分子间作用力与物质性质(共45张PPT).ppt

第4节 分子间作用力与物质性质,学习目标 1.了解分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。 2.了解氢键的形成条件、类型和特点。 3.列举含有氢键的物质，知道氢键对物质性质的影响。,课堂互动讲练,知能优化训练,课前自主学案,探究整合应用,第4节,课前自主学案,一、分子间作用力 1概念 分子间存在的一类弱的_。 2分类,相互作用力,范德华力,氢键,思考感悟 1水分解和水在三态转变时改变的作用力相同吗？ 【提示】 水分解时改变分子间作用力和分子内的化学键，三态转变时只改变分子间作用力。,二、范德华力及其对物质性质的影响,分子,相互作用力,电性,小,越大,相似,物理,思考感悟 2Cl2、Br2、I2三者的组成和化学性质均相似，但状态却为气、液、固的原因是什么？ 【提示】 Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，由于相对分子质量逐渐增大，所以范德华力逐渐增大，故熔、沸点升高，状态由气体变为液体、固体。,三、氢键与物质性质 1氢键的概念 当氢原子与电负性大的原子X以共价键结合时，H原子与另一个电负性大的原子Y之间的_。 2氢键的表示形式 (1)通常用_表示氢键，其中XH表示氢原子和X原子以_相结合。,静电相互作用,XHY,共价键,(2)氢键的键长是指_间的距离，键能是指XHY分解为XH和Y所需要的能量。 3氢键的形成条件 (1)氢原子位于X原子和Y原子之间。 (2)X、Y原子所属元素具有很强的_和很小的_。X、Y原子主要是_原子。,X和Y,电负性,原子半径,N、O、F,5氢键的特征 (1)氢键的键能比范德华力的作用_，比化学键的键能_。 (2)氢键具有一定的方向性和饱和性。,分子内,分子间,大一些,小得多,6氢键对物质性质的影响 (1)当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将_。 (2)当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将_。 (3)氢键也影响物质的_、_等过程。,升高,降低,电离,溶解,思考感悟 3(1)能形成氢键的物质中一定存在氢键吗？ (2)液态水中分子间的作用力只有氢键吗？水分子的稳定性是氢键的影响吗？ 【提示】 (1)不一定。氢键的存在也与物质的状态有关，如液态和固态水中存在氢键，但气态水分子之间由于距离太远无法形成氢键。 (2)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(OH键)，由于HO键键能较大，因此水分子稳定。所以水分子的稳定性与氢键无关。,1下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是( ) A范德华力是决定由分子构成的物质熔、沸点高低的唯一因素 B范德华力与物质的物理性质没有必然的联系 C范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质 D范德华力是仅影响物质部分物理性质的一种因素,解析：选D。范德华力不能影响物质的化学性质，仅能影响由分子构成的物质的部分物理性质，如熔点、沸点及溶解性等，并且不是唯一的影响因素。,2下列变化中，不需要破坏化学键的是( ) A干冰汽化 B氯化氢溶于水 C水通电分解成氢气和氧气 D加热使氯化钠熔化 解析：选A。干冰汽化破坏的是范德华力，氯化氢溶于水破坏的是共价键，水通电分解生成氢气和氧气破坏的是共价键，加热使氯化钠熔化破坏的是离子键。,3关于氢键的下列说法正确的是( ) A由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF的沸点反常，且沸点高低顺序为HFH2ONH3 B氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内 C没有氢键，就没有生命 D相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多,解析：选C。A项“反常”是指它们在本族氢化物沸点排序中的现象。它们的沸点顺序可由存在状态看出，常温下只有水是液体，应该水的沸点最高。B项分子内可以存在氢键。C项正确，因为氢键造就了常温常压下的水是液态，而液态的水是生物体营养传递的基础。D项水在气态时，分子间距离大，一般认为分子之间没有氢键。,课堂互动讲练,特别提醒：(1)有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子间不一定有氢键。 (2)氢键与范德华力主要影响物质的物理性质。如熔点、沸点等。化学键主要影响物质的化学性质。,下列说法不正确的是( ) A分子间作用力是分子间相互作用力的总称 B分子间氢键的形成对物质的溶解度有影响 C范德华力与氢键可同时存在于分子之间 D氢键是一种特殊的化学键，它广泛地存在于自然界中,【解析】 分子间作用力是分子间相互作用力的总称，A正确；范德华力是分子与分子间的相互作用力，而氢键是分子间比范德华力稍强的作用力，它们可以同时存在于分子之间，C正确；分子间氢键的形成除使物质的熔、沸点升高外，对物质的溶解度等也有影响，B正确；氢键不是化学键，化学键是原子与原子间强烈的相互作用，D错误。,【答案】 D 【误区警示】 (1)分子间作用力不等价于范德华力，对某些分子来说分子间作用力包括范德华力和氢键。 (2)氢键不是化学键。,变式训练1 (2011年山东东营高二质检)二甘醇可用做溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HOCH2CH2OCH2CH2OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是( ) A符合通式CnH2nO3 B分子间能形成氢键 C分子间不存在范德华力 D能溶于水，不溶于乙醇,解析：选B。二甘醇的分子式为C4H10O3，它符合通式CnH2n2O3。二甘醇分子之间能形成OHO氢键，也存在范德华力。由“相似相溶”原理可知，二甘醇能溶于水和乙醇。,1范德华力对物质性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响 一般说来，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：I2Br2Cl2F2，RnXeKrArNeHe。 (2)对物质溶解性的影响 如：在273 K、101 kPa时，氧气在水中的溶解度 (0.049 cm3L1)比氮气在水中的溶解度(0.024 cm3L1)大，就是因为O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大所导致的。,(3)相似相溶原理 极性分子易溶于极性溶剂中(如HCl易溶于水中)，非极性分子易溶于非极性溶剂中(如I2易溶于CCl4中，白磷易溶于CS2中)。 2氢键对物质性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响 某些氢化物分子存在氢键，如H2O、NH3、HF等，会比同族氢化物沸点反常，如H2OH2TeH2SeH2S。,当氢键存在于分子内时，它对物质性质的影响与分子间氢键对物质性质产生的影响是不同的。邻羟基苯甲醛的氢键存在于分子内部，对羟基苯甲醛存在分子间氢键，因此对羟基苯甲醛的熔点、沸点分别比邻羟基苯甲醛的熔点、沸点高。 (2)对物质密度的影响 氢键的存在，会使物质的密度出现反常，如液态水变为冰，密度会变小。,(3)对物质溶解度的影响 溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因。 (4)氢键对物质结构的影响 氢键的存在使一些物质具有一些特殊结构，如冰晶体的孔穴结构；DNA的双螺旋结构等。,特别提醒：判断物质的性质受何种作用力影响，首先要弄清该性质是物理性质还是化学性质，然后找出其影响因素。同时也要能根据作用力的强弱分析物质性质的变化规律。如键能越大，键长越短，键能越强，化学性质越稳定；相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。,如图中A、B、C、D四条曲线分别表示A、A、A、A族元素的气态氢化物的沸点，其中表示A族元素气态氢化物沸点的是曲线_，表示A族元素气态氢化物沸点的是曲线_；同一族中第3、4、5周期元素的气态氢化物沸点依次升高，其原因是_。 曲线中第2周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第3周期元素气态氢化物的沸点，其原因是_。,【解析】 H2O与H2O分子之间可形成四个氢键，故沸点最高，故A为A族氢化物沸点曲线，A族的氢化物都为非极性分子，沸点较低，第2周期元素的氢化物间不存在氢键，故选D。由于同一主族中第3、4、5周期元素的气态氢化物间不存在氢键，且结构相似，所以它们沸点与范德华力有关，而范德华力与相对分子质量有关，故随着相对分子质量的增大，沸点随之升高。曲线中第2周期元素的气态氢化物沸点显著高于第3周期元素气态氢化物，原因是第2周期元素氢化物分子间存在氢键。,【答案】 A D 结构相似，相对分子质量增大，范德华力增大，沸点升高 分子间存在氢键 【规律方法】 影响物质性质因素的判断 在分子内部和分子间存在着不同的作用力，这些作用力对分子的物理性质和化学性质都有不同程度的影响。因此在分析某些性质时容易造成混淆。 (1)共价键是原子间通过共用电子对形成的化学键，它存在于分子内部，影响物质的化学性质，如稳定性、活泼性等。,(2)分子间作用力是分子间微弱的相互作用，包括范德华力和氢键。分子间作用力只影响物质的物理性质，如熔点、沸点、硬度等。 (3)氢键是一种介于化学键和范德华力之间的相互作用，它只存在于分子间或分子内活动性较强的非金属元素N、O、F和与之相邻的H之间。氢键的存在对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有很大影响，如H2O的沸点比H2S的高许多，NH3极易溶于水等。 (4)由于稀有气体是单原子分子，因此在形成晶体时，只存在分子间作用力，而不存在共价键。,变式训练2 若不断地升高温度，实现“雪花水水蒸气氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是( ) A氢键；分子间作用力；非极性键 B氢键；氢键；极性键 C氢键；极性键；分子间作用力 D分子间作用力；氢键；非极性键,解析：选B。固态的水与液态的水分子间的作用力种类相同，均为氢键和范德华力，区别在于氢键的数目，故由固态水液态水破坏氢键，同样，由液态水变为水蒸气时，破坏的也是氢键，而由H2O(气)H2(气)O2(气)时破坏了化学键，故选B。,探究整合应用,水分子间存在“氢键”从而彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过氢键相互连接成庞大的冰晶体，其结构示意图如图所示：,(1)1 mol冰中有_mol“氢键”。 (2)在冰的结构中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11 kJmol1)。已知冰的升华热是51 kJmol1，则冰晶体中氢键的能量是_kJmol1。 (3)用x、y、z分别