分子间作用力

分子间作用力第一页，共二十七页，编辑于2023年，星期日分子间力(MolecularInteraction)气体液化成液体，液体凝固成固体。表明在物质分子间还存在着相互作用力，称为分子间力,或叫范德华力。分子间力是决定物质的沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、表面张力、粘度等性质的主要因素。第二页，共二十七页，编辑于2023年，星期日6-5-1分子的极性和变形性分子的极性产生：每个分子都由带正电的原子核和带负电的电子组成，由于正负电荷数量相等。所以整个分子是电中性的。电荷中心——正电荷或负电荷的集中点.如果分子的正电中心和负电中心不重合在同一点上,那么分子就具有极性。第三页，共二十七页，编辑于2023年，星期日双原子分子两个相同原子组成的分子，正、负电荷中心重合，不具有极性，为非极性分子。例H2+_HHHClHCl+_不同原子组成的分子，负电荷中心比正电荷中心更偏向电负性大的原子，使正、负电荷中心不重合，为极性分子。即对双原子分子：分子的极性取决于键的极性；有极性键的分子一定是极性分子；反之,极性分子一定含有极性键。第四页，共二十七页，编辑于2023年，星期日多原子分子分子的极性键的极性例H2O++__+_HHO极性分子CO2非极性分子+_+_+_OOC分子的几何构型第五页，共二十七页，编辑于2023年，星期日键的极性取决于成键原子间共用电子对是否偏离.分子的极性取决于分子正、负电荷中心是否重合.分子Br2NOH2SCS2BF3CHCl3键的极性非极性极性极性极性极性极性几何构型直线直线V形直线正三角形四面体分子极性非极性极性极性非极性非极性极性分子类型离子型极性非极性++___+小节:第六页，共二十七页，编辑于2023年，星期日偶极矩(μ)—

描述分子极性大小分子中电荷中心的电荷量(q)与正、负电荷中心距离(l)的乘积。μ=q·ll—偶极长度;μ—库·米(C·m)l+q_qμ=0非极性分子μ≠０极性分子,μ越大,分子极性越强。HXHFHClHBrHIμ/(10-30C·m)6.403.612.631.27分子极性依次减弱根据μ可以推断某些分子的几何构型如CS2

μ=0则为直线形分子SO2

μ=5.33则为V形分子第七页，共二十七页，编辑于2023年，星期日分子的变形性非极性分子在电场作用下，电子云与核发生相对位移(分子极化)，分子变形，并出现偶极，这种偶极称为诱导偶极。分子的形状发生变化，这种性质叫分子的变形性。+_+_+_μ(诱导)＝α·

E

E—

电场强度

α—

极化率

(单位场强产生的诱导偶极)E一定时，α越大，分子变形性越大。第八页，共二十七页，编辑于2023年，星期日极性分子的极化+__+取向变形(定向极化)(变形极化)诱导偶极分子的偶极=固有偶极+诱导偶极极性分子本身是个微电场，因而，极性分子与极性分子之间，极性分子与非极性分子之间,也会发生极化作用。固有偶极(永久偶极)第九页，共二十七页，编辑于2023年，星期日6-5-2分子间力分子间力的种类色散力诱导力取向力分子具有偶极矩和变形性是分子间具有作用力的根本原因。第十页，共二十七页，编辑于2023年，星期日分子间力的产生非极性分子与非极性分子之间非极性分子正负电荷中心重合，分子没有极性。但电子在运动，原子核也在不停地振动。使原子核与电子云之间发生瞬时的相对位移。正、负电荷中心暂时不重合，产生瞬时偶极。这种瞬时偶极尽管存在时间极短，但电子和原子核总在不停地运动，瞬时偶极不断的出现。色散力——分子间由于瞬时偶极所产生的作用力。非极性分子与非极性分子之间存在色散力。第十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期日非极性分子与极性分子之间

1.由于电子与原子核的相对运动，极性分子也会出现瞬时偶极，所以非极性分子与极性分子之间也存在色散力。

2.非极性分子在极性分子固有偶极作用下，发生变形，产生诱导偶极，诱导偶极与固有偶极之间的作用力称为诱导力。+_第十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期日极性分子与极性分子之间

3.存在色散力。

2.极性分子定向极化后，会进一步产生诱导偶极，存在诱导力。

1.极性分子相互靠近时，发生定向极化。因固有偶极取向而产生的作用力称为取向力.+__+第十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期日分子类型分子间力种类非极性分子-非极性分子色散力非极性分子-极性分子色散力、诱导力极性分子-极性分子色散力、诱导力、取向力第十四页，共二十七页，编辑于2023年，星期日分子间力的特点是一种电性作用力。作用距离短,作用范围仅为几百皮米(pm)。作用能小，一般为几到几十千焦每摩尔。比键能小1~2个数量级。无饱和性和方向性。对大多数分子来说，以色散力为主(除极性很大且存在氢键的分子，如H2O外)第十五页，共二十七页，编辑于2023年，星期日分子E(取向)E(诱导)E(色散)E(总)(kJ·mol-1)(kJ·mol-1)(kJ·mol-1)(kJ·mol-1)Ar0.0000.0008.498.49CO0.0030.0088.748.75HI0.0250.11325.825.9HBr0.6860.50221.923.1HCl3.301.0016.821.1NH313.31.5514.929.8H2O36.31.928.9947.2第十六页，共二十七页，编辑于2023年，星期日分子间力的影响因素分子间距离：分子间距离越大，分子间力越弱。取向力：分子的偶极矩越大,取向力越强。温度越高，取向力越弱。诱导力：极性分子的偶极矩越大非极性分子的极化率越大诱导力越强色散力：分子的极化率越大,色散力越强。第十七页，共二十七页，编辑于2023年，星期日分子间力对物质性质的影响α×10-40C·m2·V-1熔点℃沸点℃溶解度H2O乙醇丙酮He0.225-272.2-268.90.1370.5990.684Ne0.436-248.67-245.90.1740.8571.15Ar1.813-189.2-185.70.4146.548.09Kr2.737-156.0-152.70.888－－Xe4.451-111.9-1071.94－－Rn6.029-71-61.84.14211.2254.9α(×10-40C·m2·V-1)1.655.897.33一般来说,结构相似的同系列物质，相对分子质量越大,分子变形性越大,分子间力越强，熔、沸点越高。第十八页，共二十七页，编辑于2023年，星期日分子间力对物质性质的影响α×10-40C·m2·V-1熔点℃沸点℃溶解度H2O乙醇丙酮He0.225-272.2-268.90.1370.5990.684Ne0.436-248.67-245.90.1740.8571.15Ar1.813-189.2-185.70.4146.548.09Kr2.737-156.0-152.70.888－－Xe4.451-111.9-1071.94－－Rn6.029-71-61.84.14211.2254.9α(×10-40C·m2·V-1)1.655.897.33溶质或溶剂分子的变形性越大，分子间力越大，溶解度越大。第十九页，共二十七页，编辑于2023年，星期日6-5-3氢键6-5-3氢键t/℃周期数23452345同主族氢化物熔、沸点随相对分子质量的增大而升高，但NH3、H2O、HF特殊。H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4CH4SiH4GeH4SnH4SbH3

1000-100-200NH3PH3AsH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te熔点沸点第二十页，共二十七页，编辑于2023年，星期日氢键的形成1.分子间的氢键如

FFHHHHFFF163pm140°255pm

F的电负性大，其共用电子对强烈偏向F，H只有一个电子，其电子云偏向F后，几乎呈质子，对附近另一个HF分子中的F产生静电吸引作用，该静电吸引作用力为氢键。氢键键长的定义:两种第二十一页，共二十七页，编辑于2023年，星期日同种分子间的氢键如

FFHHHHFFF163pm140°255pm不同种分子间的氢键

HHH—NH—OH或

HHH—N—HO—H通式：X—H

Y第二十二页，共二十七页，编辑于2023年，星期日氢键的强度可用氢键键能表示通式：X—H

Y即每拆开1molHY键所需的能量氢键键能一般42kJmol1，远小于正常共价键键能，与分子间力差不多。如H2O

氢键键能为1883kJmol1，

O—H键能为463kJmol1

。

第二十三页，共二十七页，编辑于2023年，星期日2.分子内的氢键如HOO—NO硝酸OONHO邻硝基苯酚分子内氢键由于受环状结构的限制，X—H

Y往往不在同一直线上。第二十四页，共二十七页，编辑于2023年，星期日氢键形成对物质性质的影响熔、沸点分子间的氢键存在使熔、沸点升高。如HF、H2O、NH3

分子内的氢键存在使熔、沸点降低。如氢键熔点／℃邻硝基苯酚分子内45间位硝基苯酚分子间96对位硝基苯酚分子间114第二