高中化学 专题3 微粒间作用力与物质性质 3.4 分子间作用力 分子晶体课件 苏教版选修3.ppt

专题3微粒间作用力与物质性质 第四单元分子间作用力分子晶体 水的电解 范德华力 氢键 范德华力 范德华 vanderwaals1837 1923 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 原子间和分子间的吸引力被命名为范德华力 范德华力是分子之间普遍存在的一种相互作用力 它使得许多物质能以一定的凝聚态 固态或液态 存在 范德华力存在于液 固 气态的任何微粒之间 无方向性和饱和性 影响范德华力的因素 分子的大小 分子的空间构型 分子中电荷分布是否均匀等 范德华力比化学键弱得多 一般来说 某物质的范德华力越大 则它的熔点 沸点就越高 对于组成和结构相似的物质 范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强 范德华力对物质的沸点 熔点 气化热 熔化热 溶解度 表面张力 粘度等物理性质有决定性的影响 相邻原子之间 作用力强烈 影响物质的化学性质 分子之间 作用力微弱 影响物质的物理性质 熔 沸点及溶解度等 化学键与范德华力的比较 原子晶体 离子晶体 金属晶体 分子晶体 物质熔沸点高低 1 下列物质中 其沸点可能低于sicl4的是 a gecl4b sibr4c ccl4d nacl c 练习 2 下列叙述正确的是 a 氧气的沸点低于氮气的沸点b 稀有气体原子序数越大沸点越高c 分子间作用力越弱 则由分子组成的物质熔点越低 bc 3 将干冰气化 破坏了co2分子晶体的 将co2气体溶于水 破坏了co2分子的 分子间作用力 共价键 练习 4 请预测的熔沸点高低 1 hf hcl hbr hi 2 h2o h2s h2se h2te 事实是否是这样的吗 氢键的形成 氧族元素的氢的化合物的熔点和沸点 在有些化合物中氢原子似乎可以同时和两个电负性很大而原子半径较小的原子 如o f n等 相结合 一般表示为x h y 其中h y的结合力就是氢键 x h y表示氢键 氢键属于一种较强的分子间作用力 既可以存在于分子之间 也可以存在于复杂分子的内部 氢键不属于化学键 氢键作用小于化学键大于分子间作用力 理解氢键应注意 冰晶体中的氢键 分子间氢键 分子内氢键 1 对沸点和熔点的影响分子间氢键的形成使物质的沸点和熔点升高 分子内氢键的生成使物质的沸点和熔点降低 氢键对物质性质的影响 2 对溶解度的影响在极性溶剂里 如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键 则溶质的溶解度增大 水和甲醇的相互溶解 深蓝色虚线为氢键 蛋白质分子中的氢键 图中虚线表示氢键 dna双螺旋是通过氢键使它们的碱基 a t和c g 相互配对形成的 图中虚线表示氢键 范德华力是普遍存在的一种分子间作用力 属于电性作用 这种作用力比较弱 范德华力越强 物质的熔点和沸点越高 氢键属于一种较强的分子间作用力 既可以存在于分子之间 也可以存在于复杂分子的内部 氢键的存在使物质具有某些特殊性质 化学键 氢键和范德华力的比较 物质分子间存在的微弱相互作用 分子间 分子中含有与h原子相结合的原子半径小 电负性大 有孤对电子的f o n 分子间 内 电负性较大的成键原子通过h原子而形成的静电作用 相邻的原子或离子之间的强烈的相互作用 原子或离子 很强烈 克服它需要较高的能量 很强烈 克服它需要较高的能量 很强烈 克服它需要较高的能量 影响物质的化学性质和物理性质 分子间氢键使物质熔沸点升高硬度增大 水中溶解度增大 随范德华力的增大 物质的熔沸点升高 溶解度增大 1 下列物质中不存在氢键的是 a 冰醋酸中醋酸分子之间b 一水合氨分子中的氨分子与水分子之间c 液态氟化氢中氟化氢分子之间d 可燃冰 ch4 8h2o 中甲烷分子与水分子之间 d 练习 2 固体乙醇晶体中不存在的作用力是 a 极性键b 非极性键c 离子键d 氢键影响 c 3 下列有关水的叙述中 可以用氢键的知识来解释的是 a 水比硫化氢气体稳定b 水的熔沸点比硫化氢的高c 氯化氢气体易溶于水d 0 时 水的密度比冰大 bd 4 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 范德华力与氢键可同时存在于分子之间c 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 硬度等也有影响d 氢键是一种特殊的化学键 它广泛地存在于自然界中 d 分子晶体 图3 35是干冰 co2 分子晶体模型 通过学习有关分子间作用力的知识 你知道下列问题的答案吗 1 构成分子晶体的微粒是什么 分子晶体中微粒间的作用力是什么 2 分子晶体有哪些共同的物理性质 为什么它们具有这些共同的物理性质 分子晶体 1 分子间以分子间作用力相结合的晶体叫分子晶体 2 构成分子晶体的粒子是 3 微粒间的相互作用是 由于分子晶体的构成微粒是分子 所以分子晶体的化学式几乎都是分子式 1 分子晶体的概念及其结构特点 分子 范德华力 不对 分子间氢键也是一种分子间作用力 如冰中就同时存着范德华力和氢键 思考 是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力 由于分子间作用力很弱 所以分子晶体一般具有 较低的熔点和沸点 较小的硬度 固体及熔融状态不导电 有的溶于水能导电 2 分子晶体的物理特性 1 所有非金属氢化物 h2o h2s nh3 ch4 hx 2 大多数非金属单质 x2 n2 o2 h2 s8 p4 c60 3 大多数非金属氧化物 co2 so2 n2o4 p4o6 p4o10 4 几乎所有的酸 h2so4 hno3 h3po4 5 大多数有机物 乙醇 冰醋酸 蔗糖 3 典型的分子晶体 4 分子晶体熔 沸点高低的比较规律分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间的作用力 分子间作用力越大 物质熔化和汽化时需要的能量就越多 物质的熔 沸点就越高 因此 比较分子晶体的熔 沸点高低 实际上就是比较分子间作用力 包括范德华力和氢键 的大小 1 组成和结构相似的物质烷烃 烯烃 炔烃 饱和一元醇 醛 羧酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加而升高 分子间有氢键的物质 hf h2o nh3等 熔 沸点升高且不遵循上述规律 形成分子内氢键的物质 其熔 沸点低于形成分子间氢键的物质 相对分子质量越大 熔沸点越高 2 在碳原子数相同的烷烃的同分异构体中 一般来说 支链数越多 如沸点 正戊烷 异戊烷 新戊烷 芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照 的顺序 熔沸点越低 邻位 间位 对位 co2和sio2的一些物理性质如下表所示 请你从两种晶体的构成微粒及微粒间作用力的角度 分析导致干冰和二氧化硅晶体性质差异的原因 5 干冰的晶体结构 1 二氧化碳分子的位置 在晶体中截取一个最小的正方体 正方体的八个顶点都落到co2分子的中心 在这个正方体的每个面心上还有一个co2分子 8 1 8 6 1 2 4 12个 由此可见 与co2分子距离最近的co2分子共有12个 小结 1 晶体类型的判断 一是看构成晶体微粒的种类 二是看微粒之间的作用力2 由晶体性质可推断晶体类型 由晶体类型也可推断晶体的性质 几种类型晶体的结构和性质比较 金属阳离子和自由电子 阴 阳离子 原子 分子 金属键 离子键 共价键 分子间作用力 较高 很高 少数很高或很低 较低 多数较大少数较小 较大 很大 较小 良导体 不导电 cu al nacl cscl 金刚石 sio2 干冰 冰 熔化或溶于水导电 固体及熔融状态不导电 有的溶于水能导电 晶体熔沸点高低的判断 1 不同晶体类型的物质 原子晶体 离子晶体 分子晶体 2 同种晶体类型的物质 离子晶体 晶体内微粒间作用力越大 熔沸点越高 原子晶体 离子所带电荷越多 离子半径越小 晶格能越大 离子键越强 晶体熔沸点越高 硬度越大 原子半径越小 键长越短 键能越大 共价键越强 晶体熔沸点越高 硬度越大 分子晶体 组成和结构相似的分子晶体 相对分子质量越大 分子间作用力越大 熔沸点越高 具有分子间氢键的分子晶体 分子间作用力显著增大 熔沸点升高 相对分子质量相近的分子晶体 分子极性越大 分子间作用力越大 熔沸点越高 金属晶体 金属原子半径越小 单位体积内自由电子数目越多 金属键越强 晶体熔沸点越高 硬度越大 混合晶体 石墨的晶体结构模型 石墨晶体的结构特点和性质 分层的平面网状结构 层内c原子以与周围的个c原子结合 层间为 层内最小环有个c原子组成 每个c原子被个最小环所共用 每个最小环含有个c原子 个碳碳键 c原子与碳碳键个数比为 共价键 3 分子间作用力 6 3 2 3 2 3 2 石墨晶体的导电性和润滑性 1 石墨晶体的结构特点 1 下列物质中 固态时一定是分子晶体的是a 酸性氧化物b 非金属单质c 碱性氧化物d 含氧酸 d 2 下列哪种情况下 一对物质中有且只有同一种作用力被克服a 使h2和hf气化b 熔融c和cac 溶解l