化学：2.4.1《范德华力与物质性质》孙老师.ppt

第四节分子间的作用力与物质的性质讲课人 韩利民 以前的冰山 现在的冰山 升温减压 分子距离增大 由分子构成的物质 在一定条件下能发生三态变化 说明 分子距离增大 升温减压 由分子构成的物质的三态变化 分子间存在作用力 一 分子间作用力 概念 分子间存在着多种相互作用力 通称为分子间作用力 3 强弱 比化学键弱得多4 类型 常见的分子间作用力 范德华力和氢键 2 实质 是一种电性作用 范德华简介荷兰物理学家 青年时代家境贫寒 无力入学读书 在工作之余 刻苦钻研 自学成材 1873年他的论文 论液态和气态的连续性 引起了学术界的关注 并获得了莱顿大学的博士学位 1877 1907年任阿姆斯特丹大学教授 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 二 范德华力 1 概念 分子间普遍存在的一种相互作用力 2 特点 3 主要影响物质的物理性质 熔沸点 2 无方向性和饱和性 1 比化学键弱得多 交流与讨论 卤素单质的相对分子质量和熔 沸点的数据见下表 请完成表中的第二列和第五列 并根据表中的数据讨论以下问题 1 卤素单质熔化或气化时破坏的微粒间作用力是什么 卤素单质的熔 沸点有怎样的变化规律 2 卤素单质的熔 沸点的变化与卤素单质相对分子质量的变化规律有怎样的关系 气态 气态 液态 固态 38 71 160 254 3 影响范德华力大小的因素 一般来说 结构相似的分子 相对分子质量越大 范德华力越大 熔沸点越高 如卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2 1 化学键影响物质的化学性质 主 和物理性质 2 范德华力影响物质的物理性质 熔 沸 点 分子间范德华力越大 熔沸点越高 4 范德华力对物质性质的影响 1 比较熔沸点高低 并且说明理由 CF4 CCl4 CBr4 顺序为理由为 HCl HBr HI 顺序理由2 N2中含有氮氮叁键 键能很大 为什么熔沸点很低 巩固练习 CF4 CCl4 CBr4 CI4 相对分子质量越大 范德华力越大 熔沸点越高 HCl HBr HI 相对分子质量越大 范德华力越大 熔沸点越高 没有破坏化学键 仅是破坏了分子间作用力 CI4 壁虎为什么能在天花板土爬行自如 这曾是一个困扰科学家一百多年的谜 用电子显微镜可观察到 壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛 壁虎的足有多大吸力 实验证明 如果在一个分币的面积上布满100万条壁虎足的细毛 可以吊起20kg重的物体 近年来 有人用计算机模拟 证明壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力 思考 夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬行 却掉不下来 为什么 范徳华力的应用 根据所学知识 试比较H2O H2S H2Se H2Te的熔沸点大小 思考 沸点 水分子间形成的氢键 定义 是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子 或同一分子中 电负性很强的原子之间的作用力 这种作用力称氢键 3 氢键的形成条件 1 必须有氢原子 2 必须有电负性大而原子半径小的非金属元素原子 如氟 氧 氮原子 2 氢键的表示方法 X H Y 共价键 氢键 强烈 距离近 微弱 距离远 两原子可以相同也可以不同 5 氢键的特点 1 作用力比范德华力大 但比化学键小得多 每个水分子的两对孤对电子和两个氢原子只能沿着4个sp3杂化轨道方向分别与相邻水分子形成氢键 故每个水分子只能与周围四个水分子接触 3 氢键具有方向性和饱和性 2 一种特殊的分子间作用力 不是化学键 6 氢键的类型 1 分子间氢键 F H F H 2 分子内氢键 1 观察图片上各族元素氢化物的熔 沸点的变化规律 哪些物质的熔 沸点出现了反常 通过对比 请你分析出现反常现象的原因是什么 2 分析碳族元素氢化物的变化规律是否也有反常现象 通过对比 请你分析出现以上现象的原因是什么 7 氢键对物质性质的影响 1 氢键对物质溶沸点有影响 分子间形成氢键增大了分子间的作用力使物质的溶 沸点升高 2 氢键对物质溶解性有影响 分子间存在氢键使得溶质分子和溶剂分子间的作用力增大 溶质在溶剂中的溶解度增大 乙醇与水任意比互溶 H2O NH3 HF 熔沸点反常高 应用 水变成冰为什么体积会变大 液态水中多个水分子通过氢键结合在一起 形成 H2O 由于氢键具有方向性和饱和性 一个水分子只能和四个水分子形成氢键 就形成了孔穴造成冰晶体的微观空间存在空隙 反映出冰的体积大 密度小 冰晶体中的孔穴示意图 范德华力 氢键和共价键的对比 分子间普遍存在的作用力 已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力 原子之间通过共用电子对形成的化学键 分子间或分子内氢原子与电负性很强的N O F之间 微弱 较弱 很强 主要影响化学性质 溶解性 熔沸点 熔沸点 分子之间 相邻原子之间 1 当干冰汽化时 下列所述各项中发生变化的是 A 分子间距离B 范德华力C 分子内共价键D 化学性质2 H2O与H2S结构相似 都是 型的极性分子 但是H2O的沸点是100 H2S的沸点是 60 7 引起这种差异的主要原因是 A 范德华力B 共价键C 氢键D 相对分子质量 巩固练习 AB C 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的大小关系为 A a b cB b a cC c b aD b c a4 SiCl4的分子结构与CCl4类似 对其做如下推测 其中不正确的是 A