2.3 分子的结构与物质的性质（第2课时 分子间的作用力）(共26张PPT)-【核心素养目标】2023-2024学年高二化学同步精品课件（人教版2019选择性必修2）
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| 名称 | 2.3 分子的结构与物质的性质（第2课时 分子间的作用力）(共26张PPT)-【核心素养目标】2023-2024学年高二化学同步精品课件（人教版2019选择性必修2） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-22 13:13:47 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
第三节 分子的结构与物质的性质
第2课时 分子间的作用力
人教版选择性必修2
榆次一中 李金虎
学习目标
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。
学习目标
通过学习化学作用力对物质性质的影响，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
素养目标
情境引入
情境引入
壁虎与分子间作用力
教学过程
下雪不冷，化雪冷
思考：冰山融化过程中有没有破坏其中的化学键？
冰雪融化成水，需要吸热；
把水变成水蒸气仍然需要吸热。
这说明水分子之间存在着相互作用力。
冰雪
水
水蒸气
破坏分子间作用力，需要吸收能量
（固）
（液）
（气）
分子间距离增大
教学过程
概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
一、分子间作用力
教学过程
1.范德华力
(1)概念：对气体加压降温，可使其液化；对液体降温时，可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因此把这类分子间作用力称为范德华力。
范德华
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。
教学过程
1.范德华力
(2)特征
①范德华力广泛存在于分子之间。
②范德华力作用很弱，约比化学键的键能小1~2个数量级。
③范德华力的实质也是电性作用，故它没有方向性和饱和性。
微粒间 作用力 能量
kJ·mol -1
化学键 100 - 600
范德华力 2 - 20
【资料】水的沸腾与热分解
破坏分子间作用力
物理变化
3000 ℃：
水会发生分解
产生氧气和氢气
100 ℃：水会剧烈沸腾
两个变化
有何异同
化学变化
分子内共价键被破坏
教学过程
1、HI、HBr、HCl都是由分子构成的物质，分析图中数据，分子之间范德华力有什么变化规律，与什么因素有关？
分子 HI HBr HCl
相对分子质量 128 81 36.5
范德华力(kJ·mol-1) 26.00 23.11 21.14
结论：一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。
如范德华力：HCl< HBr < HI
思考与讨论1
教学过程
2、CO和N2相对分子质量相同，为什么CO的范德华力大呢？
结论：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。
思考与讨论2
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
教学过程
3、怎样解释卤素单质从F2 到I2 的熔点和沸点越来越高？
结论：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高
思考与讨论3
单质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃
F2 38 -219.6 ﹣188.1
Cl2 71 ﹣101 ﹣34.6
Br2 160 ﹣7.2 58.78
I2 254 113.5 184.4
教学过程
4、正戊烷、异戊烷、新戊烷的相对分子质量相同，为什么熔沸点不同呢？
结论：互为同分异构体的分子，支链越多、越分散，分子间范德华力越弱，熔、沸点就越低
思考与讨论4
单质 相对分子质量 沸点/℃
正戊烷 72 36.1
异戊烷 72 28
新戊烷 72 10
教学过程
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
决定
决定
思维建模
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。
教学过程
思考与讨论5
5.第ⅣA的氢化物熔沸点如图所示，第ⅤA、ⅥA的氢化物熔沸点变化规律律为何不同？
说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除范德华力之外的其他作用
这种作用就是氢键！
教学过程
2.氢键
氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。
当氢原子与电负性很大且含有孤电子对的原子A(N、O、F)以共价键结合成分子时，氢原子的电子云强烈地偏向于A原子，使氢原子几乎成为“裸露”的质子而带部分正电荷，因而这个氢原子还能与另一电负性很大且含有孤电子对的原子B(N、O、F)相互吸引，这种静电吸引作用就是氢键(A、B可以是同种元素的原子，也可以是不同种元素的原子)。
教学过程
①形成条件：从氢键的形成过程可以看出，形成氢键的条件为①要有与电负性很大的原子A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B；③A与B的原子半径要小。综上所述，能够形成氢键的元素一般是F、O和N。
②表示方法：通常用“A—H B”表示氢键，其中“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。
2.氢键
(1)氢键的形成条件和表示方法
教学过程
氢键的本质是静电吸引作用，通常把氢键看作是一种比较强的分子间作用力。
(2)氢键的本质
(3)氢键的特征
② 氢键既有方向性(A—H B尽可能在同一条直线上)，又有饱和性(一个A—H只能和一个B原子结合)。
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
强弱：化学键>>氢键>范德华力
①氢键不属于化学键，比化学键的键能小1～2个数量级，但比范德华力强。
水分子中
教学过程
(4)氢键的分类
对羟基苯甲醛
对羟基苯甲酸
邻羟基苯甲醛
邻羟基苯甲酸
邻硝基苯酚
氢键
氢键
氢键
氢键
氢键
①分子间氢键
②分子内氢键
注：分子内氢键可以使分子更稳定。且分子内氢键会削弱分子间氢键形成，故一般熔沸点较低。
教学过程
(5)氢键的强弱
A—H B—中A、B的电负性越强，氢键越强。
如F—H F>O—H O>N—H N。
教学过程
(6)氢键对物质性质的影响
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。
NH3、HF和H2O的沸点反常是由于它们各自的分子间形成了氢键。
下列有关范德华力的叙述正确的是（ ）
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．范德华力比化学键强度弱
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，故破坏范德华力不需要消耗能量
典例1．
【答案】B
课堂练习
典例2．
【答案】B
课堂练习
下列现象与氢键有关的是( )
①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高 ②小分子的醇和羧酸易溶于水 ③冰的密度比液态水的密度小 ④尿素的熔、沸点比醋酸的高 ⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ⑥水分子高温下也很稳定
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤
C．①②③④ D．①②③
典例3．
课堂练习
氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
课堂小结
课后小任务
思考1：水结冰时,体积膨胀,密度降低
思考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。
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。
氢键的存在迫使在四面体中心的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，其密度比液态水小。
感 谢 倾 听
第三节 分子的结构与物质的性质
第2课时 分子间的作用力
人教版选择性必修2
榆次一中 李金虎
学习目标
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。
学习目标
通过学习化学作用力对物质性质的影响，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
素养目标
情境引入
情境引入
壁虎与分子间作用力
教学过程
下雪不冷，化雪冷
思考：冰山融化过程中有没有破坏其中的化学键？
冰雪融化成水，需要吸热；
把水变成水蒸气仍然需要吸热。
这说明水分子之间存在着相互作用力。
冰雪
水
水蒸气
破坏分子间作用力，需要吸收能量
（固）
（液）
（气）
分子间距离增大
教学过程
概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
一、分子间作用力
教学过程
1.范德华力
(1)概念：对气体加压降温，可使其液化；对液体降温时，可使其凝固，这表明分子之间存在着相互作用力。范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家，因此把这类分子间作用力称为范德华力。
范德华
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。
教学过程
1.范德华力
(2)特征
①范德华力广泛存在于分子之间。
②范德华力作用很弱，约比化学键的键能小1~2个数量级。
③范德华力的实质也是电性作用，故它没有方向性和饱和性。
微粒间 作用力 能量
kJ·mol -1
化学键 100 - 600
范德华力 2 - 20
【资料】水的沸腾与热分解
破坏分子间作用力
物理变化
3000 ℃：
水会发生分解
产生氧气和氢气
100 ℃：水会剧烈沸腾
两个变化
有何异同
化学变化
分子内共价键被破坏
教学过程
1、HI、HBr、HCl都是由分子构成的物质，分析图中数据，分子之间范德华力有什么变化规律，与什么因素有关？
分子 HI HBr HCl
相对分子质量 128 81 36.5
范德华力(kJ·mol-1) 26.00 23.11 21.14
结论：一般地，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。
如范德华力：HCl< HBr < HI
思考与讨论1
教学过程
2、CO和N2相对分子质量相同，为什么CO的范德华力大呢？
结论：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。
思考与讨论2
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
教学过程
3、怎样解释卤素单质从F2 到I2 的熔点和沸点越来越高？
结论：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高
思考与讨论3
单质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃
F2 38 -219.6 ﹣188.1
Cl2 71 ﹣101 ﹣34.6
Br2 160 ﹣7.2 58.78
I2 254 113.5 184.4
教学过程
4、正戊烷、异戊烷、新戊烷的相对分子质量相同，为什么熔沸点不同呢？
结论：互为同分异构体的分子，支链越多、越分散，分子间范德华力越弱，熔、沸点就越低
思考与讨论4
单质 相对分子质量 沸点/℃
正戊烷 72 36.1
异戊烷 72 28
新戊烷 72 10
教学过程
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
决定
决定
思维建模
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。
教学过程
思考与讨论5
5.第ⅣA的氢化物熔沸点如图所示，第ⅤA、ⅥA的氢化物熔沸点变化规律律为何不同？
说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除范德华力之外的其他作用
这种作用就是氢键！
教学过程
2.氢键
氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力。
当氢原子与电负性很大且含有孤电子对的原子A(N、O、F)以共价键结合成分子时，氢原子的电子云强烈地偏向于A原子，使氢原子几乎成为“裸露”的质子而带部分正电荷，因而这个氢原子还能与另一电负性很大且含有孤电子对的原子B(N、O、F)相互吸引，这种静电吸引作用就是氢键(A、B可以是同种元素的原子，也可以是不同种元素的原子)。
教学过程
①形成条件：从氢键的形成过程可以看出，形成氢键的条件为①要有与电负性很大的原子A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B；③A与B的原子半径要小。综上所述，能够形成氢键的元素一般是F、O和N。
②表示方法：通常用“A—H B”表示氢键，其中“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键。
2.氢键
(1)氢键的形成条件和表示方法
教学过程
氢键的本质是静电吸引作用，通常把氢键看作是一种比较强的分子间作用力。
(2)氢键的本质
(3)氢键的特征
② 氢键既有方向性(A—H B尽可能在同一条直线上)，又有饱和性(一个A—H只能和一个B原子结合)。
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
强弱：化学键>>氢键>范德华力
①氢键不属于化学键，比化学键的键能小1～2个数量级，但比范德华力强。
水分子中
教学过程
(4)氢键的分类
对羟基苯甲醛
对羟基苯甲酸
邻羟基苯甲醛
邻羟基苯甲酸
邻硝基苯酚
氢键
氢键
氢键
氢键
氢键
①分子间氢键
②分子内氢键
注：分子内氢键可以使分子更稳定。且分子内氢键会削弱分子间氢键形成，故一般熔沸点较低。
教学过程
(5)氢键的强弱
A—H B—中A、B的电负性越强，氢键越强。
如F—H F>O—H O>N—H N。
教学过程
(6)氢键对物质性质的影响
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。
NH3、HF和H2O的沸点反常是由于它们各自的分子间形成了氢键。
下列有关范德华力的叙述正确的是（ ）
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．范德华力比化学键强度弱
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，故破坏范德华力不需要消耗能量
典例1．
【答案】B
课堂练习
典例2．
【答案】B
课堂练习
下列现象与氢键有关的是( )
①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高 ②小分子的醇和羧酸易溶于水 ③冰的密度比液态水的密度小 ④尿素的熔、沸点比醋酸的高 ⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ⑥水分子高温下也很稳定
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤
C．①②③④ D．①②③
典例3．
课堂练习
氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
课堂小结
课后小任务
思考1：水结冰时,体积膨胀,密度降低
思考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。
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。
氢键的存在迫使在四面体中心的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，其密度比液态水小。
感 谢 倾 听