体微粒的种种类，二是看看微粒之间间的作用力2.由晶体体性质可推断断晶体类型，，由晶体类型型也可推断晶晶体的性质。。几种类型晶体体的结构和性性质比较

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少数很高或很很低较低多数较大少数较小较大很大较小良导体不导电Cu、AlNaCl、CsCl金刚石、SiO2干冰、冰熔化或溶于水水导电固体及熔融状状态不导电,有的溶于水水能导电。晶体熔沸点高高低的判断1.不同晶晶体类型的物物质：原子晶体>离离子晶体>分分子晶体2.同种晶晶体类型的物物质：⑴离子晶体晶体内微粒间间作用力越大大，熔沸点越越高⑵原子晶体离子所带电荷荷越多、离子子半径越小，，晶格能越大大，离子键越越强，晶体熔熔沸点越高、、硬度越大。。原子半径越小小、键长越短短、键能越大大，共价键越越强，晶体熔熔沸点越高、、硬度越大。。⑷分分子子晶晶体体组成成和和结结构构相相似似的的分分子子晶晶体体，，相相对对分分子子质质量量越越大大，，分分子子间间作作用用力力越越大大，，熔熔沸沸点点越越高高；；具有有分分子子间间氢氢键键的的分分子子晶晶体体，，分分子子间间作作用用力力显显著著增增大大，，熔熔沸沸点点升升高高。。相对对分分子子质质量量相相近近的的分分子子晶晶体体，，分分子子极极性性越越大大，，分分子子间间作作用用力力越越大大，，熔熔沸沸点点越越高高；；⑶金金属属晶晶体体金属属原原子子半半径径越越小小、、单单位位体体积积内内自自由由电电子子数数目目越越多多，，金金属属键键越越强强，，晶晶体体熔熔沸沸点点越越高高、、硬硬度度越越大大。混合合晶晶体体石墨墨的的晶晶体体结结构构模模型型石墨墨晶晶体体的的结结构构特特点点和和性性质质分层层的的平平面面网网状状结结构构，，层层内内C原原子子以以与周周围的的个C原原子子结结合合，，层层间间为为；层内内最最小小环环有有个C原原子子组组成成；；每个个C原原子子被被个最最小小环环所所共共用用；；每个个最最小小环环含含有有个C原原子子，，个碳碳碳碳键键；；C原原子子与与碳碳碳碳键键个