第四单元分子间作用力分子晶体.ppt

思考交流,请预测的熔沸点高低HF、HCl、HBr、HIH2O、H2S、H2Se、H2Te,组成和结构相似的分子，一般相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔沸点越高,问题探究,二、氢键,在H2O分子中，由于O原子吸引电子的能力很强，HO键的极性很强，共用电子对强烈地偏向O原子，亦即H原子的电子云被O原子吸引，使H原子几乎成为“裸露”的质子。这个半径很小、带部分正电荷的H核，就能与另一个H2O分子中带部分负电荷的O原子的孤电子对接近并产生相互作用。这种静电相互作用就是氢键。,水分子间形成的氢键,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XHY，其中HY的结合力就是氢键。,XHY表示氢键键长指X和Y的距离键能指XHY分解为XH和Y所需要的能量,内容解读,1、氢键的概念,水分子间形成的氢键,2、形成氢键必须具备的条件：,分子中有H原子,X-HY中的X和Y的电负性大，半径小，且有孤电子对,X、Y分别代表电负性大而原子半径小的非金属原子，如、O、N,内容解读,水分子间形成的氢键,（3）氢键能量大小：,氢键比范德华力要强而比化学键弱的分子间作用力,(4)氢键的强弱与X和Y的电负性大小有关,一般X、Y元素的电负性越大，半径越小，形成的氢键越强。例如：F-HFO-HON-HN,（5）、氢键的特点-氢键有饱和性和方向性,分子中每一个X-H键中的H只能与一个Y原子形成氢键，如果再有第二个Y与H结合，则Y与Y之间的斥力将比HY之间的引力大，也就是说H原子没有足够的空间再与另一个Y原子结合。X-HY系统中，X-HY一般在同一直线上，这样才可使X和Y距离最远，两原子间的斥力最小，系统更稳定。,内容解读,教科书P56,1.请解释物质的下列性质：（1）NH3极易溶于水。（2）氟化氢的熔点比氯化氢的高。2.邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同分异构体,预测对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛熔点的高低，并解释。,对羟基苯甲酸能形成分子间氢键,邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键,一个分子内的XH键中的H与另一个分子内的Y原子相结合而成的氢键称为分子间氢键，有同种分子间与不同分子间。,一个分子的XH键中的H与其分子内部的Y原子相结合而成的氢键称为分子内氢键。,分子间氢键增强分子间作用力,分子内氢键削弱分子间作用力,(2)分子内氢键：,4、氢键的存在,(1)分子间氢键：,内容解读,醋酸、硝酸是相对分子质量相近的两种分子，但这两种物质熔沸点相差较大。醋酸的熔点为16.6度，在温度低于16.6度时即凝结成冰状固体；常温下硝酸是一种具有挥发性的液体。试根据上述两种物质熔沸点差异较大的事实，分析它们可能含有的氢键。,5、氢键对化合物性质的影响,对熔沸点的影响,分子间氢键，使物质的熔、沸点升高,NH3、H2O和HF熔沸点比同族其它氢化物高因分子间形成了氢键,分子内氢键，使物质熔沸点降低,内容解读,对物质溶解度的影响,分子间氢键在极性溶剂中，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。分子内氢键在极性溶剂中溶解度降低，在非极性溶剂中增大。,如邻硝基酚和对硝基酚，二者在水中的溶解度之比为0.391，而在苯中溶解度的比例为1.931,H2O(g)单个H20分子存在；H2O(l)中，几个水分子通过氢键结合起来，形成(H20)n；在冰中，H2O大范围以氢键联结，形成相当疏松的晶体，空隙大，体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上,知识拓展,6、氢键存在的意义,生命活动中的氢键,知识拓展,H2O,H2S,H2Se,H2Te,HF,HCl,HBr,HI,NH3,PH3,AsH3,SbH3,CH4,SiH4,GeH4,SnH4,一些氢化物的沸点,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,比化学键弱得多,随范德华力的增大，物质的熔沸点升高、溶解度增大,比化学键弱得多，比范德华力稍强,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,分子间氢键使物质熔沸点升高硬度增大、水中溶解度增大,分子内氢键使物质熔沸点降低、硬度减小,影响物质的化学性质和物理性质,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,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、概念,分子,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,（1）组成和结构相似的物质，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。,4、分子晶体熔、沸点高低的比较规律,（3）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,81/8+61/2=4,12,从结构模型可以看出：干冰晶体是一种结构每8个CO2分子构成立方体，在六个面的中心又各占据1个CO2分子。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有个。每个晶胞中有个CO2分子。,面心立方,与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个,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。,在石墨晶体中，碳原子是分层排布的，层内所有碳原子以共价键相结合成平面网状结构，每个碳原子与和它紧邻的3个碳原子相连，键角120；由碳原子组成的最小环为平面六元环。层与层之间为分子间作用力。,石