2.3.2 分子间作用力 氢键 课件-高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

选择性必修2(人教版2019)第二章分子结构与性质第三节

分子的结构与物质的性质第2课时分子间作用力液态水固态水气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体？冰雪融化成水，需要吸热；把水变成水蒸气仍然需要吸热。这说明水分子之间存在着相互作用力。

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）

学习

目标第2课时分子间作用力PART01PART02了解范德华力的实质及对物质性质的影响。熟悉两种常见的分子间作用力:范德华力和氢键;了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。1.认识分子间存在相互作用，知道范德华力是常见的分子间作用力；能说明范德华力对物质熔点、沸点等性质的影响，形成“结构决定性质”的基本观念。2.知道氢键是常见的分子间作用力；能说明氢键对物质熔点、沸点等性质的影响，能举例说明氢键对于生命的重大意义。3.知道物质的溶解性与分子结构的关系，了解“相似相溶”规律。夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬却掉不下来，为什么？科学•技术•社会解析：壁虎不能掉下的根本原因是壁虎足上的大量细毛与天花板之间存在范德华力。(1)定义：把分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力，又叫范德华力。（普遍存在于固体、液体和气体分子间的作用力）(2)存在：[任务一]认识范德华力本质：是分子之间的一种静电作用。单质分子之间、稀有气体原子之间、共价分子之间；石墨片层之间。金刚石(C)单质硅(Si)内部只有共价键，不存在分子大多数共价化合物，例如：1.CO2、H2SO4、HF,H2O,AlCl3、各种有机化合物等等；2.大多数非金属单质，例如：H2、P4、S8、C60、3.各种稀有气体（例如Ar、Kr），等等(3)特点：（与共价键的区别）【思考与讨论】对比下表，你对范德华力的大小有怎样的认识？范德华力/kJ·mol−1分子ArCOHIHBrHCl8.508.7526.0023.1121.14共价键键能/kJ·mol−1无745298.7366431.8结论1、范德华力不是化学键，是一种分子间的力范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级。结论2、分子的极性越大，范德华力越大。结论3、组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。分子ArCOHIHBrHCl分子量4028128.581.536.5范德华力(kJ/mol)8.508.7526.0023.1121.14④影响范德华力的因素：分子极性越大，范德华力越大组成结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。⑤

对物质性质的影响：范德华力越大，物质的熔、沸点越高范德华力只影响物质的物理性质，如熔沸点组成和结构相似的分子相对分子质量增大→范德华力增大→熔点和沸点升高例1．下列关于范德华力的叙述中，正确的是(

)A．范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键B．范德华力与化学键的区别是作用力的强弱问题C．任何分子间在任意情况下都会产生范德华力D．范德华力非常微弱，故破坏分子间的范德华力不需要消耗能量解析:范德华力的实质也是一种电性作用，但范德华力是分子间较弱的作用力，不是化学键，A错误；化学键是粒子间的强烈的相互作用，范德华力是分子间较弱的作用力，B正确；若分子间的距离足够远，则分子间没有范德华力，C错误；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量，D错误。B1）将干冰气化，破坏了CO2分子的—————2）将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的————范德华力共价键3）解释CCl4(液体)，CH4及CF4是气体，CI4是固体的原因。它们空间构型均是正四面体，结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，聚集程度越大。范德华力比较小时呈气态，随范德华力增大时变为液体，大到一定程度时变为固体【练习】4.填写下列空格：(1)N2的沸点比CO的沸点___(填“高”或“低”)，其原因是________________________________________________________________________________。(2)BCl3的沸点比BF3的___(填“高”或“低”)，其原因是___________________________________________________。低N2为非极性分子，CO为极性分子，且二者相对分子质量相近，极性分子间的范德华力较强，沸点更高。高BCl3与BF3的结构相似，BCl3的相对分子质量大，范德华力强(3)下列变化或事实与范德华力无关的是___(填字母)。A.CO2气体加压或降温时变成干冰B.CS2的沸点高于N2

C.食盐熔化C(4)比较下列物质熔、沸点高低：D2O_____H2O

CH4_____SiH4

HCl、HBr、HI：______________><HCl<HBr<HI(5)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键能大小影响分子的热稳定性,范德华力的大小影响物质的熔、沸点。化学键范德华力概念存在范围作用力强弱影响的性质使原子（离子）结合的相互作用把分子聚集在一起的作用力分子内、原子间分子间强烈微弱影响物质的化学性质和物理性质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【思考与预测】你能推测第VA、VIA、VIIA简单氢化物的沸点变化规律吗？第ⅣA族C、Si、Ge、Sn形成的氢化物的沸点如何变化？23451007550250-25-50-75-100-125-150-175沸点(℃)CH4SiH4GeH4SnH4H2OH2SH2SeH2Te周期数HHHHδ＋δ-静电吸引氢键[任务二]认识氢键电负性大，半径小几乎成为“裸露”的质子1.定义：它是由已经与电负性很大的原子(如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之间的作用力.氢键的本质是静电作用氢键的本质：是静电吸引作用，不是化学键，而是特色的分子间作用力，其键能比化学键弱，比范德华力强。类型范德华力氢键化学键强度（kJ/mol）

一般是2~20一般不超过40一般是100~6002.形成条件①一个分子有与电负性很大的原子形成共价键的氢原子N、O、F即N-H、O-H、F-H键中的H②另一个分子有电负性很大的原子3.表示方法

氢键通常用X—HY—来表示,“—”表示共价键

,“…”表示形成的氢键（X、Y为N、O、F）。…共价键氢键4.特征：方向性(X－H…Y尽可能在同一条直线上，使排斥作用最小，体系能量最低)饱和性(一个X－H只能和一个Y原子结合)共价键键能(kJ·mol-1)范德华力(kJ·mol-1)氢键(kJ·mol-1)冰462.823.1126.005、氢键的强弱：氢键比化学键的键能小1～2个数量级，但比范德华力强。强度：化学键>氢键>范德华力X—H···Y的强弱，与X和Y的电负性有关。电负性越大，氢键越强。如：F原子电负性最大，因而F-H…F是最强的氢键;原子吸引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：

F-H…F>O-H…O>N-H…N

C原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。6、氢键的类型邻羟基苯甲醛对羟基苯甲醛分子间氢键分子内氢键熔点：-7℃熔点：115℃5。分类类型存在影响分子间氢键分子内氢键

普遍存在于已经与N、O、F形成共价键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。如HF、H2O、NH3

相互之间，C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间。物质的熔、沸点将升高。某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有—CHO、—COOH、—OH和—NO2时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环”的特殊结构。物质的熔、沸点将降低。7、氢键的对物质性质的影响(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(2)氢键对物质密度的影响水的熔点(℃)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。(3)氢键对物质溶解度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。

DNA分子有两条链，链内原子之间以很强的共价键结合，链之间则是两条链上的碱基以氢键配对，许许多多的氢键将两条链连成独特的双螺旋结构，这是遗传基因复制机理的化学基础。生物大分子中的氢键科学技术社会生物大分子中的氢键归纳小结作用力类型范德华力氢键共价键作用微粒分子H与N、O、F原子强度比较共价键＞氢键＞范德华力影响因素组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大形成氢键元素的电负性原子半径对性质的影响影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大键能越大，稳定性越强（主要影响化学性质）例1.下列事实与氢键有关的是()①NH3的熔、沸点比PH3的高②乙醇、醋酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④HCl比HI的沸点低⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低A.①②③④⑤ B.①②③⑤C.①②③④ D.①②④⑤B例2.在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)中，所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为

：H2O>CH3OH>CO2>H2原因是：H2O与CH3OH均为极性分子，水分子间含氢键比甲醇中多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大1.过氧化氢(H2O2)是一种医用杀菌消毒剂，已知H2O2分子的结构如下图所示。H2O2分子不是直线形，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，书面夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。试回答：（1）下列关于的说法正确的是_______。a.该分子中有极性键 b.该分子中有非极性键c.该分子中氧原子的轨道发生sp2杂化 d.该分子是非极性分子（2）H2O2分子间易形成氢键，该氢键的表示式是_____________。（3）H2O2难溶于CS2，主