【化学】分子间的作用力 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第二章

分子结构与性质第三节

分子结构与物质的性质第2课时

分子间的作用力学习目标1.认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。2.了解分子内氢键和分子内氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。壁虎为什么能紧紧贴着墙壁？近年来，有人用计算机模拟，证明壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力。图2-24壁虎细毛结构的仿生胶带

科学•技术•社会——壁虎与范德华力【新课导入】教材：P56为什么气体在降温加压时会液化，液体在降温时会凝固？气态水液态水固态水一、分子间作用力1、范德华力

范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。J.D.VanderWaals,1837-1923分子间的力分子间作用力（范德华力）比较强的分子间作用力（氢键）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。一、范德华力（1）概念：范德华力是固体、液体和气体中分子之间普遍存在的一种相互作用力。例如：共价化合物(CO2、H2SO4、HF、H2O、AlCl3等)

非金属单质(H2、P4、S8、C60等)

稀有气体金刚石、单质硅和SiO2中只有共价键，不存在分子！（2）本质：是分子之间的一种静电作用。1.范德华力2、范德华力的特点分子HClHBrHI范德华力(kJ·mol-1)21.1423.1126.00共价键键能(kJ·mol-1)431.8366298.7(1)范德华力很弱，约比化学键键能小1~2个数量级。与共价键相比，范德华力是否有饱和性和方向性？(2)范德华力没有饱和性和方向性。

只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多的吸引其他分子。一、范德华力3、影响范德华力的因素一、范德华力分子ArCOHIHBrHCl相对分子质量4028128.581.536.5范德华力(kJ/mol)8.508.7526.0023.1121.14(1)为什么范德华力：HI＞HBr＞HCl?组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大(2)为什么范德华力：CO＞Ar?CO是极性分子，Ar是非极性分子，相对分子质量相当的分子，极性越大，范德华力越大。某些分子间的范德华力对比分析，思考：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。分子相对分子质量分子的极性范德华力(kJ·mol-1)CO28极性8.75N228非极性8.50分析表中数据，范德华力的大小有什么特点？分子ArCOHIHBrHCl相对分子质量4028128.581.536.5范德华力(kJ/mol)8.508.7526.0023.1121.14(3)由此推理熔、沸点高低顺序：HCl、HBr、HI：______________；Ar、CO：________。HI>HBr>HClCO>Ar(4)比较HCl、HBr、HI的稳定性顺序：____________，由分子构成的物质的稳定性与范德华力是否相关：__________________________________________________。HCl>HBr>HI分子的稳定性与分子内的化学键有关，与范德华力无关一、范德华力卤素单质的熔点和沸点如表所示单质熔点/℃沸点/℃F2－219.6－188.1Cl2－101－34.6Br2－7.258.78I2113.5184.4怎样解释卤素单质从F2～I2的熔、沸点越来越高？Cl2Br2I2气态液态固态常温下Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大范德华力依次增大熔、沸点依次升高导思资料观看加热过程中物质的状态变化的微观模拟过程加热加热分子间的范德华力越大，物质的熔、沸点越高观看加热过程中物质的状态变化的微观模拟过程同一种物质，范德华力大小：固体液体气体>>>分子正戊烷异戊烷新戊烷相对分子质量727272沸点/℃36.1259某些分子的沸点一、范德华力相对分子质量相同，支链越多范德华力越小熔、沸点依次减小戊烷的沸点有什么变化规律？一、范德华力分子邻二甲苯间二甲苯对二甲苯相对分子质量106106106沸点/℃144.42139.10138.35相对分子质量相同，空间位阻越小范德华力越小熔、沸点依次减小二甲苯的沸点有什么变化规律？某些分子的沸点范德华力对物质性质的影响范德华力影响的主要是物质的熔、沸点等物理性质，与物质的稳定性无关。(1)组成和结构相似的分子构成的物质，看相对分子质量。

相对分子质量越大

范德华力越大

物质的熔、沸点越高。(2)互为同分异构体的有机物分子，支链越多，分子对称性越强，范德华力越小，物质的熔、沸点越低。例如，沸点：新戊烷<异戊烷<正戊烷。(3)相对分子质量相近的物质，看分子极性。

分子的极性越大

范德华力越大

物质的熔、沸点越高归纳总结思考1：预测第IVA族元素的简单氢化物的沸点相对大小与预测结果相符一般规律：同一主族非金属氢化物，从上到下，相对分子质量逐渐增大，熔沸点逐渐升高。导思一、分子间作用力思考：HF、H2O、NH3的沸点为什么反常？分子之间存在特别强的相互作用→氢键思考：什么样的原子间可形成氢键？N、O、F→电负性大氢键

在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，大大加强了水分子间的作用力，使水的熔沸点较高。这种静电作用就是氢键。二、氢键H—O键极性很强无内层电子，几乎成为“裸露”的质子。电负性大氢键OHHOHHδ＋δ＋δ－δ－…孤电子对(1)氢键的形成1.氢键1.定义：它是由已经与电负性很大的原子(N、F、O)形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子(N、F、O)之间形成的作用力.HFHF2.表示：氢键通常用

X—H…Y—表示,“—”表示共价键,“…”表示形成的氢键（X、Y为N、O、F）如HFHFX、Y可以相同，也可以不同

二、氢键即N-H、O-H、F-H键中的H180º沸点/℃周期O—H…ON—H…NF—H…F①要有与电负性很大的原子X以共价键结合的氢原子；②要有电负性很大且含有孤电子对的原子Y；③X与Y的原子半径要小。3、氢键的形成条件氢键的本质是静电作用4671118.8

氢键不是化学键，是一种特殊的分子间作用力。键能较小，约为共价键的十分之几【任务】探究氢键强度

共价键>氢键>范德华力4.氢键的强度

氢键氢键是除范德华力之外的另一种特殊的分子间作用力。3、类别：①分子间氢键

②分子内氢键对羟基苯甲醛对羟基苯甲酸邻羟基苯甲醛邻羟基苯甲酸邻硝基苯酚氢键氢键氢键氢键氢键

氢键氢键是除范德华力之外的另一种特殊的分子间作用力。4、特征：①方向性

(分子间氢键的X—H…Y三个原子尽可能在同一条直线上)∙∙∙180°

氢键氢键是除范德华力之外的另一种特殊的分子间作用力。4、特征：②饱和性

（每个裸露的氢原子核只能形成一个氢键。每个孤电子对

也只能形成一个氢键）。一个水分子周围只能与另外四个水分子以氢键结合二、氢键③有键长、键能。氢键X—H···Y键能/（kJ·mol-1）键长/pm代表性例子F—H···F28.1255（HF）nO—H···O18.8276冰O—H···O25.9266甲醇、乙醇N—H···F20.9268NH4FN—H···O20.9286CH3CONH2N—H···N5.4338NH3表2-9某些氢键的键能和键长**氢键键长一般定义为A—H···B的长度，而不是H···B的长度。4、特征：生物大分子中的氢键一、分子间作用力2、氢键对物质性质的影响(1)氢键对物质熔、沸点的影响

VA~VIA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。名称相对分子质量沸点/℃甲醇3265乙烷30-89乙醇4678丙烷44-42正丙醇6097正丁烷58-0.5水的熔点(℃)水的沸点(℃)水在0℃时密度(g/ml)水在4℃时密度(g/ml)0.00100.000.99981.0000冰的密度比液体水小？

常温下液态水中除了含有简单H2O外，还含有通过氢键联系在一起的缔合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子沿该氧原子的一个sp3杂化轨道的方向形成氢键，因此当所有H2O全部缔合——结冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氢键，成为晶体，因此在冰的结构中形成许多空隙，体积膨胀，密度减小。故冰的体积大于等质量的水的体积，冰的密度小于水的密度。(2)氢键对物质密度的影响一、分子间作用力2、氢键对物质性质的影响溶质分子与溶剂分子间能形成氢键，则能大大提高溶质的溶解度。如HF、NH3、低级醇、醛、酮等分子都与水分子形成氢键，均可溶于水。(3)氢键对物质溶解度的影响2、氢键对物质性质的影响一、分子间作用力范德华力氢键共价键作用粒子分子H与N、O、F原子特征无方向性和饱和性有方向性和饱和性有方向性和饱和性强度共价键>氢键>范德华力影响强度的因素①随分子极性的增大而增大②组成和结构相似的分子构成的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于X—H…Y，X、Y的电负性越大，Y原子的半径越小，作用越强成键原子半径和共用电子对数目。键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大。分子内氢键的存在，降低物质的熔、沸点共价键键能越大，分子稳定性(化性)越强小结：范德华力氢键分子间的作用力

概念、本质、特征

范德华力对物质熔、沸点的影响

概念、实质构成条件、特征

表示方法

氢键对物质性质的影响1、

下列说法中正确的是()A、分子间作用力越大，分子越稳定B、分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高C、相对分子质量越大，其分子间作用力越大D、分子间只存在范德华力B2、下列与氢键有关的说法中错误的是()A、卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键B、邻羟基苯甲醛()的熔、沸点比对羟基苯甲醛()的熔、沸点低C、氨水中存在分子间氢键D、形成氢键A—H‧‧‧B—的三个原子总在一条直线上D3、正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。①乙醇分子和水分子间只存在范德华力。（

）②氢键（X—H‧‧‧Y）中三原子在一条直线上时，作用力最强。（

）③“X—H‧‧‧Y”三原子不在一条直线上时，也能形成氢键。（