高中化学：2.3《分子的性质》课件（第二课时）（新人教版选修3）.ppt

范德华力和氢键对物质性质的影响 共价键 极性键 非极性键 空间不对称 极性分子 双原子分子 hcl no ibrv型分子 h2o h2s so2三角锥形分子 nh3 ph3非正四面体 chcl3 非极性分子 单质分子 cl2 n2 p4 o2直线形分子 co2 cs2 c2h2正四面体 ch4 ccl4 cf4 空间对称 复习回顾 思考与交流 判断下列分子中 哪些是极性分子 哪些是非极性分子 h2 o2 p4 co2 h2o ch4 cl2 hcl c60 hcn bf3 ch3cl nh3 自学 科学视野 表面活性剂和细胞膜 我们知道 分子内部原子间存在相互作用 化学键 形成或破坏化学键都伴随着能量变化 物质三相之间的转化也伴随着能量变化 这说明 分子间也存在着相互作用力 二 范德华力及其对物质性质的影响 1 范德华力 分子之间的相互作用力 很弱 比化学键小1 2个数量级 只能在很小的范围内存在 不属于化学键 2 影响范德华力大小的因素 结构相似的分子 相对分子质量越大 范德华力越大 如卤素单质 分子极性越强 范德华力越大 化学键影响物质的化学性质 主 和物理性质 范德华力影响物质的物理性质 熔 沸点及溶解度等 分子间范德华力越大 熔沸点越高 3 范德华力对物质性质的影响 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土布满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 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 思考 练习 下列变化过程只是克服了范德华力的是 a 食盐的熔化b 水的分解c 碘单质的升华d 金属钠的熔化 c 定义 当氢原子与电负性大的x原子以共价键结合时 它们之间的共用电子对强烈地偏向x 使h几乎成为 裸露 的质子 这样相对显正电性的h与另一分子中相对显负电性的x 或y 中的孤对电子接近并产生相互作用 这种相互作用称氢键 四 氢键及其对物质性质的影响 表示 氢键可以用x h y表示 x和y可以是同种原子 也可以是不同种原子 但都是电负性较大 半径极小的非金属原子 一般就是 表示式中的实线表示共价键 虚线表示氢键 氢键的键能一般小于40kj mol 强度介于化学键和分子间作用力之间 因此氢键不属于化学键 而属于分子间作用力的范畴 邻羟基苯甲醛 熔点 7 对羟基苯甲醛 熔点 115 117 氢键的存在 1 分子间氢键 2 分子内氢键 5 氢键对物质性质的影响 对物质熔沸点的影响分子间氢键使物质熔点升高分子内氢键使物质熔点降低 讨论 尿素 醋酸 硝酸是相对分子质量相近的三种分子 但这三种物质的熔点和沸点相差比较大 尿素常温下是固体 熔点在200 以上 醋酸的熔点为16 6 在温度低于16 6 时即凝结成冰状的固体 常温下硝酸是一种具有挥发性的液体 熔点为 41 6 根据上述三种物质熔 沸点差异较大的事实 分析它们可能含有的氢键 画出示意图 对物质的溶解性的影响 讨论 我们在学习化学的过程中还有什么地方能用氢键的知识来解释的 1 水的特殊物理性质 2 蛋白质结构中存在氢键 3 核酸dna中也存在氢键 4 甲醇易溶于水 5 乙醇与水互溶 水的物理性质 讨论水的特殊性 1 水的熔沸点比较高 2 为什么水结冰后体积膨胀 3 为什么水在4 时密度最大 液态水中的氢键 在水蒸气中水以单个的h20分子形式存在 在液态水中 经常是几个水分子通过氢键结合起来 形成 h20 n 如上图 在固态水 冰 中 水分子大范围地以氢键互相联结 形成相当疏松的晶体 从而在结构中有许多空隙 造成体积膨胀 密度减小 因此冰能浮在水面上 随温度升高 同时发生两种相反的过程 一是冰晶结构小集体受热不断崩溃 缔合分子减少 另一是水分子间距因热运动不断增大 0 4 间 前者占主导优势 4 以上 后者占主导优势 4 时 两者互不相让 导致水的密度最大 相似相溶 水和甲醇的相互溶解 深蓝色虚线为氢键 蛋白质结构中的氢键 二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性的结构的构象 是多肽链局部的空间结构 构象 主要有 螺旋 折叠 转角等几种形式 它们是构成蛋白质高级结构的基本要素 蛋白质的生物学活性和理化性质主要决定于空间结构的完整 变性作用是蛋白质受物理或化学因素的影响 改变其分子内部结构和性质的作用 一般认为蛋白质的二级结构和三级结构有了改变或遭到破坏 都是变性的结果 强酸 强碱使蛋白质变性 是因为强酸 强碱可以使蛋白质中的氢键断裂 从而使蛋白质发生变性 dna的双螺旋结构 碱基配对 水孕育生命 水养育人类 人体内水的重量约占70 人们平常喝的天然水是由许多水分子缔合成的簇团 参与体内生物化学作用差 人体动脉内的脂质沉积随着年龄增长逐渐增多 血流阻力增大 同时动脉管腔变窄 血流量减少 中老年人可能患动脉粥样硬化症 高脂血症和高血压症 有的人还伴发血粘度高 血糖高 血尿酸高 产生微循环障碍 这些病变 形成心脑血管病 糖尿病等 促使人体器官功能提前衰减 缩短了人应享的自然寿命 只有认识水的结构及其变化 了解有关的医学研究成果 才能领悟喝天然水是产生上述老年病的重要原因 人类应企盼饮用小分子水 以祛疾养生 益寿延年 拓展视野 昆虫靠漩涡在水上行走 水中的氢键很脆弱 破坏的快 形成的也快 总的结果是水分子总是以不稳定的氢键连在一片 水的这一特性使水有了较强的内聚力和表面能力 由于具有较高的表面能力 所以昆虫能在水面上行走 当然也和昆虫本身所具有的结构有关系 吉林雾凇 雾凇是一种附着于地面物体 如树枝 电线 迎风面上的白色或乳白色不透明冰层 它也是由过冷水滴凝结而成 不过 这些过冷水滴不是从天上掉下来的 而是浮在气流中由风携带来的 这种水滴要比形成雨凇的雨滴小许多 称为雾滴 实际上 也就是组成云的水滴 当它们撞击物体表面后 会迅速冻结 由于雾凇中雾滴与雾滴间空隙很多 因此雾凇呈完全不透明的白色 雾凇轻盈洁白 附着在树木物体上 宛如琼树银花 清秀雅致 这就是树挂 又称雪挂 冰霜 雪花中的水的氢键结构 范德华力 氢键和共价键的对比 三 氢键及其对物质性质的影响 氢键 是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢