2.3 课时2 分子间的作用力 课件(共21张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 2.3 课时2 分子间的作用力 课件(共21张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-13 12:14:19 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质 课时2
冰山融化现象是物理变化还是化学变化？
冰山融化过程中有没有破坏其中的化学键？
那为什么冰山融化过程仍要吸收能量呢？
这说明水分子之间存在着相互作用力。
1.认识分子间存在相互作用，了解范德华力，氢键的特征；
2.能说明范德华力、氢键对物质性质的影响。
一、分子间作用力
1. 范德华力及其对物质性质的影响
(1) 含义：
(2) 特点：
微粒间 作用力 能量
kJ·mol-1
化学键 100～600
范德华力 2～20
是一种普遍存在于分子之间的相互作用力。
范德华力很弱，比化学键键能小1～2个数量级。
这些毛发使壁虎能够利用弱的分子间力，即范德华力，从而附着在光滑的表面上。
壁虎细毛结构
一般没有饱和性和方向性
(3) 影响因素
分子的极性会影响范德华力
分子 Ar CO HI HBr HCl
相对分子质量 40 28 129 81 36.5
范德华力 （kJ/mol） 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
组成结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。
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
思考与讨论
怎样解释卤素单质从F2～I2的熔点和沸点越来越高
单质 熔点/℃ 沸点/℃
F2 -219.6 -188.1
Cl2 -101 -34.6
Br2 -7.2 58.78
I2 113.5 184.4
表2-8 卤素单质的熔点和沸点
Cl2
Br2
I2
预测第IVA族、第VIA族元素的氢化物的沸点相对大小
思考与讨论
第IVA族：
第VIA族：
为什么H2O的相对分子质量比H2S的小，而沸点比H2S的高得多？
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。
- - - - - -
2. 氢键及其对物质性质的影响
（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。
O—H
…
O—
N—H
…
N—
F—H
…
F—
X—H
…
Y—
共价键
氢键
X、Y为N、O、F
[思考]氨水中能形成几种氢键？分别如何表示？
四种：
水分子间：
NH3分子间：
H2O和NH3之间：
H—O—H···O—H
H
O—H···O
N—H···N—H
H
H
H
H
N—H···N
① N—H···O—H
H
H
H
N—H···O
② H—O—H···N—H
H
H
O—H···N
[思考]“氢键是一种特殊的共价键,即电负性很大的原子和氢原子形成的共价键”的说法对吗 为什么
不对。氢键不属于化学键,本质是静电吸引作用，它一种比范德华力强的分子间作用力。
X—H----Y强弱与X和Y的电负性有关:电负性越大，则氢键越强。
氢键 键能/kJ·mol-1 键长/pm 代表性例子
F—H···F 28.1 255 （HF）n
O—H···O 18.8 276 冰
O—H···O 25.9 266 甲醇、乙醇
N—H···F 20.9 268 NH4F
①方向性
(2)特征：
A—H与B形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布，使A，B尽量远离，这样电子云排斥作用最小，体系能量最低，氢键最强，最稳定，所以氢键具有方向。
②饱和性
每个裸露的氢原子核只能形成一个氢键。
(3)氢键的类型：
①分子内氢键
②分子间氢键
邻羟基苯甲醛（熔点-7 ℃）
对羟基苯甲醛（熔点115 ℃）
分子间缔合能力加强， 降低了分子的挥发能力，熔沸点更高。
分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除需破坏范德华力外，还需破坏分子间氢键，消耗更多的能量，所以存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。
ⅤA~ⅦA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。
(3)氢键对物质性质的影响
科学·技术·社会
生物大分子中的氢键
羊毛织品水洗后变形
羊毛纤维是蛋白质构成的，蛋白质上的氨基和羰基可能会形成氢键。羊毛在浸水和干燥的过程中，会在这些氢键处纳入水和去除水，而且其变化往往是不可逆的，从而改变了原先蛋白质的构造，即原先的氢键部位可能发生移动，由此引起羊毛织品变形。
氢键的存在可以改变一些物质的结构，对物质构型是有影响的，还可以影响构象的稳定性等。
DNA双螺旋结构中的氢键
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。
1.判断正误
①极性分子中不可能含有非极性键。 ( )
②一般极性分子中含有极性键。( )
③相对分子质量越大，物质熔沸点越高。( )
④分子极性越大，范德华力越大。( )
⑤HF的沸点较高，是因为H—F的键能很大。( )
[练一练]
2.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
3.下列物质的变化中,破坏的主要是范德华力的是( )
A.碘单质的升华
B.NaCl溶于水
C.将冰加热变为液态
D.NH4Cl受热分解
B
A
4.下列关于氢键的说法正确的是( )
A.由于氢键的作用,使NH3、H2O、HF的沸点高于同主族其他元素气态
氢化物的沸点
B.氢键只能存在于分子间,不能存在于分子内
C.根据氢键键能的大小可知,沸点高低顺序为HF>H2O>NH3
D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键,且氢键的数目依次增多
A
5.比较下列化合物的沸点，前者低于后者的是( )
A. 乙醇与氯乙烷
B. 邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸
C. 对羟基苯甲醇 与邻羟基苯甲醇
D. H2O与H2Te
B选项：
—COOH
—OH
HOOC—
—OH
—CH2OH
OH
HO—
—CH2OH
C选项：
B
分子间作用力
范德华力
氢键
含义
特点
影响因素
对物质性质的影响
本质及形成条件
主要影响物理性质，如熔沸点
极性
相对分子质量
表示方法
分类
对物质性质的影响
定义
X—H···Y
分子间氢键
分子内氢键
分子间氢键使物质熔沸点升高
第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质 课时2
冰山融化现象是物理变化还是化学变化？
冰山融化过程中有没有破坏其中的化学键？
那为什么冰山融化过程仍要吸收能量呢？
这说明水分子之间存在着相互作用力。
1.认识分子间存在相互作用，了解范德华力，氢键的特征；
2.能说明范德华力、氢键对物质性质的影响。
一、分子间作用力
1. 范德华力及其对物质性质的影响
(1) 含义：
(2) 特点：
微粒间 作用力 能量
kJ·mol-1
化学键 100～600
范德华力 2～20
是一种普遍存在于分子之间的相互作用力。
范德华力很弱，比化学键键能小1～2个数量级。
这些毛发使壁虎能够利用弱的分子间力，即范德华力，从而附着在光滑的表面上。
壁虎细毛结构
一般没有饱和性和方向性
(3) 影响因素
分子的极性会影响范德华力
分子 Ar CO HI HBr HCl
相对分子质量 40 28 129 81 36.5
范德华力 （kJ/mol） 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
组成结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。
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
思考与讨论
怎样解释卤素单质从F2～I2的熔点和沸点越来越高
单质 熔点/℃ 沸点/℃
F2 -219.6 -188.1
Cl2 -101 -34.6
Br2 -7.2 58.78
I2 113.5 184.4
表2-8 卤素单质的熔点和沸点
Cl2
Br2
I2
预测第IVA族、第VIA族元素的氢化物的沸点相对大小
思考与讨论
第IVA族：
第VIA族：
为什么H2O的相对分子质量比H2S的小，而沸点比H2S的高得多？
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。
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2. 氢键及其对物质性质的影响
（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。
O—H
…
O—
N—H
…
N—
F—H
…
F—
X—H
…
Y—
共价键
氢键
X、Y为N、O、F
[思考]氨水中能形成几种氢键？分别如何表示？
四种：
水分子间：
NH3分子间：
H2O和NH3之间：
H—O—H···O—H
H
O—H···O
N—H···N—H
H
H
H
H
N—H···N
① N—H···O—H
H
H
H
N—H···O
② H—O—H···N—H
H
H
O—H···N
[思考]“氢键是一种特殊的共价键,即电负性很大的原子和氢原子形成的共价键”的说法对吗 为什么
不对。氢键不属于化学键,本质是静电吸引作用，它一种比范德华力强的分子间作用力。
X—H----Y强弱与X和Y的电负性有关:电负性越大，则氢键越强。
氢键 键能/kJ·mol-1 键长/pm 代表性例子
F—H···F 28.1 255 （HF）n
O—H···O 18.8 276 冰
O—H···O 25.9 266 甲醇、乙醇
N—H···F 20.9 268 NH4F
①方向性
(2)特征：
A—H与B形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布，使A，B尽量远离，这样电子云排斥作用最小，体系能量最低，氢键最强，最稳定，所以氢键具有方向。
②饱和性
每个裸露的氢原子核只能形成一个氢键。
(3)氢键的类型：
①分子内氢键
②分子间氢键
邻羟基苯甲醛（熔点-7 ℃）
对羟基苯甲醛（熔点115 ℃）
分子间缔合能力加强， 降低了分子的挥发能力，熔沸点更高。
分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除需破坏范德华力外，还需破坏分子间氢键，消耗更多的能量，所以存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。
ⅤA~ⅦA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。
(3)氢键对物质性质的影响
科学·技术·社会
生物大分子中的氢键
羊毛织品水洗后变形
羊毛纤维是蛋白质构成的，蛋白质上的氨基和羰基可能会形成氢键。羊毛在浸水和干燥的过程中，会在这些氢键处纳入水和去除水，而且其变化往往是不可逆的，从而改变了原先蛋白质的构造，即原先的氢键部位可能发生移动，由此引起羊毛织品变形。
氢键的存在可以改变一些物质的结构，对物质构型是有影响的，还可以影响构象的稳定性等。
DNA双螺旋结构中的氢键
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。
1.判断正误
①极性分子中不可能含有非极性键。 ( )
②一般极性分子中含有极性键。( )
③相对分子质量越大，物质熔沸点越高。( )
④分子极性越大，范德华力越大。( )
⑤HF的沸点较高，是因为H—F的键能很大。( )
[练一练]
2.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
3.下列物质的变化中,破坏的主要是范德华力的是( )
A.碘单质的升华
B.NaCl溶于水
C.将冰加热变为液态
D.NH4Cl受热分解
B
A
4.下列关于氢键的说法正确的是( )
A.由于氢键的作用,使NH3、H2O、HF的沸点高于同主族其他元素气态
氢化物的沸点
B.氢键只能存在于分子间,不能存在于分子内
C.根据氢键键能的大小可知,沸点高低顺序为HF>H2O>NH3
D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键,且氢键的数目依次增多
A
5.比较下列化合物的沸点，前者低于后者的是( )
A. 乙醇与氯乙烷
B. 邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸
C. 对羟基苯甲醇 与邻羟基苯甲醇
D. H2O与H2Te
B选项：
—COOH
—OH
HOOC—
—OH
—CH2OH
OH
HO—
—CH2OH
C选项：
B
分子间作用力
范德华力
氢键
含义
特点
影响因素
对物质性质的影响
本质及形成条件
主要影响物理性质，如熔沸点
极性
相对分子质量
表示方法
分类
对物质性质的影响
定义
X—H···Y
分子间氢键
分子内氢键
分子间氢键使物质熔沸点升高