化学人教版(2019)选择性必修2 2.3.2分子间作用力(共33张ppt)

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名称 化学人教版(2019)选择性必修2 2.3.2分子间作用力(共33张ppt)
格式 pptx
文件大小 38.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-03-07 11:10:10

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文档简介

(共33张PPT)
第二章
第三节 分子结构与物质性质
0
第2课时:分子间作用力
新课引入
固态水
思考:不给任何能量,液态水转化为气体
分子与分子之间普遍存在的作用力,它使物质以一定的凝聚态存在。
气态水
液态水
思考:固态水转化为气体的过程中,是否形成游离的原子
分子间的作用力
范德华
范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家 ,因而把这类分子间的作用力称为范德华力。
范德华力使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。
把分子聚集在一起的作用力
1.范德华力及其对物质性质的影响
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。
(1)定义
分子间的作用力
1.范德华力及其对物质性质的影响
(2)特征
①范德华力很弱,约比化学键键能小 1~2 个数量级
②无饱和性和方向性
只要周围空间允许,分子总是尽可能多地吸引其他分子。
(实质是静电作用)
分子 HCl HBr HI
共价键键能 (kJ mol 1) 431.8 366 298.7
范德华力(kJ mol 1) 21.14 23.11 26.00
某些分子的键能和范德华力
分子间的作用力
②组成和结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大
1.范德华力及其对物质性质的影响
(3)影响因素
分子 Ar CO HI HBr HCl
相对分子质量 40 28 128.5 81.5 36.5
范德华力(kJ/mol) 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
某些分子间的范德华力
范德华力:HI____HBr____HCl


范德华力:CO____Ar

①相对分子量相同或相近,分子极性越大,范德华力越大
分子间的作用力
1.范德华力及其对物质性质的影响
(4)范德华力对物质物理性质的影响
①分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质
物质在加热过程中其状态变化的微观模拟过程
分子间的作用力
1.范德华力及其对物质性质的影响
(4)范德华力对物质物理性质的影响
①对物质的熔点、沸点的影响
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
思考:仔细阅读表2-8,怎样解释卤素单质从F2~I2的熔、沸点越来越高?
Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大
范德华力依次增大
熔、沸点依次增大
②由分子构成的物质熔沸点一般很小
①对物质熔点、沸点的影响
分子间的作用力
分子 正戊烷 异戊烷 新戊烷
相对分子质量 72 72 72
沸点/℃ 36.1 25 9
某些分子的沸点
相对分子质量相同的同分异构体
空间位阻越大
范德华力越小
熔、沸点依次减小
支链越多,分子的对称性越强
变式练习:
科学、技术、社会
分子间的作用力
【归纳】
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
1.范德华力及其对物质性质的影响
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、沸点等物理性质
课堂练习
1.(1)BCl3分子的空间结构为平面三角形,则BCl3分子为________(填“极性”或“非极性”,下同)分子,其分子中的共价键类型为________键。
(2)BF3的熔点比BCl3________(填“高”“低”或“无法确定”)。
非极性
极性

预测第IVA族、第VIA族元素的简单氢化物的沸点相对大小
【思考与交流】
第IVA族
与预测结果相符
为什么H2O的沸点比H2S的高得多
第VIA族
H2O
O-H中共用电子对强烈偏向O








H
H
H
H
O
O
H几乎成为“裸露”的质子
显正电性
能与另一个水分子中显负电性的
O的孤电子对产生静电作用
分子间的作用力
(1)氢键定义:
由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(如水分子中氢)与另一电负性很大的原子(如水分子中氧)之间的作用力。
2.氢键及其对物质性质的影响
(2)形成条件:
① H原子:
已与电负性很大的原子形成共价键,即N-H、O-H、F-H键中的H。
② 电负性很大且原子半径较小原子
半径小,且能提供孤电子对。
N、O、F
分子间的作用力
2.氢键及其对物质性质的影响
(3)氢键的表示方法:
氢键通常用X—H…Y — 表示: “—”表示共价键; “…”表示形成的氢键
(X、Y为N、O、F,X、Y可以相同,也可以不同)
注意:氢键的键长一般定义为X—H…Y的长度,而不是H…Y的长度
O— H … O —
N— H … N —
F— H … F —
分子间的作用力
2.氢键及其对物质性质的影响
(4)氢键的本质和性质:
共价键的键能 (kJ mol 1) 范德华力(kJ mol 1) 氢键(kJ mol 1)
467 11 18.8
(1)氢键不属于化学键,氢键比范德华力大,比化学键弱
(2)氢键的强弱与氢键的键能有关(P58表2-9)
(3)具有一定的方向性和饱和性,但本质上与共价键的方向性和饱和性不同。
方向性
A—H…B三个原子一般在同一方向一条直线上。原因是在这样的方向上成键两原子电子云之间的排斥力最小,形成的氢键最强,体系最稳定
饱和性
每一个A—H只能与一个B原子形成氢键,原因是H原子半径很小,再有一个原子接近时,会受到A、B原子电子云的排斥。
每个孤电子对也只能形成一个氢键。

180°
分子间的作用力
2.氢键及其对物质性质的影响
(5)类型
01
分子内氢键
02
分子间氢键
酚羟基的邻位有-CHO、-COOH、
-OH、-NO2时,可形成分子内氢键
HF、H2O、NH3 相互之间
C2H5OH、CH3COOH等相互之间
一旦分子内氢键形成,分子间氢键就无法形成了
分子间的作用力
生物大分子中的氢键(P58)
氢键是蛋白质具有生物活性的高级结构的原因
DNA双螺旋的两个螺旋链也是通过氢键香花结合的。
科学·技术·社会
分子间的作用力
2.氢键及其对物质性质的影响
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)
归纳总结
分子间的作用力
2.氢键及其对物质性质的影响
(6)氢键对物质物理性质的影响
1)氢键对物质熔、沸点的影响
使物质熔、沸点降低。
分子内氢键:
分子间氢键:
使物质熔、沸点升高。
邻羟基苯甲醛
(熔点-7 ℃)
对羟基苯甲醛
(熔点115 ℃)
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。
分子间的作用力
教材P63页9,10题
分子间的作用力
2.氢键及其对物质性质的影响
(5)氢键对物质物理性质的影响:
2)氢键对物质溶解性的影响
溶质与溶剂之间的氢键作用力越大,溶质溶解性越好
如:NH3极易溶于水
分子间的作用力
(6)氢键对物质物理性质的影响:
3)氢键对水分子性质的影响
热胀冷缩,矿泉水这是怎么了?
分子间的作用力
2.氢键及其对物质性质的影响
(6)氢键对物质物理性质的影响:
3)氢键对水分子性质的影响
3)氢键对水分子性质的影响
冰中一个水分子
周围有4个水分子
冰的结构
冰融化,分子间空隙减小
在冰的晶体中,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子。氢键(具有方向性)的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引。这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙。密度比液态水小。所以当冰刚刚融化为液态水时。热运动使冰的结构部分解体,水分子间的空隙减小,密度反而增大,超过4℃时,才由于热运动加剧,分子间距离加大,密度渐渐减小。每一个水分子内含有两个氢键
①水结冰时,体积膨胀,密度降低
分子间的作用力
2.氢键及其对物质性质的影响
(6)氢键对物质物理性质的影响:
3)氢键对水分子性质的影响
3)氢键对水分子性质的影响
用氢键解释这种异常性:接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合,形成所谓的缔合分子。
②接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量的测定值比按化学式H2O计算出来的相对分子质量大。
①水结冰时,体积膨胀,密度降低
课堂小结
第三节
 分子结构与物质的性质
第2课时
氢键及其对物质性质的影响
概念
表示方法
范德华力及其对物质性质的影响
范德华力很弱,比化学键的键能小1~2个数量级
分子结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大
相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力越大题
分子间的范德华力越大,物质的熔、沸点越高
氢键的本质和性质
氢键的分类
氢键对物质性质的影响
课堂练习
1.下列现象与氢键有关的是 (  )
①HF的熔、沸点比ⅦA族其他元素氢化物的高
②乙醇可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④水分子高温下也很稳定
⑤ 邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
A.②③④⑤  B.①②③⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
B
课堂练习
(1) 同样是三原子分子,水分子有极性而二氧化碳分子没有极性。
水中两个氧氢键为极性键,从分子结构看,水为V形,因此水分子中极性键的极性向量和不为零,即分子的正电中心和负电中心不重合,因此水分子是极性分子;而二氧化碳中有两个C=O极性键,但二氧化碳是直线形,极性键的向量和为零,因此二氧化碳为非极性分子。
2.解释下列现象:教材P63-8
(2) 同样是直线形非极性分子,常温下二氧化碳是气体而二硫化碳是液体。
由于氧和硫为同一主族元素,所以CO2和CS2是组成和结构相似的分子。组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的沸点越高。由于CS2的相对分子质量比CO2的大,因此,CS2的沸点比CO2的高,所以常温下CO2是气体而CS2是液体。
课堂练习
(3) 乙醇与水互溶,而1-戊醇在水中的溶解度却很小。
乙醇和1-戊醇的分子结构相似,都含有烃基和羟基,乙醇中的羟基与水分子的羟基相近,因而乙醇能与水互溶;而1-戊醇中的烃基较大,其中的羟基跟水分子的羟基相似性差异较大,因而它在水中的溶解度明显减小。
2.解释下列现象:教材P63-8
(4) 同样是三角锥形的氢化物,氨气在水中极易溶解,并且很容易液化(常用作冷库中的制冷剂),而同主族的磷化氢(PH3)却没有这些性质。
NH3是极性分子,易溶于水。NH3与H2O之间又能形成氢键,因此,氨气极易溶于水。NH3间也能形成氢键,因此也易液化。而PH3与H2O之间不能形成氢键,PH3之间也不能形成氢键,因此PH3不具有NH3的性质。
课堂练习
(5)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3,常采用加压使NH3液化的方法:
NH3分子间可以形成氢键,而N2、H2分子间的范德华力很小,故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离。
课堂练习
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
3.试用有关知识解释下列现象:
(1)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量远大于乙醇,但乙醇的沸点却比乙醚高很多,原因:
乙醇分子之间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力,故沸点比乙醚高很多
课堂练习
(2)从氨合成塔里出来的H2、N2、NH3的混合物中分离出NH3,常采用加压使NH3液化的方法:
NH3分子间可以形成氢键,而N2、H2分子间的范德华力很小,故NH3可采用加压液化的方法从混合物中分离
3.试用有关知识解释下列现象:
(3)水在常温下,其组成的化学式可用(H2O)m表示,原因:
常温下,液态水中水分子间通过氢键缔合成较大分子团,所以用(H2O)m表示,而不是以单个分子形式存在
课堂练习
(4) 液态水中分子间的作用力只有氢键吗?水分子的稳定性受氢键的影响吗?
(5) H2O与H2S都是由分子构成的物质,结构相似,且H2S的相对分子质量比H2O的相对分子质量大,为什么H2O的沸点比H2S的沸点高。
液态水分子之间的作用力主要是氢键,但也存在范德华力。在水分子内部存在共价键(O-H),由于H-O键键长短,键能大,故分子稳定,水分子的稳定性与氢键无关。
液态水中,水分子间既存在范德华力,又存在氢键,而气态硫化氢中,H2S分子间只存在范德华力,故水分子间作用力大于硫化氢分子间的作用力,因此,H2O的沸点比H2S的沸点高。
3.试用有关知识解释下列现象: