中国药科大学大学化学第三章分子结构.ppt

第三章 分子结构,离子键理论 价键理论 杂化轨道理论 价层电子互斥理论 分子轨道理论 分子间作用力和氢键,一 离子键理论,一 离子键理论的要点 1916 年德国科学家Kossel(科塞尔)提 出离子键理论。,化学键,：当原子结合成分子的时候，相 邻原子之间强烈的相互作用。,离 子 键 理 论,1 离子键的本质是阴，阳粒子的静电作用； 离子可以视为点电荷 Z1Z2e2/R2 2 没有方向性 球形对称 3 没有饱和性 只要空间条件的允许，每一个离子吸收尽可能多的带异号电荷的离子,1 形成过程 以 NaCl 为例： （1）电子转移形成离子 Nae= Na+ Cl + e= Cl 分别达到 Ne 和 Ar 的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。 （2）靠静电吸引，形成化学键,离 子 键 的 形 成,电子转移,不稳定,稳定,离 子 键 的 形 成,元素的电负性差要比较大 1.7, 发生电子转移, 形成离子键; 1.7, 不发生电子转移, 形成共价键.,2. 离子键的形成条件,化合物中不存在百分之百的离子键, 即使 是 NaF 的化学键之中, 也有共价键的成分, 即 除离子间靠静电相互吸引外, 尚有共用电子对 的作用. 1.7, 实际上是指离子键的成分 (百分数)大于50%,Note:,2）易形成稳定离子 Na+ 2s22p6 , Cl- 3s23p6 , 达到稀有气体稳定结构. Ag+ 4d10 d轨道全充满的稳定结构.,2. 离子键的形成条件,3）形成离子键, 释放能量大,在形成离子键时, 以放热的形式, 释放较大 的能量.,2. 离子键的形成条件,离子键的强度（晶格能）,晶格能：气态的阴阳离子从无穷远处相 互作用形成1mol的离子晶体是 放出的能量。（U0）,离子键的强度（晶格能）,晶格能 U 0越大, 则形成离子键时放出的能 量越多, 离子键越强。 离子晶体的熔点越高，硬度越大,晶格能,离子晶体不但硬而且脆，在受到冲击之后， 电荷易发生错位，使得吸引力降低，而容易破碎。,离子的电荷，电子组态和半径,离子的电荷 正离子 失去 的电子数 = 在化合物中化合价 负离子 得到,直接影响到化合物的熔点，沸点，颜色等物理 性质，以及离子化合物的化学性质。, 离子的电子构型（电子组态，价层电子构 型，外围电子构型）,离子的电荷，电子组态和半径,通常普通阴离子都具有稀有气体电子构型， 即8电子构型，但是阳离子的电子有以下构型：,2电子构型 ns2 S区 8电子构型 ns2np6 S区，P区 18电子构型 ds区 18+2电子构型 P区 9-17电子构型 d区，ds区,离子的电子构型对离子型化合物的性质有着本质的影响,离子的电荷，电子组态和半径, 离子半径 将离子晶体中的离子看成是相切的球体, 正 负离子的核间距 d 是r+ 和r- 之和:,离子的电荷，电子组态和半径, 离子半径的变化规律 a) 同主族, 从上到下, 电子层增加, 具有相同电荷数的离子半径增加。 b) 同周期: 主族元素, 从左至右 离子电荷数升高, 最高价正离子, 半径最小。 （ 过渡元素, 离子半径变化规律不明显。）,离子的电荷，电子组态和半径,c) 同一元素, 不同价态的离子, 电荷高的半径小。 d) 同一元素，简单阴离子半径大于原子半径，阳离子半径小于原子半径。 e) 一般阴离子半径较大; 阳离子半径较小。 f) 周期表对角线上, 左上元素和右下元素的离子半径相似. 如: Li+ 和 Mg2+, Sc3+ 和 Zr4+ 的半径相似。,离子的电荷，电子组态和半径,二 价键理论,一. 路易斯理论,1916年,美国的 Lewis 提出共价键理论. 认为分 子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势,求 得本身的稳定. 而达到这种结构,并非通过电子转移 形成离子键来完成, 而是通过共用电子对来实现。,价键理论,Lewis的贡献在于提出了一种不同于离子键的新的键型, 解释了 比较小的元素之间原子的成键事实. 但Lewis没有说明这种键的实质。,1927年, Heitler 和 London 用量子力学处理氢 气分子H2, 解决了两个氢原子之间化学键的本质 问题, 使共价键理论从典型的Lewis理论发展到今 天的现代共价键理论。,价键理论,价键理论,二 价键理论,价键理论,将对 H2 的处理结果推广到其它分子中,形 成了以量子力学为基础的价键理论(VB 法) 共价键的表象是电子对的共用，其本质是 原子轨道的重叠，是的电子概率密度变大，增加 与原子核的相互吸引而成键。,共价键的要点：,价键理论, 自旋方向相反 最大程度重叠,1 共价键具有饱和性 原子中单电子数决定了共价键的数目. 即为 共价键的饱和性。,2 共价键具有方向性,价键理论,要保证最大程度的重叠，只有满足轨道的伸 展方向的条件，所以共价键具有方向性。,3 共价键的类型,价键理论, 键 由两个相同或不相同的原子轨道沿轨道对称 轴方向相互重叠而形成的共价键，叫做键。,“头碰头”,圆柱型对称,价键理论, 键,价键理论,键特点: 成键轨道围绕键轴旋转180时, 图 形重合, 但符号相反。,“肩并肩”,平面反对称,价键理论, 配位共价键,价键理论,正常的共价键使用两个原子各提供一个电子 形成的，而在有些分子中，形成共价键的电子是 由参与成键的两个电子中的一个原子单独提供 的，则成为配位共价键（配位键，coordination bond）,H3N,H+,Cl3B,NH3,配位键形成以后，就与一般的共价键没有区别了。,思考：用电子配对法解释CO的成键？,价键理论,键：也是共价键的一种，由两个d轨道四重 交盖而成。,价键理论,“面对面”,杂化轨道理论,形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能 量相近的原子轨道重新组合，在成键过程中可以 重新组合成相同数目的新的简并的原子轨道，从 而改变了原来原子轨道的状态，形成一组新的轨 道，这个过程叫做轨道的杂（hybridization） ， 产生的新轨道叫做杂化轨道（hybrid orbital）。,杂化轨道理论的要点：,杂化轨道理论, 能量相近的价电子轨道混合杂化，形成新的价 电子轨道，成为杂化轨道； 杂化轨道的数目不变； 杂化轨道的形状，伸展方向发生变化；,杂化类型与分子的空间构型,CH4, sp3杂化,杂化类型与分子的空间构型,sp3杂化, sp2杂化,BF3,杂化类型与分子的空间构型,杂化类型与分子的空间构型,sp2杂化, sp杂化,BeCl2,杂化类型与分子的空间构型,杂化类型与分子的空间构型,sp杂化, spd杂化,PCl5 三角双锥,5个 spd 杂化轨道呈三角双锥形 分布，分别与 5 个Cl 的 3p成键。,杂化类型与分子的空间构型,杂化类型与分子的空间构型,杂化类型与分子的空间构型,等性杂化 ：,杂化类型与分子的空间构型,杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道 成分的比例相等，能量完全相同，这种杂化称为 等性杂化（equivalent hybridization）。通常，若 参与杂化的原子轨道都含有单电子或都是空轨 道，其杂化是等性的。,不等性杂化 ：,杂化类型与分子的空间构型,杂化后所形成的几个杂化轨道所含原来轨道 成分的比例不相等而能量不完全相同，这种杂化 称为不等性杂化（nonequivalent hybridization）。 通常，若参与杂化的原子轨道中，有的已被孤对 电子占据，其杂化是不等性的。,杂化类型与分子的空间构型,不等性杂化,NH3的 不等性杂化,H2O的 不等性杂化,杂化类型与分子的空间构型,思考题： 试用杂化轨道理论解释CH4，C2H4和CO2的 分子构型？（已知二氧化碳均为直线型） 确定中心原子，判断杂化方式 给出图示，加以说明,C2H4,杂化轨道理论小结, 杂化轨道是价键理论的一部分； 杂化并非是一个实际过程，杂化的实质是波 函数通过线性组合, 得到新的波函数, 即杂化 轨道的波函数，这只是一个数学处理的概念； 运用杂化轨道的理论，我们只能解释分子的 空间构型，而无法对分子的空间构型进行预测。,价层电子互斥理论,杂化轨道理论成功地解释了部分共价分子杂化 与空间构型关系，但是，仅用杂化轨道理论预测 有时是难以确定的。 1940年美国的Sidgwick NV等人相继提出了价 层电子对互斥理论（valence shell electron pair repulsion theory），简 称VSEPR法，该法适用于 主族元素间形成的ABn型分子或离子。,价层电子互斥理论的要点： 分子的空间构型与价层电子对的数目和类型相 关； 价电子相互排斥，使得价电子相互远离，最终达 到平衡（结构对称）,价层电子互斥理论,VSEPR方法对分子空间构型的预测,LP-LPLP-BPBP-BP,三键双键单键,90o120o180o,价层电子互斥理论的要点： 价电子之间的排斥作用与电子云的密度有关；, 确定中心原子的价电子对数目； 确定孤对电子对数目； 确定分子的空间构型；,VP 价电子对数,以AXn为例：,A的价电子数+X提供的价电子数+负离子电荷（正离子电荷）,2,VSEPR方法对分子空间构型的预测,VP 价电子对数,A的价电子数 + X 提供的价电子数+负离子电荷（正离子电荷）,2, A的价电子数目=A的主族序数； H 和卤素作为配体，每个原子提供一个电子； O 和 S不提供电子； 含双键，三键的分子，将双键，三键视为一对电子； 单电子近似看做一对电子；,VSEPR方法对分子空间构型的预测,VP 价电子对数,LP 孤电子对数,BP 成键电子对数,n-配位原子数,试着预测下列分子的空间构型,SbCl52-,XeF4,VSEPR方法对分子空间构型的预测,VSEPR方法对分子空间构型的预测,VSEPR方法对分子空间构型的预测,思考题1： 试用价层电子互斥理论解释H3O+，SO2分子的 空间构型？,思考题2： 试用价层电子互斥理论解释NO2，I3-, HCN分 子的空间构型？,为什么B2， O2分子具有顺磁性质？ 为什么H2+离子中存在单电子键，H2-离 子中存在三电子键？ 这是现代价键理论无法解决的问题。,疑惑：,受到外部磁场的影响产生同指向的磁场的特性，顺磁性。,受到外部磁场的影响产生斥力，减小外磁场的影响，反磁性（抗磁性）。,低温情况下O2和N2在磁场中的不同表现,分子轨道理论,1932年，美国化学家 Mulliken和德国化学家 Hund提出了一种新的共价键理论分子轨道 理论（molecular orbital theory），即 MO法。 该理论注意了分子的整体性，因此较好地说明 了多原子分子的结构。 目前， 该理论在现代共价键理论中占有很重 要的地位。, 原子在形成分子时，所有电子都有贡献。分 子中的电子不再从属于某个原子，而是在整个分 子空间范围内运动。 在分子中电子的空间运动状态可用相应的 分子轨道波函数（称为分子轨道）来描述。,分子轨道理论,分子轨道理论的要点：,分子轨道和原子轨道的主要区别在于： 在原子中，电子的运动只受 1个原子核的作用， 原子轨道是单核系统；而在分子中，电子则在所 有原子核势场作用下运动，分子轨道是多核系统。 原子轨道的名称用s、p、d符号表示，而分 子轨道的名称则相应地用、符号表示。,分子轨道理论,分子轨道可以由分子中原子轨道波函数 的线性组合（linear combination of atomic orbitals，LCAO）而得到。,分子轨道理论,分子轨道理论的要点：,原子轨道线性组合的原则（分子轨道是由原 子轨道线性组合而得的）：,分子轨道理论,分子轨道理论的要点：,（1）对称性匹配原则 只有对称性匹配的原子轨道才能组合成分子轨道，这称为对称性匹配原则。,符合对称性匹配原则的几种简单的原子轨道组 合是，(对 x轴) s-s、s-px 、px-px 组成分子轨道 （对 xy平面） py-py 、pz-pz 组成分子轨道。,分子轨道理论,分子轨道理论,波瓣符号相同（即重叠或重叠）的两 原子轨道组合成成键分子轨道；波瓣符号相反（即 重叠）的两原子轨道组合成反键分子轨道。,（2）能量近似原则 在对称性匹配的原子轨道中，只有能量相近的 原子轨道才能组合成有效的分子轨道，而且能量愈 相近愈好，这称为能量近似原则。,分子轨道理论,原子轨道线性组合的原则：,（3）轨道最大重叠原则 对称性匹配的两个原子轨道进行线性组合时， 其重叠程度愈大，则组合成的分子轨道的能量愈 低，所形成的化学键愈牢固，这称为轨道最大重叠 原则。,分子轨道理论,原子轨道线性组合的原则：,轨道最大重叠,分子轨道理论,在上述三条原则中，对称性匹配原则是首 要的，它决定原子轨道有无组合成分子轨道的 可能性。能量近似原则和轨道最大重叠原则是 在符合对称性匹配原则的前提下，决定分子轨 道组合效率的问题。,分子轨道理论, 电子在分子轨道中的排布也遵守原子轨道电子 排布的同样原则，即Pauli不相容原理、能量最低 原理和Hund规则。 具体排布时，应先知道分子轨道的能级顺序。 目前这个顺序主要借助于分子光谱实验来确定。,分子轨道理论,分子轨道理论的要点：,H2分子的分子轨道能级图,同核双原子分子的分子轨道能级图,He2分子的分子轨道能级图,同核双原子分子的分子轨道能级图,不 能 形 成 He2 分子,a图：适合O2，F2,2s,2s,2p,2p,同核双原子分子的分子轨道能级图,b图：适合N2，C2 ， B2,2s,2s,2p,2p,同核双原子分子的分子轨道能级图,能量 (10-18J),同核双原子分子的分子轨道能级图,N2分子的分子轨道能级图,N,N,O2分子的分子轨道能级图,O,O,思考：B2的分子轨道排布式,异核双原子分子的分子轨道能级图,等电子体规则,分子轨道理论小结,价键理论明确的键的概念。也成功的给出了 一些键的性质以及分子结构的直观图像。但是 在解释 H2氢分子离子的单电子键的存在以及 O2分子等有顺磁性或者大键的某些分子结构 时感到困难。而分子轨道理论可以完美的进行 解释。,轨道数守恒定律, n个AO 线性组合 n个MO,成键轨道：能级低于原子轨道的分子轨道,反键轨道：能级高于原子轨道的分子轨道,非键轨道：能级等于原子轨道的分子轨道,成键与反键轨道成对出现 ，其余为非键轨道。, 线性组合的三个原则,对称性匹配 能量近似 最大重叠, 电子排布的三个原则,Pauli 原理,能量最低,Hund规则,化学键理论,价键理论(VB) 杂化轨道理论(HO) 价电子对互斥理论(VSEPR) 分子轨道理论(MO),价键理论(VB) 简明扼要 不能解释分子的几何构型,不能解释分子的磁性,杂化轨道理论(HO) 可以解释分子的几何构型，但缺乏预见性,VSEPR 可以预言分子的几何构型，对d0,d5, d10的中心原子有效 但不能说明成键原理及键的强度,分子轨道理论(MO) 引入分子轨道概念，可以说明分子的成键情况，键的强弱和分子的磁性。不能解决构型问题,思考题：比较O2+，O2，O2-，O22-的稳定性，并说明其磁性？,O2+O2O2-O22- 键级：2.5 2 1.5 1,思考题：比较NO和NO+的稳定性，并说明其磁性,NO+ NO,键 参 数, 键级 键级 （成键轨道上的电子数 - 反键轨道上 的电子数）2,键参数,化学键的性质,键级可以是整数也可以是分数。一般说来， 键级愈高，键愈稳定；键级为零，则表明原子不 可能结合成分子。, 键能,在298.15 K,105 Pa下，理想气态物质（如H2分子），每断开单位物质量的化学键生成气态原子所吸收的能量称为键解离能，用符号D表示。,HH(g)2H(g) D(HH)=432.0 kJmol-1 ClCl(g)2Cl(g) D(ClCl)=239.7 kJmol-1,键 参 数,b)对于多原子分子而言，通常取键解离能的平均值为键能,H2O(g)HO(g) D1=499 kJmol-1 HO(g)O(g)+H(g) D2=429 kJmol-1,E(ClCl)=D(ClCl)=239.7 kJmol-1,a) 对于双原子分子而言，键解离能就是该气态分子中共价键的键能E,键 参 数, 键长,分子中两原子核间的平衡距离称为键长（bond distance）,单键、双键、叁键的键长比较？,单键双键叁键, 键角,分子中键与键之间的夹角称为键角。（bond angle）,键 参 数,思考：键角的大小如何判断？, 判断分子的空间构型 分子的空间构型相似，再考虑孤对电子对 的影响； 分子的空间构型和孤对电子对都相同，再 考虑元素电负性的影响；,BCl3，CH4，XeF4和CO2？ CH4与NH3？ NH3与H3O+？, 键的极性 键的极性是由于成键原子的电负性不同而引起 的.,HCl, CO,键 参 数,非极性共价键（nonpolar covalent bond）,极性共价键（polar covalent bond）,H2, O2,键级愈大，键能愈大，键长越短，键越 稳定；,分子越稳定,键 参 数,键长，键角确定了，分子的空间构型也 随之确定。,大键（离域键）,C6H6,实验测得：苯中CC的键长均相等，为139pm。介于CC 键长（133pm) 和 CC键长（ 154pm ）之间。,1) 在同一平面上，且有相互平行的p轨道(或d轨道，或p, d轨道),大键的形成条件,2) 参与成键的电子数目(m)小于轨道数目(n)的2倍。,n,m,3) 形成大 键的原子轨道能量应相近,大键的形成条件,按n和m的大小关系，可将离域键分成三种类型:,a)正常离域键m=n , p轨道数目与p电子数目相等.,b)多电子离域键mn，即p轨道数少于p电子.,c)缺电子离域键mn，p电子数少于p轨道数.,大键对分子性质的影响, 使分子稳定性增加 苯： 66 BF3 : 46,大键的形成产生 离域效应(共轭效应), 酸碱性改变, 化学反应活性的变化 例：CH2 = CH-Cl 中的Cl的反应活性不及 CH3- CH2-Cl 中的Cl的反应活性。, 其他性质的差异： CH2 = CH- Cl 的极性小于CH3- CH2-Cl 。,大键对分子性质的影响,大键的形成 对导电性，颜色也有影响。有大键的物质一般会带有颜色。,第六节 分子间作用力和氢键,1. 共价键的极性,在共价键中，若成键的两个原子的电负性差值为零，则正负电荷中心重合，称为非极性键。,H2, O2,HCl, CO,在共价键中，若成键的两个原子的电负性差值不为零，则正负电荷中心不重合，称为极性键。,分子间作用力和氢键,2. 分子的极性,若分子中正电荷中心和负电荷中心重合，则 称为非极性分子(Nonpolar molecules) ，若二者不 重合，则称为极性分子(Polar molecules) 。,1)由非极性键连接而成的分子，一般是非极性分子。,H2，O2，Cl2 ，S8,分子间作用力和氢键,2) 由极性键连接的双原子分子，一定是极性分子。,3) 由极性键连接的多原子分子，则可能是极性分子，也可能是非极性分子。,HCl，HF，CO,分子的极性，不仅决定于元素的电负性（或键的极性），而且还决定于分子的空间构型。,分子间作用力和氢键,多原子分子：键的极性与分子构型 CCl4，非极性； CHCl3, 极性。,分子间作用力和氢键-分子的极性,多原子分子：键的极性与分子构型,虽然含有极性键，但分子结构为对称结构的，一般为非极性分子,分子间作用力和氢键,3. 分子的偶极矩( Dipole moment of molecule),q : 一个偶极子的电量 d : 偶极长度（即分子正、负电荷中心的距离）,极性分子可以看成是由两个点电荷构成的一个电偶极子,分子间作用力和氢键,d,q,-q,分子间作用力和氢键,单位： 德拜（Debye，D） 1D3.336 10-30 Cm（库仑米） 表示：（） （）（矢量）,对于双原子分子，分子的偶极矩就是双原子分子间化学键的键的偶极矩 对于多原子分子，分子的偶极矩近似等于键矩的矢量和 。,分子间作用力和氢键,的应用：,1) 判断分子有无极性, 0 非极性分子, 0 极性分子,NH3 =1.66 D 极性分子,BCl3 = 0 非极性分子,分子间作用力和氢键,2）判断分子极性的大小,3）推断分子的空间结构,NH3和BF3，实验测得这两个分子的偶极矩分别为1.66 D和0。即NH3分子是极性分子而BF3是非极性分子,分子间作用力和氢键,的应用：,4. 偶极类型,1）永久偶极,极性分子的正、负电荷重心不重合，因此分子中始终存在固有的偶极.,2）诱导偶极,非极性分子和极性分子中的正负电荷重心在外电场的影响下会发生相对位移所产生的偶极.,分子间作用力和氢键,取消外电场时，诱导偶极随即消失。,分子间作用力和氢键,分子的极化,分子在外界电场的作用下发生结构上的变 化称为极化（polarization)。,分子间作用力和氢键,诱导偶极的极性大小决定于电场的强度和分子的变形性,3）瞬间偶极,在某一瞬间，分子的正电荷重心和负电荷重心会发生不重合现象，这时所产生的偶极叫做瞬间偶极 .,分子间作用力和氢键,除了化学键，分子键还存在着较弱的相互作 用，分子能够凝聚成液体和固体，主要依靠分子 间作用力，这种力也叫做范德华力。,分子间作用力和氢键,分子间的范德华力，是决定了物质的熔点， 沸点，溶解度的物理化学性质的重要因素。包括 有取向力，诱导力和色散力三个部分。,靠永久偶极间而产生的相互作用力,1) 取向力（orientation force),+ -,- +,+ -,+ -,+ -,+ -,存在于已取向的极性 分子间的静电引力，称为 取向力（或定向力）。,取向力与分子偶极矩的 平方成正比，与热力学温度 成反比，与分子间距离的7 次方成反比。,分子间作用力和氢键,Polar molecules form liquids and solids partly as a result of dipole-dipole interactions, the attraction between the permanent partial charges of their molecules.,取向力是存在极性分子间的作用力,极性分子的永久部分电荷之间的吸引作用,分子间作用力和氢键,在极性分子之间或极性分子与非极性分子之间，由于诱导偶极而产生的吸引力，称为诱导力。,诱导力与极性分子的 偶极矩的平方成正比；与 被诱导分子的变形性成正 比；与分子间距离的7次 方成反比。, , , ,(2) 诱导力,分子间作用力和氢键,极性分子 - 非极性分子之间,极性分子 - 极性分子之间,诱导力存在于：,诱导力的本质是静电引力,分子间作用力和氢键,3）色散力(dispersion force）,分子间作用力和氢键,分子间由于瞬间偶极而产生的吸引力称为色散力。,色散力与分子的变形性有关（分子的变形性越大，色散力大），与分子间距离的次方成反比。,London Forces arises from the attraction between instantaneous electric dipoles on neighboring molecules and acts between all types of molecules; its strength increases with increasing number of electrons and hence with molar mass. If two molecules have the same formula, the London forces are stronger for the molecule with the more linear shape.,分子间作用力和氢键,1）分子量愈大，色散力愈大； 2）相同组成时，线性分子的色散力较大。如：正戊烷，bp=36.1 C. 而(CH3)4C, bp=9.5 C.,分子间作用力和氢键,色散力特点:,b）色散力是主要的 分子间作用力。,c）分子量越大，色散力越大,非极性分子 - 非极性分子之间,极性分子 - 非极性分子之间,极性分子 - 极性分子之间,a）存在于,任何分子之间,分子间作用力和氢键,在大多数分子中，色散力是主要的，只有 在强极性分子中，取向力才占主导地位。,分子间作用力和氢键,分子间作用力和氢键,范德华力,范德华力的特点,(1) 键能小，只有几个至几十个kJmol-1，比化学键小1-2个数量级。,(2) 它是永远存在于分子或原子间的一种作用力。,(3) 不具有方向性和饱和性。,(4) 静电短程力(分子距离越大，范德华引力越小）,(5) 以色散力为主。,(6) 取向力与温度有关，诱导力，色散力受温度影响不大,而取决于分子的变形性 。,5)对物质熔点、沸点、溶解度的影响,（1）熔点、沸点,在常温下，F2，Cl2是气体，Br2是液体，I2是固体,这是因为从F2I2的分子量的增加，分子的变形性增加，由此而产生的瞬时偶极的极性也就增加，色散力随之增大，因此从F2I2沸点、熔点依次升高。,分子间作用力和氢键,分子量,大,范德华力,大,分子间作用力和氢键,（2）溶解度,a) 溶质和溶剂的分子间力愈大，则溶质在溶剂中的溶解度也愈大。,稀有气体从He到Xe在水中的溶解度依次是增大的,b) 当具有相似分子间力的溶质、溶剂分子混合时，两者易互溶，“相似相溶原理”,I2易溶于苯或CCl4而不易溶于水,分子间作用力和氢键,思考题：,色散力之存在于非极性分子之间（ ） 取向力只存在于极性分子之间 （ ）,3. 氢键（Hydrogen Bond）,Hydrogen bonding, which occurs between oxygen, nitrogen, and fluorine atoms bonded to hydrogen atoms, is the strongest type of intermolecular force. O, N, F原子之间通过H原子连接而成； 最强的分子间力。,AH B,形成氢键的条件：, 有一个与电负性很大的原子A形成共价键的 氢原子； 有另一个电负性很大并且有孤对电子的原子 B （F、O、N） 。,分子间作用力和氢键,氢键的特点：,(A、B距离远，斥力最小）,(由于空间位置的原因),（1）氢键作用强于范德华力但弱于化学键。,方向性： 分子键形成的氢键是直线型的（即A、H、 B三个原子在一条直线上）。,饱和性： 一般情况下，一个氢原子只能和一个B 原子形成氢键。,（2）氢键具有方向性和饱和性,分子间作用力和氢键,3）氢键强弱和H两侧的原子的电负性有关,FHF OHO OHN NHN OHCl OHS,分子间作用力和氢键,4）氢键的类型,氢键分为分子间氢键和分子内氢键,分子间作用力和氢键,分子间氢键是一个分子的AH与另一个分子的B作用而形成的氢键,冰的结构,分子间作用力和氢键,分子间作用力和氢键,分子内氢键为一个分子的AH与其内部的B作用而形成的氢键,分子内氢键不可能在一条直线上,分子间作用力和氢键,思考题,乙二醇分子中存在那些氢键？,由于空间位阻的影响，只能存在分子间氢键,比较邻硝基苯酚，间硝基苯酚，对硝基苯酚的 熔点？,思考题,5) 氢键对物质物理化学性质的影响,分子间作用力和氢键,分子内氢键使化合物的熔点、沸点降低,邻位硝基苯酚，其熔点45 (分子内氢键),间位硝基苯酚，其熔点为96 (分子间氢键),溶解度（S）,分子间氢