2021-2022学年人教版（2019）高中化学选择性必修二2.3.2分子间作用力 课件 （43张ppt）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年人教版（2019）高中化学选择性必修二2.3.2分子间作用力 课件 （43张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 22.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-12-02 10:14:45 | ||
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文档简介
(共43张PPT)
第三节 分子结构与物质的性质
第二课时 分子间作用力 手性分子
第二章 分子结构与性质
【课程目标】
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。
3.结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体？
固态水
气态水
液态水
【情境引入】
分子间普遍存在相互作用力，
这类分子间的作用力称为范德华力。
范德华(1837-1923)
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。
一、范德华力
【任务一：范德华力】
分析表中数据，范德华力的大小有什么特点？
结论：1、范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级
分子 HCl HBr HI
431.8 366 298.7
21.14 23.11 26.00
力
二、范德华力的大小
【思考交流】
2、分子结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大
4、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)
CO 28 极性 8.75
N2 28 非极性 8.50
分析表中数据，范德华力的大小有什么特点？
【思考交流】
5、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
6、范德华力没有饱和性和方向性
观看加热过程中物质的状态变化的微观模拟过程
资料
三、范德华力对物质性质的影响
【任务一：范德华力】
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
分子的极性越大
相对分子质量越大
范德华力
越大
物质的熔、沸点
越高
单质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃
Cl2 71 ﹣101 ﹣34.6
Br2 160 ﹣7.2 58.78
I2 254 113.5 184.4
组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。
Br2
I2
气态
液态
固态
常温下
Cl2
第IVA族：
与预测结果相符
预测第IVA族、第VIA族元素的氢化物的沸点相对大小
四、范德华力的应用
【任务一：范德华力】
为什么H2O的相对分子质量比H2S的小，而沸点比H2S的高得多
预测第IVA族、第VIA族元素的氢化物的沸点相对大小
四、范德华力的应用
【任务一：范德华力】
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？
【思考交流】
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，这种静电作用就是氢键。
- - - - - -
【任务二：氢键】
沸点/℃
周期
氢键的形成条件
O—H
…
O
N—H
…
N
F—H
…
F
①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。
沸点/℃
周期
X—H
Y—
…
共价键
氢键
氢键的表示方法
通常用“ ”表示氢键，其中“－”表示共价键，“…”表示形成的氢键。
X－H…Y
氢键的特征
467 11 18.8
氢键比化学键的键能小，不属于化学键，是除范德华力外的另一种分子间的作用力。
力
以冰晶体为例：
方向性(X－H…Y尽可能在同一条直线上)
饱和性(一个X－H只能和一个Y原子结合)
邻羟基苯甲醛（熔点-7 ℃）
对羟基苯甲醛（熔点115 ℃）
解释为什么邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛熔、沸点不同？请将氢键表示出来说明。
【思考交流】
分
子
内
氢
键
分
子
间氢
键
氢键对物质的性质的影响
(1)氢键对物质熔、沸点的影响
②VA~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。
①互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔沸点比能形成分子间氢键的物质的低。由于邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
水的熔点(℃) 水的沸点(℃) 水在0 ℃时密度(g/ml) 水在4 ℃时密度(g/ml)
0.00 100.00 0.9998 1.0000
冰的密度比液体水小？
【思考交流】
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
解释氨气分子为什么极易溶于水原因。
NH3与H2O间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。氨气，低级醇、醛、酮等分子都与水分子形成氢键，均可溶于水。
【思考交流】
(3)氢键对物质溶解度的影响
生物大分子中的氢键
化学键 范德华力 氢键
存在范围 分子内，原子间 分子之间 分子之间
作用力 强弱 较强 比化学键的键能小1～2个数量级 比化学键的键能小1～2个数量级
对物质性质的影响 主要影响 化学性质 主要影响物理性质（如熔、沸点） 主要影响物理性质
（如熔、沸点）
【归纳小结】
C
【课堂练习】
物质在水中的溶解性与哪些因素有关？
【思考交流】
活动1 探究蔗糖、硼酸、萘、I2分别在水和四氯化碳中的溶解性
蔗糖和硼酸易溶于H2O，难溶于CCl4；
萘和碘却易溶于CCl4，难溶于H2O。
蔗糖
硼酸
I2
萘
蔗糖
硼酸
I2
萘
水
CCl4
【学生活动】
（分子的极性）
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，
而极性溶质一般能溶于极性溶剂。
极性分子
蔗糖
硼酸
H2O
萘
碘
CCl4
非极性分子
溶质
溶剂
【任务三：“相似相溶”规律】
活动2 分析表中数据，解释溶解度变化规律
名称 甲醇 乙醇 1-丙醇 1-丁醇 1-戊醇
溶解度/g ∞ ∞ ∞ 0.11 0.030
随分子中的碳原子数增加，饱和一元醇在水中的溶解度逐渐减小。
某些物质在293 K,100 g水中的溶解度
【学生活动】
C2H5OH中的—OH和H2O中的—OH相近，因而乙醇易溶于水。
戊醇(CH3CH2CH2CH2CH2OH)中烃基较大，其中的—OH跟水分子中的—OH相似性差异较大，因此它在水中溶解度明显减小。
活动3 分析下表，你能得到哪些规律，并加以解释
气体的溶解度（气体的压强为1.01×105 Pa，温度为293K，在100 g水中的溶解度）
【学生活动】
水是极性溶剂，根据“相似相溶”，
非极性溶质在水中的溶解度不大。
非极性分子
气体的溶解度（气体的压强为1.01×105 Pa，温度为293K，在100 g水中的溶解度）
【学生活动】
气体的溶解度（气体的压强为1.01×105 Pa，温度为293K，在100 g水中的溶解度）
异常数据：CO2、Cl2是非极性分子，
但在水中具有较好的溶解度。
化学反应：如果溶质与水发生化学反应,可增大其溶解度。
【学生活动】
SO2是极性分子，且SO2能与水反应
在该表中，氨气溶解度最高。
NH3是极性分子，NH3和H2O发生反应，
且NH3分子和H2O分子间能形成氢键
【学生活动】
1.分子的极性
4.形成氢键
3.发生化学反应
2.分子结构的相似性
物质在水中的溶解性的影响因素
【归纳小结】
请利用物质的溶解性的影响因素解释实验现象
资料
【活学活用】
请利用物质的溶解性的影响因素解释实验现象
碘水溶液
向碘水溶液中加入CCl4后
I2 + I-
I3-
【活学活用】
活动4 尝试着将这两个分子叠合，它们能叠合吗？
两个分子互为镜像，但不能相互叠合，
【学生活动】
左手和右手互为镜像，但不能相互叠合，
像这样具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体（或对映异构体）。
有手性异构体的分子叫做手性分子
【任务四：手性分子】
活动5 搭建CH2ClBr和CHFClBr的分子模型，并制作其
镜像分子模型，并思考二者是否是同种分子？
【学生活动】
CH2ClBr
绕轴旋转
能叠合
手性分子形成的条件
互为镜像关系的分子能叠合，是同种分子
CHFClBr
互为镜像关系的分子不能叠合，不是同种分子
绕轴旋转
不能叠合
手性分子形成的条件
同一个碳原子上连有四个不同的原子（基团）
互为镜像的分子在三维空间里不能叠合
互为手性异构体
手性分子形成的条件
【归纳小结】
其中，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。
手性碳原子
2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成的药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。
手性分子的应用
【活学活用】
A
【课堂练习】
分子间的作用力
范德华力及其对物质性质的影响
氢键及其对物质性质的影响
溶解性
分子的手性
相似相溶
【课堂小结】
第三节 分子结构与物质的性质
第二课时 分子间作用力 手性分子
第二章 分子结构与性质
【课程目标】
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。
3.结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体？
固态水
气态水
液态水
【情境引入】
分子间普遍存在相互作用力，
这类分子间的作用力称为范德华力。
范德华(1837-1923)
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。
一、范德华力
【任务一：范德华力】
分析表中数据，范德华力的大小有什么特点？
结论：1、范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级
分子 HCl HBr HI
431.8 366 298.7
21.14 23.11 26.00
力
二、范德华力的大小
【思考交流】
2、分子结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大
4、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)
CO 28 极性 8.75
N2 28 非极性 8.50
分析表中数据，范德华力的大小有什么特点？
【思考交流】
5、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
6、范德华力没有饱和性和方向性
观看加热过程中物质的状态变化的微观模拟过程
资料
三、范德华力对物质性质的影响
【任务一：范德华力】
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
分子的极性越大
相对分子质量越大
范德华力
越大
物质的熔、沸点
越高
单质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃
Cl2 71 ﹣101 ﹣34.6
Br2 160 ﹣7.2 58.78
I2 254 113.5 184.4
组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。
Br2
I2
气态
液态
固态
常温下
Cl2
第IVA族：
与预测结果相符
预测第IVA族、第VIA族元素的氢化物的沸点相对大小
四、范德华力的应用
【任务一：范德华力】
为什么H2O的相对分子质量比H2S的小，而沸点比H2S的高得多
预测第IVA族、第VIA族元素的氢化物的沸点相对大小
四、范德华力的应用
【任务一：范德华力】
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？
【思考交流】
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，这种静电作用就是氢键。
- - - - - -
【任务二：氢键】
沸点/℃
周期
氢键的形成条件
O—H
…
O
N—H
…
N
F—H
…
F
①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。
沸点/℃
周期
X—H
Y—
…
共价键
氢键
氢键的表示方法
通常用“ ”表示氢键，其中“－”表示共价键，“…”表示形成的氢键。
X－H…Y
氢键的特征
467 11 18.8
氢键比化学键的键能小，不属于化学键，是除范德华力外的另一种分子间的作用力。
力
以冰晶体为例：
方向性(X－H…Y尽可能在同一条直线上)
饱和性(一个X－H只能和一个Y原子结合)
邻羟基苯甲醛（熔点-7 ℃）
对羟基苯甲醛（熔点115 ℃）
解释为什么邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛熔、沸点不同？请将氢键表示出来说明。
【思考交流】
分
子
内
氢
键
分
子
间氢
键
氢键对物质的性质的影响
(1)氢键对物质熔、沸点的影响
②VA~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。
①互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔沸点比能形成分子间氢键的物质的低。由于邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。
水的熔点(℃) 水的沸点(℃) 水在0 ℃时密度(g/ml) 水在4 ℃时密度(g/ml)
0.00 100.00 0.9998 1.0000
冰的密度比液体水小？
【思考交流】
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
解释氨气分子为什么极易溶于水原因。
NH3与H2O间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。氨气，低级醇、醛、酮等分子都与水分子形成氢键，均可溶于水。
【思考交流】
(3)氢键对物质溶解度的影响
生物大分子中的氢键
化学键 范德华力 氢键
存在范围 分子内，原子间 分子之间 分子之间
作用力 强弱 较强 比化学键的键能小1～2个数量级 比化学键的键能小1～2个数量级
对物质性质的影响 主要影响 化学性质 主要影响物理性质（如熔、沸点） 主要影响物理性质
（如熔、沸点）
【归纳小结】
C
【课堂练习】
物质在水中的溶解性与哪些因素有关？
【思考交流】
活动1 探究蔗糖、硼酸、萘、I2分别在水和四氯化碳中的溶解性
蔗糖和硼酸易溶于H2O，难溶于CCl4；
萘和碘却易溶于CCl4，难溶于H2O。
蔗糖
硼酸
I2
萘
蔗糖
硼酸
I2
萘
水
CCl4
【学生活动】
（分子的极性）
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，
而极性溶质一般能溶于极性溶剂。
极性分子
蔗糖
硼酸
H2O
萘
碘
CCl4
非极性分子
溶质
溶剂
【任务三：“相似相溶”规律】
活动2 分析表中数据，解释溶解度变化规律
名称 甲醇 乙醇 1-丙醇 1-丁醇 1-戊醇
溶解度/g ∞ ∞ ∞ 0.11 0.030
随分子中的碳原子数增加，饱和一元醇在水中的溶解度逐渐减小。
某些物质在293 K,100 g水中的溶解度
【学生活动】
C2H5OH中的—OH和H2O中的—OH相近，因而乙醇易溶于水。
戊醇(CH3CH2CH2CH2CH2OH)中烃基较大，其中的—OH跟水分子中的—OH相似性差异较大，因此它在水中溶解度明显减小。
活动3 分析下表，你能得到哪些规律，并加以解释
气体的溶解度（气体的压强为1.01×105 Pa，温度为293K，在100 g水中的溶解度）
【学生活动】
水是极性溶剂，根据“相似相溶”，
非极性溶质在水中的溶解度不大。
非极性分子
气体的溶解度（气体的压强为1.01×105 Pa，温度为293K，在100 g水中的溶解度）
【学生活动】
气体的溶解度（气体的压强为1.01×105 Pa，温度为293K，在100 g水中的溶解度）
异常数据：CO2、Cl2是非极性分子，
但在水中具有较好的溶解度。
化学反应：如果溶质与水发生化学反应,可增大其溶解度。
【学生活动】
SO2是极性分子，且SO2能与水反应
在该表中，氨气溶解度最高。
NH3是极性分子，NH3和H2O发生反应，
且NH3分子和H2O分子间能形成氢键
【学生活动】
1.分子的极性
4.形成氢键
3.发生化学反应
2.分子结构的相似性
物质在水中的溶解性的影响因素
【归纳小结】
请利用物质的溶解性的影响因素解释实验现象
资料
【活学活用】
请利用物质的溶解性的影响因素解释实验现象
碘水溶液
向碘水溶液中加入CCl4后
I2 + I-
I3-
【活学活用】
活动4 尝试着将这两个分子叠合，它们能叠合吗？
两个分子互为镜像，但不能相互叠合，
【学生活动】
左手和右手互为镜像，但不能相互叠合，
像这样具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体（或对映异构体）。
有手性异构体的分子叫做手性分子
【任务四：手性分子】
活动5 搭建CH2ClBr和CHFClBr的分子模型，并制作其
镜像分子模型，并思考二者是否是同种分子？
【学生活动】
CH2ClBr
绕轴旋转
能叠合
手性分子形成的条件
互为镜像关系的分子能叠合，是同种分子
CHFClBr
互为镜像关系的分子不能叠合，不是同种分子
绕轴旋转
不能叠合
手性分子形成的条件
同一个碳原子上连有四个不同的原子（基团）
互为镜像的分子在三维空间里不能叠合
互为手性异构体
手性分子形成的条件
【归纳小结】
其中，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团。
手性碳原子
2001年，诺贝尔化学奖授予三位用手性催化剂生产手性药物的化学家。用他们的合成方法，可以只得到一种或者主要只得到一种手性分子，不得到或者基本上不得到它的手性异构分子，这种独特的合成方法称为手性合成。手性合成的药物生产造福人类并带来巨大的经济效益。
手性分子的应用
【活学活用】
A
【课堂练习】
分子间的作用力
范德华力及其对物质性质的影响
氢键及其对物质性质的影响
溶解性
分子的手性
相似相溶
【课堂小结】