人教化学选修3第二章第三节 分子的性质第2课时（共25张PPT）

(共25张PPT)
第二章 第三节
分子的性质
第二课时
范德华力和氢键

共价
分子

非极性
分子
极性
分子

只由非极性键构成的分子
极性键构成的分子
CO2 CH4 BF3 C2H2 C6H6 C2H4
一定含有极性键
复习巩固
【问题探究一】
干冰气化是物理变化还是化学变化？
干冰气化过程中有没有破坏其中的化学键？
那为什么干冰气化过程仍要吸收能量呢？
物理变化
没有破坏化学键
我们知道：分子内部原子间存在相互作用——化学键，形成或破坏化学键都伴随着能量变化。
物质三相之间的转化也伴随着能量变化。这说明：分子间也存在着相互作用力。
二、范德华力
1. 定义：把分子聚集在一起的作用力称范德华力。
请分析下表中数据
2. 特点: (1)范德华力 ，约比化学键能 。
(2)不属于化学键
(3)作用力范围很小
很弱
小1-2数量级
分子 HCl HBr HI
范德华力(kJ/mol) 21.14 23.11 26.00
共价键键能(kJ/mol) 431.8 366 298.7
?

?

3. 影响范德华力大小的因素
（1）结构 的分子，相对分子质量越 ，范德华力越 ，熔、沸点越 。
?

?

相似
大
大
请分析下表中数据
高
单质 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃
F2 38 -2190.6 -188.1
Cl2 71 -101.0 -34.6
Br2 160 -7.2 58.8
I2 254 113.5 184.4
分子 HCl HBr HI
相对分子质量 36.5 81 128
范德华力(kJ/mol) 21.14 23.11 26.00
熔点/℃ -114.8 -98.5 -50.8
沸点/℃ -84.9 -67 -35.4
分子 相对分子质量 分子的极性 熔点/℃ 沸点/℃
CO 28 极性 -205.05 -191.49
N2 28 非极性 -210.00 -195.81
（2）相对分子质量 或 时，分子的极性越 ，范德华力越 ，熔、沸点越 。
相同
相近
大
大
请分析下表中数据
高
4. 分子间的范德华力有以下几个特征：
（1）作用力的范围很小（气态时可忽略）
（2）很弱，约比化学键能小1～2个数量级，
大约只有几到几十 KJ·mol-1。
（3）影响物质的物理性质，如熔沸点等。
（4）相对分子质量越大，范德华力越大；分子
的极性越大，范德华力越大。

4、范德华力对物质性质的影响
范德华力影响物质的物理性质（熔、沸点及溶解度等）分子间范德华力越大，熔沸点越高
化学键主要影响物质的什么性质？
化学性质（主）和物理性质

将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的
将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的
分子间作用力
共价键
【课堂练习】
下列变化过程只是克服了范德华力的是（ ）
A、食盐的熔化
B、水的分解
C、碘单质的升华
D、金属钠的熔化
C
-150
-125
-100
-75
-50
-25
0
25
50
75
100








































2
3
4
5
×
×
×
×
























CH4
SiH4
GeH4
SnH4
NH3
PH3
AsH3
SbH3
HF
HCl
HBr
HI
H2O
H2S
H2Se
H2Te
沸
点
/℃
周期
一些氢化物的沸点
　　非金属元素的氢化物在固态时是分子晶体，其熔沸点与其分子量有关．对于同一主族非金属元素而言，从上到下，分子量逐渐增大，熔沸点应逐渐升高．而HF、H2O、NH3却出现反常，为什么？
　　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．
三、氢键及其对物质性质的影响
１.定义：当氢原子与电负性大的X原子以共价键结合时，它们之间的共用电子对强烈地偏向X，使H几乎成为“裸露”的质子，这样相对显正电性的H与另一分子中或同一分子中相对显负电性的X(或Y)中的孤对电子接近并产生相互作用，这种相互作用称氢键。
3.表示：氢键可以用X—H…Y表示。（一般就是N、O、F）。表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。
2、形成的两个条件:
①与电负性大且 r 小的原子(F, O, N)相连的 H ;
② 在附近有电负性大, r 小的原子(F, O, N).
实际上只有F、O、N等原子与H原子结合的物质，才能形成较强的氢键。
5.分类：(1)分子间氢键 (2)分子内氢键
邻羟基苯甲醛(熔点:-7℃)
对羟基苯甲醛
(熔点:115-117℃)
4.特点：
（1）作用力比范德华力大，但比化学键小得多
（2）一种特殊的分子间作用力,不是化学键
（3）具有方向性和饱和性
（4）存在范围：分子间或分子内
6.氢键对物质性质的影响：
(1)对物质熔沸点的影响:分子间氢键使物质熔点升高
分子内氢键使物质熔点降低
(2)对物质的溶解性的影响
溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好。
HF、H2O、NH3 沸点比同主族其他氢化物显著高
(3)冰的密度比水小
气态水中，H2O中无分子间作用力
液态水中，存在氢键和范德华力
固态水中，存在大量氢键和范德华力
问题探究
NH3为什么极易溶于水？
NH3溶于水形成氢键示意图如右,正是这样，NH3溶于水溶液呈碱性
在学习化学的过程中还有什么地方能用氢键的知识来解释的？
(1)水的特殊物理性质 (2)蛋白质结构中存在氢键
(3)核酸DNA中也存在氢键 (4)甲醇易溶于水
(5)乙醇与水互溶 …………
分子间氢键
氢键强弱与X和Y的吸引电子的能力有关，即与X和Y的电负性有关.它们的吸引电子能力越强(即电负性越大)，则氢键越强，如F原子得电子能力最强，因而F-H…F是最强的氢键; 原子吸引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：
F-H…F > O-H…O > O-H…N > N-H…N?
C原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。
7. 氢键强弱
我们在学习化学的过程中还有什么地方能用氢键的知识来解释的？
(1)醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高
(2)低级醇易溶于水
(3)HF酸是弱酸
8. 氢键的应用
……
范德华力、氢键和共价键的对比
范德华力 氢键 共价键
概念 分子间普遍存在的作用力 已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力 原子之间通过共用电子对形成的化学键
存在范围 分子之间 分子间或分子内氢原子与电负性很强的N、O、F之间 相邻原子之间
强度 微弱 较弱 很强
对物质的影响 熔沸点 溶解性、熔沸点 主要影响化学性质
1.下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是( )
A.任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中
B.范德华力比氢键的作用还要弱
C.范德华力与氢键共同决定物质的物理性质
D.范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关
【当堂巩固】
B
2、下列关于氢键的说法中正确的是( )
A. 每个水分子内含有两个氢键
B. 在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键
C. 分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高
D. HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
分子间
×
水蒸气中不含氢键
×
有分子间氢键，例如：熔沸点：H2O>H2S
√
稳定性是化学键（H—F共价键强）决定的


×
C
【当堂巩固】
3.下列事实不能用氢键来解释的(　　)
A.冰的密度比水小，能浮在水面上
B.NH3的沸点比PH3高
C.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛
D.H2O的分解温度比H2S高得多
【当堂巩固】
D
2．下列说法不正确的是(　　)
A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点升高只与范德华力大小有关
B．H2O的熔、沸点高于H2S，是由于水分子之间存在氢键
C．乙醇与水互溶可以用“相似相溶”和氢键来解释
D．邻羟基苯甲酸的熔点比对羟基苯甲酸的熔点低
×
√
√
√
A
【当堂巩固】
范德华力 氢键 共价键
概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力 由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用
分类 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键
特征 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性
范德华力、氢键及共价键的比较
【课时小结】
范德华力、氢键及共价键的比较
范德华力 氢键 共价键
强度比较 共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素 ①随着分子极性的增大而增大
②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，键能越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定
范德华力 氢键 共价键
对物质性质的影响 ①影响物质的熔、沸点，溶解度等物理性质
②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高。如F2H2S，HF>HCl，NH3>PH3 ①影响分子的稳定性②共价键键能越大，分子稳定性越强
范德华力、氢键及共价键的比较