第二章第三节第2课时分子间的作用力课件(共26张PPT)2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 第二章第三节第2课时分子间的作用力课件(共26张PPT)2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 9.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-26 17:40:06 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
第三节 分子结构与物质的性质
第二章 分子结构与性质
第2课时：分子间作用力 溶解性 手性分子
1.范德华力：
①定义：
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（如液态或固态）存在。
②特点：
范德华力很弱，比化学键键能小 1 ~ 2 个数量级；
一、分子间作用力
③影响范德华力的因素：
分子 Ar CO HI HBr HCl
分子量 40 28 128.5 81.5 36.5
范德华力(kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大
分子极性越大，范德华力越大
④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,相对分子质量越大，范德华力越大，
熔、沸点越高。
增大
2.氢键：
⑴定义：
已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子，与另一个分子中电负性很大的原子之间形成的一种分子间作用力。
说明：这里电负性很大的原子是指N、F、O 。
⑵表示： 氢键通常用X—H Y —来表示, “—”表示共价键 , “…”表示形成的氢键（X、Y为N、O、F）。
…
O—H…O
N—H…N
F—H…F
（3）氢键的强度：
氢键的键能比化学键的键能小1~2个数量级，氢键不是化学键。
共价键 > 氢键 >范德华力
（4）氢键的分类：
分子间氢键
分子内氢键
HF、H2O、NH3 相互之间
C2H5OH、CH3COOH相互之间
酚羟基的邻位有—CHO、—COOH、—OH和—NO2时，可形成分子内的氢键
①分子间氢键的存在会使物质的熔、沸点升高。
②分子内氢键的存在会使物质的熔、沸点降低。
对羟基苯甲醛（熔点115 ℃）
邻羟基苯甲醛（熔点-7 ℃）
(5)氢键对物质熔、沸点的影响：
1.范德华力：（分子间作用力）分子的组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高。
2.氢键：分子间存在氢键使物质的熔、沸点升高
分子内存在氢键使物质的熔、沸点降低
小结：影响物质的熔、沸点：
如：沸点H2O>H2Te>H2Se>H2S
解释：同一主族元素的氢化物，结构相似。由于水分子之间存在氢键，所以水的沸点较大。而H2Te、H2Se 、H2S的相对分子质量依次减小，范德华力逐渐减小，所以H2Te、H2Se 、H2S的沸点逐渐减小。
同一主族不同的氢化物的沸点
水的特殊物理性质
熔点/℃ 沸点/℃ ρ(0℃) ρ(4℃) ρ(20℃) ρ(100℃)
0.00 100.00 0.999841 1.000000 0.998203 0.958354
氢键对水分子性质的影响
特性：水的熔沸点比较高、冰的密度比液态水小、水在4℃时密度最大、测定的相对分子质量比按化学式计算的大。
在水蒸气中，水以单个的H2O分子形式存在；无氢键。
在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成(H2O)n；
在固态水(冰)中，水分子大范围地以氢键互相联结.
生物大分子中的氢键
生命体中许多大分也存在氢键(如图2-28)，而且对生命物质的高级结构和生物活动具有重要的意义。例如，氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因，DNA双螺旋的两个螺旋链也正是通过氢键相互结合的（如图2-29)。
没有氢键就没有生命
(6)氢键对溶解度的影响
溶质与溶剂间形成氢键可以使溶解度增大。
练习1：
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分子间均存在氢键，水分子间含氢键比甲醇中多；CO2与H2分子间均不存在氢键，CO2相对分子质量较大，范德华力较大
①相似相溶原理：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，
极性溶质一般能溶于极性溶剂。
溶质和溶剂分子间存在氢键，作用力越大,溶解性增大。
3.溶解性
如：1.NH3为极性分子，易溶于极性溶剂水中；且氨分子易与水分子之间形成氢键。
2.碘易溶于CCl4 ，却难溶于水。原因是碘和CCl4 为非极性分子，而水是极性分子
3.甲醇可以与水以任意比例互溶，因为甲醇分子与水分子间可以形成分子间氢键
如低级醇与水互溶，而高级醇在水中的溶解度却很小
原因：乙醇CH3CH2OH分子中的—OH与水分子的—OH相近，因而乙醇能与水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH的烃基较大，其中的—OH与水分子的—OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明显减小。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性
【实验探究】
I2 + I－ I3－
加入 CCl4
振荡
加入 KI 溶液
振荡
碘水呈棕黄色
溶液分层，下层
溶液呈紫红色
上层浅黄色变深，
下层紫红色变浅
结论：I2 在 CCl4 中溶解性比在水中好，I2 在与I-反应生产I3- ，溶解度增大。
③如果溶质与水反应，则可增大其溶解度。
总结：影响溶解性的因素
①溶质与溶剂的极性：相似相溶原理
③温度和压强等外部因素。
固体在水中的溶解度主要受温度影响；
气体溶解度主要受温度、压强影响。
② 溶质与溶剂之间能形成氢键；
溶质和溶剂的分子结构相似；
溶质与水反应。
均可增大溶解度
为什么需要用乙醚来提取青蒿素，用水不可以呢？
CH3CH2—O—CH2CH3
乙醚
青蒿素
极性上：青蒿素和乙醚的极性小，所以青蒿素在水中的溶解度小，在乙醚中的溶解度大。
结构上：青蒿素中含有醚键，乙醚中也有醚键。 相似相溶！
二、分子的手性
人的左、右手互为实物 和 镜像，但彼此不能重合。
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，犹如实物和镜像，但彼此不能重合，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。
物质的这种特征叫手性
1.手性分子
如 CHFClBr的空间结构
绕轴旋转
不能叠合
2.手性碳原子
当碳原子连接4 个不同的原子或基团时，该碳原子就是一个手性中心，称为手性碳原子，标记为﹡。手性碳原子一定是饱和碳原子。
HOOC—CH—CH3
OH
﹡
1.下列分子中指定的碳原子（用*标记）不属于手性碳原子的是( )
B.丙氨酸
C.葡萄糖
D.甘油醛
A.苹果酸
HOOC—CH2—CHOH—COOH
*
CH3—CH—COOH
NH2
—
*
CH2—CH—CH—CH—CH—CHO
OH
—
—
OH
—
OH
—
OH
OH
—
*
CH2OH
—
CHOH
CHO
—
*
A
学习评价：
1.合成手性药物
3.手性分子的应用：
2.利用手性催化剂进行手性合成
课堂小结1
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
影响溶解性的因素
①溶质与溶剂的极性：相似相溶原理
③温度和压强等外部因素。
固体在水中的溶解度主要受温度影响；
气体溶解度主要受温度、压强影响。
② 溶质与溶剂之间能形成氢键；
溶质和溶剂的分子结构相似；
溶质与水反应。
均可增大溶解度
课堂小结2
2.手性碳原子
当碳原子连接4 个不同的原子或基团时，该碳原子就是一个手性中心，称为手性碳原子，标记为﹡。手性碳原子一定是饱和碳原子。
1.分子的手性
课堂小结3
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，犹如实物和镜像，但彼此不能重合，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。
3.手性分子的应用
第三节 分子结构与物质的性质
第二章 分子结构与性质
第2课时：分子间作用力 溶解性 手性分子
1.范德华力：
①定义：
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（如液态或固态）存在。
②特点：
范德华力很弱，比化学键键能小 1 ~ 2 个数量级；
一、分子间作用力
③影响范德华力的因素：
分子 Ar CO HI HBr HCl
分子量 40 28 128.5 81.5 36.5
范德华力(kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大
分子极性越大，范德华力越大
④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,相对分子质量越大，范德华力越大，
熔、沸点越高。
增大
2.氢键：
⑴定义：
已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子，与另一个分子中电负性很大的原子之间形成的一种分子间作用力。
说明：这里电负性很大的原子是指N、F、O 。
⑵表示： 氢键通常用X—H Y —来表示, “—”表示共价键 , “…”表示形成的氢键（X、Y为N、O、F）。
…
O—H…O
N—H…N
F—H…F
（3）氢键的强度：
氢键的键能比化学键的键能小1~2个数量级，氢键不是化学键。
共价键 > 氢键 >范德华力
（4）氢键的分类：
分子间氢键
分子内氢键
HF、H2O、NH3 相互之间
C2H5OH、CH3COOH相互之间
酚羟基的邻位有—CHO、—COOH、—OH和—NO2时，可形成分子内的氢键
①分子间氢键的存在会使物质的熔、沸点升高。
②分子内氢键的存在会使物质的熔、沸点降低。
对羟基苯甲醛（熔点115 ℃）
邻羟基苯甲醛（熔点-7 ℃）
(5)氢键对物质熔、沸点的影响：
1.范德华力：（分子间作用力）分子的组成和结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高。
2.氢键：分子间存在氢键使物质的熔、沸点升高
分子内存在氢键使物质的熔、沸点降低
小结：影响物质的熔、沸点：
如：沸点H2O>H2Te>H2Se>H2S
解释：同一主族元素的氢化物，结构相似。由于水分子之间存在氢键，所以水的沸点较大。而H2Te、H2Se 、H2S的相对分子质量依次减小，范德华力逐渐减小，所以H2Te、H2Se 、H2S的沸点逐渐减小。
同一主族不同的氢化物的沸点
水的特殊物理性质
熔点/℃ 沸点/℃ ρ(0℃) ρ(4℃) ρ(20℃) ρ(100℃)
0.00 100.00 0.999841 1.000000 0.998203 0.958354
氢键对水分子性质的影响
特性：水的熔沸点比较高、冰的密度比液态水小、水在4℃时密度最大、测定的相对分子质量比按化学式计算的大。
在水蒸气中，水以单个的H2O分子形式存在；无氢键。
在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成(H2O)n；
在固态水(冰)中，水分子大范围地以氢键互相联结.
生物大分子中的氢键
生命体中许多大分也存在氢键(如图2-28)，而且对生命物质的高级结构和生物活动具有重要的意义。例如，氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的重要原因，DNA双螺旋的两个螺旋链也正是通过氢键相互结合的（如图2-29)。
没有氢键就没有生命
(6)氢键对溶解度的影响
溶质与溶剂间形成氢键可以使溶解度增大。
练习1：
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分子间均存在氢键，水分子间含氢键比甲醇中多；CO2与H2分子间均不存在氢键，CO2相对分子质量较大，范德华力较大
①相似相溶原理：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，
极性溶质一般能溶于极性溶剂。
溶质和溶剂分子间存在氢键，作用力越大,溶解性增大。
3.溶解性
如：1.NH3为极性分子，易溶于极性溶剂水中；且氨分子易与水分子之间形成氢键。
2.碘易溶于CCl4 ，却难溶于水。原因是碘和CCl4 为非极性分子，而水是极性分子
3.甲醇可以与水以任意比例互溶，因为甲醇分子与水分子间可以形成分子间氢键
如低级醇与水互溶，而高级醇在水中的溶解度却很小
原因：乙醇CH3CH2OH分子中的—OH与水分子的—OH相近，因而乙醇能与水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH的烃基较大，其中的—OH与水分子的—OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明显减小。
②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性
【实验探究】
I2 + I－ I3－
加入 CCl4
振荡
加入 KI 溶液
振荡
碘水呈棕黄色
溶液分层，下层
溶液呈紫红色
上层浅黄色变深，
下层紫红色变浅
结论：I2 在 CCl4 中溶解性比在水中好，I2 在与I-反应生产I3- ，溶解度增大。
③如果溶质与水反应，则可增大其溶解度。
总结：影响溶解性的因素
①溶质与溶剂的极性：相似相溶原理
③温度和压强等外部因素。
固体在水中的溶解度主要受温度影响；
气体溶解度主要受温度、压强影响。
② 溶质与溶剂之间能形成氢键；
溶质和溶剂的分子结构相似；
溶质与水反应。
均可增大溶解度
为什么需要用乙醚来提取青蒿素，用水不可以呢？
CH3CH2—O—CH2CH3
乙醚
青蒿素
极性上：青蒿素和乙醚的极性小，所以青蒿素在水中的溶解度小，在乙醚中的溶解度大。
结构上：青蒿素中含有醚键，乙醚中也有醚键。 相似相溶！
二、分子的手性
人的左、右手互为实物 和 镜像，但彼此不能重合。
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，犹如实物和镜像，但彼此不能重合，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。
物质的这种特征叫手性
1.手性分子
如 CHFClBr的空间结构
绕轴旋转
不能叠合
2.手性碳原子
当碳原子连接4 个不同的原子或基团时，该碳原子就是一个手性中心，称为手性碳原子，标记为﹡。手性碳原子一定是饱和碳原子。
HOOC—CH—CH3
OH
﹡
1.下列分子中指定的碳原子（用*标记）不属于手性碳原子的是( )
B.丙氨酸
C.葡萄糖
D.甘油醛
A.苹果酸
HOOC—CH2—CHOH—COOH
*
CH3—CH—COOH
NH2
—
*
CH2—CH—CH—CH—CH—CHO
OH
—
—
OH
—
OH
—
OH
OH
—
*
CH2OH
—
CHOH
CHO
—
*
A
学习评价：
1.合成手性药物
3.手性分子的应用：
2.利用手性催化剂进行手性合成
课堂小结1
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
影响溶解性的因素
①溶质与溶剂的极性：相似相溶原理
③温度和压强等外部因素。
固体在水中的溶解度主要受温度影响；
气体溶解度主要受温度、压强影响。
② 溶质与溶剂之间能形成氢键；
溶质和溶剂的分子结构相似；
溶质与水反应。
均可增大溶解度
课堂小结2
2.手性碳原子
当碳原子连接4 个不同的原子或基团时，该碳原子就是一个手性中心，称为手性碳原子，标记为﹡。手性碳原子一定是饱和碳原子。
1.分子的手性
课堂小结3
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，犹如实物和镜像，但彼此不能重合，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。
3.手性分子的应用