化学 第2章 第4节 分子间作用力与物质性质精品课件 鲁科版选修《物质结构与性质》.ppt

第4节分子间作用力与物质性质 课程标准导航1 结合实例说明化学键和分子间作用力的区别 2 了解分子间作用力对物质的状态等方面的影响 3 了解含有氢键的物质 知道氢键的存在对物质性质的影响 自主学习一 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 想一想1 水分解与水的三态变化相同吗 提示 不相同 水分解是破坏的化学键 而水的三态变化则是分子间作用力的改变 二 范德华力与物质性质 相互作用力 电性 无方向性 相对分子质量 熔点 想一想2 对于f2 cl2 br2和i2四种物质 为什么通常状况下它们的状态不同 提示 由f2 i2状态依次为气体 气体 液体和固体 由于它们的组成与结构相似 由f2 i2相对分子质量增加 范德华力逐渐增强 故它们状态不同 三 氢键与物质性质 静电相互作用 x h y 原子半径 小 升高 分子内氢键 想一想3 能形成氢键的物质中一定存在氢键吗 提示 不一定 氢键的存在与物质的状态有关 如固态 液态的水分子间存在氢键 气体水分子间则不存在氢键 自主体验1 关于氢键的下列说法中正确的是 a 每个水分子中含有两个氢键b 在水蒸气 水和冰中都含有氢键c 分子间形成氢键能使物质的熔点和沸点升高d hf的稳定性很强 是因为其分子间能形成氢键 解析 选c 在固态或液态分子间存在氢键 且水分子能形成4个氢键 氢键只影响物质的物理性质 2 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物质熔点 沸点高低的惟一因素b 范德华力与物质的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 范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素解析 选d 范德华力和氢键是影响物质物理性质的重要因素 3 范德华力为akj mol 1 化学键为bkj mol 1 氢键为ckj mol 1 则a b c的大小关系是 a b c ab b a cc c b ad a b c解析 选a 化学键键能最大 氢键的作用远小于化学键键能 却大于范德华力 探究导引1试用所学过的有关知识解释为什么h2o的沸点比h2s高 提示 h2o与h2s结构相似 m h2o m h2s 但沸点h2o比h2s高 由于h2o分子之间存在氢键 而h2s分子间仅存在范德华力 氢键能量大于范德华力能量 故h2o沸点比h2s高 探究导引2所有物质的微粒之间均存在范德华力 这种说法对吗 为什么 提示 不对 范德华力只存在于分子之间 并且物质的状态为液态和固态 气态物质的分子之间不存在范德华力 不存在分子的物质不存在范德华力 要点归纳 即时应用1 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 包括氢键与范德华力b 分子间氢键的形成除使物质的熔点 沸点升高外 对物质的溶解 电离等也都有影响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 它广泛存在于自然界中解析 选d 分子间作用力是分子间相互作用力的总称 它包括氢键与范德华力 它的作用弱于化学键 不是化学键 存在需要满足一定的条件 对物质熔点 沸点等有影响 探究导引分子间作用力主要对物质的哪些性质有影响 提示 主要是对物质的熔点 沸点 电离 溶解性等物理性质产生影响 要点归纳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 i2 br2 cl2 f2 rn xe kr ar ne he 2 对物质溶解性的影响如 在273k 101kpa时 氧气在水中的溶解度 0 049cm3 l 1 比氮气在水中的溶解度 0 024cm3 l 1 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 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高 如h2o h2te h2se h2s 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 即时应用2 下列物质的变化 破坏的主要是氢键的是 a 碘单质的升华b 氯化钠溶于水c 氯化铵受热分解d 将水加热变为水蒸气 解析 选d 要解答本题 首先要找出哪些物质中存在着氢键 很显然 只有某些分子间存在氢键 水由液态变为气态 除了破坏范德华力外 还要破坏氢键 而且主要是破坏氢键 下列事实 不能用氢键知识解释的是 a 水和乙醇可以完全互溶b 氨容易液化c 干冰易升华 d 液态氟化氢化学式有时写成 hf n的形式 思路点拨 本题的关键是 1 氢键与化学键 范德华力的区别 2 氢键形成的条件 解析 水和乙醇分子间可形成氢键 所以二者可互溶 氨分子间易形成氢键 所以氨易液化 液态hf分子间存在氢键 故有时写成 hf n 只有c不存在氢键 答案 c 下图中每条折线表示周期表 a a中的某一族元素氢化物的沸点变化 每个小黑点代表一种氢化物 其中a点代表的是 a h2sb hclc ph3d sih4 思路点拨 解决此题的关键要注意两点 1 是弄清物质的组成与结构特点 2 是分析微粒间的作用力种类 解析 根据范德华力的知识 相对分子质量越大 物质的熔 沸点越高 4条折线中有3条反常 这说明有氢键的影响 氨气 水 氟化氢出现熔 沸点升高 正常曲线中的a物质只能是 a族元素形成的氢化物 答案 d 规律方法 1 组成与结构相似的物质 相对分子质量越大 溶 沸点越高 如熔 沸点 o2 n2 hi hbr hcl 2 组成和结构不相似的物质 分子极性越大 其熔 沸点越高 如熔 沸点 co n2 3 在同分异构体中 一般来说 支链数越多 熔 沸点越低 如沸点 正戊烷 异戊烷 新戊烷 同分异构体的芳香烃及其衍生物 其熔 沸点高低顺序是邻 间 对 氢键及其对物质性质的影响 1 形成条件 要有一个与电负性很大的元素x形成强极性键的氢原子 如h2o中的氢原子 要有一个电负性很大 含有孤电子对并带有部分负电荷的原子y 如h2o中的氧原子 x和y的原子半径要小 这样空间位阻较小 一般来说能形成氢键的元素为n o f 2 氢键的存在 含h o n h h f键的物质 有机化合物中的醇类和羧酸类等物质 3 氢键的类型 尽管人们将氢键归结为一种分子间作用力 但是氢键既可以存在于分子之间 也可以存在于分子内部的原子团之间 如邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间存在氢键 对羟基苯甲醛存在分子间氢键 如图 4 氢键对物质性质的影响 对熔点 沸点的影响 a 分子间氢键的形成使物质的熔点 沸点升高 因为要使液体汽化 必须破坏大部分分子间的氢键 这需要较多的能量 要使晶体熔化 也要破坏一部分分子间的氢键 所以 存在分子间氢键的化合物的熔点 沸点要比没有氢键的同类化合物高 b 分子内氢键的形成使物质的熔点 沸点降低