2.4 分子间作用力 课件 （共22页）2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

(共22张PPT)
第4节 分子间作用力
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。
联想 · 质疑
联想 · 质疑
分子间存在多种相互作用,人们将这些作用统称为分子间作用力。
1.认识分子间作用力广泛存在，能说明分子间作用力对物质熔、沸点等性质的影响；
2.知道氢键的形成条件、类型、特点，能列举含有氢键的物质，能说明氢键对物质性质的影响。
一、范德华力与物质性质
1.范德华力
(1)定义:分子间普遍存在的一种相互作用力,它使许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。
降低温度
分子自身动能＜范德华力
(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
①范德华力很弱，比化学键键能小1～2个数量级。
范德华力的实质也是电性作用
②无方向性，无饱和性
③范德华力是一种短程力，作用范围通常为0.3 0.5 nm。
液态苯、汽油等发生汽化需要吸收能量克服其分子间的相互作用。
思考与交流
Ⅰ.范德华力与化学键的作用微粒有什么不同
化学键的成键微粒包括原子、离子、电子,而范德华力存在于分子之间。
Ⅱ.液态苯、汽油等发生汽化时,为何需要加热
范德华力主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。范德华力越强,物质的熔点、沸点越高。
2.范德华力与物质的性质
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
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1 卤素单质的熔点和沸点
Cl2
Br2
I2
化学键 范德华力
概念
存在范围
作用力强弱
影响的性质
相邻的原子间强烈的相互作用
把分子聚集在一起的作用力
分子内、原子间
分子间
较强
与化学键相比弱的多
主要影响化学性质
主要影响物理性质（如熔沸点）
化学键与范德华力的比较
注意：范德华力只存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间及稀有气体分子之间。
归纳
联想 · 质疑
联想 · 质疑
物质由液态变为固态时，通常是体积变小，但水结冰后体积却会变大。
另外，在氧族元素的氢化物中，常温、常压下硫化氢、硒化氢、碲化氢都是气体，只有水以液态存在。这是为什么？
水分子之间除了范德华力以外还存在其他作用力
——氢键
1.氢键
二、氢键与物质性质
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。
- - -
(1)定义：
它是由已经与电负性很大的原子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。
(2)氢键形成的条件：
氢原子两边的原子所属元素应具有较大的电负性和较小的原子半径。
X和Y的电负性越大，吸引电子能力越强，则氢键越强。
(3)氢键的表示形式：
X—H
…
Y
共价键
氢键
X、Y为N、O、F
O—H
…
O
N—H
…
N
F—H
…
F
X—H…Y中H和Y原子核间的距离比范德华半径之和小,但比共价键键长大得多。作用力的大小：化学键＞氢键＞范德华力
每个X—H只能与一个Y原子形成氢键。
(4)氢键的特征：
①氢键具有方向性
②氢键具有饱和性
X—H…Y中的三个原子总是尽可能沿直线分布。使X，Y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。
如1个水分子最多可与4个水分子形成4个氢键。
解释水结成冰时，为什么体积会膨胀
冰中的水分子之间最大程度地形成氢键。由于氢键有方向性，每个水分子的两对孤对电子和两个氢原子只能沿着四个sp3杂化轨道的方向分别与相邻水分子形成氢键。水分子之间形成的孔穴造成冰晶体的微观空间存在空隙，反映在宏观性质上就是冰的密度比水的密度小，水结冰时，体积会膨胀。
低温
冰
高温
温度升高使冰融化为水的过程，包括两种过程∶水分子间的氢键减少，使ρ水↑；水分子的热运动使ρ水↓。随着温度升高，在 4 ℃时两种作用达到平衡。所以，当温度升高时，由0 ℃到 4 ℃时水的密度逐渐增大，4 ℃时水的密度达到最大，4℃后水的密度变小。
①分子内氢键
②分子间氢键
邻羟基苯甲醛
熔点2 ℃
沸点196.5℃
对羟基苯甲醛
熔点115 ℃
沸点246.6℃
分子间缔合能力加强， 熔沸点更高。
(5)氢键的类型：
(6)氢键对物质性质的影响：
①影响物质的熔沸点
②氢键也影响物质的电离、溶解等过程
氨气极易溶于水，溶解度约为1：700；乙醇能与水任意比互溶。
如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键，则溶质的溶解度增大。
a.分子间氢键的形成使物质的熔沸点升高
b.分子内氢键的形成使物质的熔沸点降低
羊毛织品水洗后为什么会变形
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。
【练一练】
1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)范德华力是决定由分子构成物质的熔点、沸点高低的唯一因素。(　　)
(2)范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质。(　　)
(3)范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素。(　　)
(4)每个水分子内含有两个氢键。(　　)
(5)冰、液态水、水蒸气中都存在氢键。(　　)
2.在某种物质中,范德华力的作用能为a kJ·mol-1,化学键的键能为b kJ·mol-1,则a、b的大小关系是(　　)
A.a>b B.a3.下列物质发生状态变化时,克服了范德华力的是(　　)
A.食盐熔化 B.晶体硅熔化 C.碘升华 D.氢氧化钠熔化
C
B
4.下列物质中不存在氢键的是(　　)
A.冰醋酸中醋酸分子之间
B.液态氟化氢中氟化氢分子之间
C.NH3·H2O中的NH3与H2O分子之间
D.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间
D
5.下列物质的性质或数据与氢键无关的是(　　)
A.氨气极易溶于水
B.邻羟基苯甲酸( )的熔点为159 ℃,对羟基苯甲酸
( )的熔点为213 ℃
C.乙醚微溶于水,而乙醇可与水以任意比混溶
D.HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
D
分子间作用力
范德华力
氢键
本质
类型
特征
本质
形成条件
特点
对物质性质的影响
对物质性质的影响