166-7-4_无机化学教案-分子间作用力和氢键.ppt

双原子分子 同种双原子 不同种双原子 即双原子分子分子的极性取决于键的极性 有极性键的分子一定是极性分子 而极性分子一定含有极性键 七 分子间作用力 范德华力 与氢键 一 分子的极性 多原子分子 极性分子 非极性分子 H2O CO2 即多原子分子的极性不但取决于键的极性 而且取决于分子的几何形状 m 0 若正电 和负电 重心上的电荷的电量为q 正负电重心之间的距离为d 称偶极矩长 则偶极矩 qd 是个矢量 方向为正电荷重心指向负电荷重心 偶极矩以德拜 D 为单位 1D 3 34 10 30C m 0非极性分子 极性分子 越大 分子极性越强 多原子分子 分子偶极矩是分子中所有化学键键矩的矢量和 双原子分子 分子偶极矩即极性键的键矩 原子间的电负性差决定了分子偶极矩大小 例题 下列分子哪些是非极性分子 哪些是极性分子 根据偶极矩数据 指出分子的极性和其空间构型的关系 BeCl2BCl3H2SHClCCl4CHCl3 0 0 3 67 3 57 0 3 5 非非极极非极 直线平面三角V型直线正四面体变形四面体 分子间的范德华力是决定物质熔点 沸点 溶解度等物理化学性质的一个重要因素 除原子间较强的作用力 三种化学建 以外 分子与分子还存在比化学键弱的相互作用力 范德华力 二 分子间作用力 VanderWaals Forces 取向力 dipole dipoleforce偶极 偶极作用力 诱导力 inductionforce 极性分子间的作用力 极性分子 非极性分子 极性分子 极性分子 色散力 dispersionforce 非极性分子 非极性分子 极性分子 非极性分子 极性分子 极性分子 极性分子相互靠近 同性相斥 异性相吸 使得分子定向排列 极性分子固有偶极产生的电场使非极性分子的电子云变形 形成诱导偶极子 分子间作用能的分配 对大多数分子来说 以色散力为主 除极性很大且存在氢键的分子 如H2O外 色散力的大小既依赖于分子的大小 也依赖于分子的形状 范德华力的本质 永远存在于分子或原子间 吸引力 作用能比化学键小1 2个数量级 没有方向性和饱和性 作用范围只有几个pm 三种力中主要是色散力 取向力 诱导力和色散力统称范德华力 具有以下的共性 He Ne Ar Kr Xe从左到右原子半径 分子半径 依次增大 变形性增大 色散力增强 分子间结合力增大 故b p 依次增高 可见 范德华力的大小与物质的m p b p 等物理性质有关 分子间作用力对物质物理化学性质的影响 A分子是非极性分子 只有色散力 B分子变形性随分子量的增大而增大 因而色散力也依次增大 C因色散力依次增大 因而熔 沸点也依次增大 同类分子型物质熔 沸点比较 1 氢键存在的证明 三 氢键 hydrogenband 沸点 H2S H2Se H2TeHCl HBr HI 原子量 S2 Se2 Te2 Cl Br I 与同系物性质的不同就是由氢键引起的 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 水分子之间的氢键 2 氢键的形成 4 氢键的特点 a 氢键存在饱和性和方向性 氢键的饱和性指的是每一个X H只能与一个Y原子形成氢键 只是因为H的体积较小 当形成X H Y氢键后 X和Y原子电子云的斥力使得其它极性分子很难靠近 H的配位数一般为2 氢键的方向性指的是Y原子与X H形成氢键后 X H Y尽量位于一条直线上 这样可使X和Y原子距离最远 斥力最小 现代结构研究证明 大多数化合物氢键中的 角并不是180 见下列氢键的键能数据 F H FO H ON H NE kJ mol 128 018 85 4 4 氢键的特点 b 氢键的强度 10 40KJ mol 1 氢键的强度介于化学键和范德华力之间 其大小和H两侧的原子的电负性有关 c 氢键的键长 比范德华半径之和小 比共价键长大得多 4 氢键的特点 d 分子内氢键 氢键即可在分子间形成 只要满足条件也可在分子内形成 HNO3 邻硝基苯酚 5 氢键对于化合物性质的影响 沸点 CH3CH2OH H3C O CH3 沸点 HF HCl HBr HI 可以形成分子内氢键的分子 必然具备形成分子间氢键的条件 但是分子内氢键的形成必然会削弱分子间氢键的形成 从而使得分子间氢键的化合物熔沸点下降 分子型物