分子结构与性质

1、第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质第一节 共价键什么是化学键？什么是化学键？什么是离子键？什么是离子键？什么是共价键？什么是共价键？化学键：分子中相邻原子之间强烈的相互作用。化学键：分子中相邻原子之间强烈的相互作用。离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的离子键：阴、阳离子之间通过静电作用形成的 化学键。化学键。共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。 分子中相邻原子之间是靠什么作用而分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起？结合在一起？设疑：设疑：为什么稀有气体元素的分子都为什么稀有气体元素的分子都是单原子分子，而氢分子、氯分子是双是单原

2、子分子，而氢分子、氯分子是双原子分子？氢原子为什么会与氧原子按原子分子？氢原子为什么会与氧原子按照照2：1的原子个数比结合成稳定的水分的原子个数比结合成稳定的水分子而不是其他比例呢？有没有可能存在子而不是其他比例呢？有没有可能存在 H3 、Cl3 、H2Cl分子？为什么？分子？为什么？共价键具有共价键具有饱和性饱和性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系决定了原子形成分子时相互结合的数量关系1 1、HH2 2分子的形成过程分子的形成过程 现代物质结构理论认为现代物质结构理论认为 共价共价键的形成是由于成键原子电子云键的形成是由于成键原子电子云的重叠的重叠 两个两个H原子共用一对共用的电子原子共

3、用一对共用的电子对是不是只存在与两核间对是不是只存在与两核间?用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程HHHH键键的特征：以形成化学键的两原子的特征：以形成化学键的两原子核的连线做为轴旋转操作，共价键电核的连线做为轴旋转操作，共价键电子云的图形不变子云的图形不变,称为称为轴对称轴对称。（s-s 键）键） 为什么原子之间能够通过为什么原子之间能够通过共用电子对形成稳定的分子？共用电子对形成稳定的分子？2 2、HClHCl分子的形成过程分子的形成过程HCl用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程 ClH 共价键的共价键的方向性方向性（s-p 键）键）3 3、

4、ClCl2 2分子的形成过程分子的形成过程ClClCl Cl用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程（p-p 键）键）S-S重叠重叠无方向无方向S-PS-P重叠重叠P-P重叠重叠小结小结: 键成键方式键成键方式 “头碰头头碰头”用电子云来描述共价键的形成过程用电子云来描述共价键的形成过程4 4、p-p p-p 键形成过程键形成过程 键键特点特点: :两个原子轨道以平行或两个原子轨道以平行或“肩并肩肩并肩” 方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构方式重叠；原子重叠的部分分别位于两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面

5、为镜面，它们互为镜像，称为面为镜面，它们互为镜像，称为镜像对称镜像对称由于由于键重叠程度要比键重叠程度要比键小键小,所以所以键的强度要比键的强度要比键大键大。“肩并肩肩并肩”注注: :两个两个s s轨道轨道不能成不能成键键项目项目键型键型键与键与键的对比键的对比沿轴方向沿轴方向“头碰头头碰头”平行或平行或“肩并肩肩并肩”轴对称轴对称镜像对称镜像对称键强度大键强度大,不容易断裂不容易断裂键强度较小键强度较小,容易断裂容易断裂 共价单键是共价单键是键键,共价双键中一个是共价双键中一个是键键,另一个是另一个是键键,共价三键中一个是共价三键中一个是键键,另两个为另两个为键键PzPzPzPz键键yNNz

6、zy科学探究科学探究N2分子形成分子形成zzyyxxzzx1.1.键能键能 气态基态原子形成气态基态原子形成1mol1mol共价共价键释放的最低键释放的最低能量能量( (或拆开或拆开1mol共价键所吸收的能量共价键所吸收的能量)，例如，例如H-HH-H键的键能为键的键能为436.0kJ.mol436.0kJ.mol-1-1。 说明说明 键能的单位是键能的单位是kJmolkJmol-1-1形成化学键通常放出热量键能为通常取正值形成化学键通常放出热量键能为通常取正值键能越大，化学键越稳定键能越大，化学键越稳定2.2.键长键长 形成共价键的两个原子之间的核间的平衡距形成共价键的两个原子之间的核间的平

7、衡距离。离。 说明说明 键长的单位都是键长的单位都是pm=10pm=10-12-12m m键长越短往往键能就越大，共价键越稳定键长越短往往键能就越大，共价键越稳定3.3.键角键角 分子中两个相邻共价键之间的夹角称键角。分子中两个相邻共价键之间的夹角称键角。键角键角.说明说明 键角决定分子的立体结构和分子的极性键角决定分子的立体结构和分子的极性常见的分子的键角有常见的分子的键角有 CO2 180。 H2O 104.5。 NH3 107.3。 CH4 109.5。小结小结：键能、键长、键角是共价键的三个参数键能、键长、键角是共价键的三个参数键能、键长决定了共价键的稳定性；键角决定了分键能、键长决定

8、了共价键的稳定性；键角决定了分子的空间构型。子的空间构型。 一、形形色色的分子一、形形色色的分子O2HClH2OCO22 2、三原子分子立体结构（有直线形和、三原子分子立体结构（有直线形和V V形）形）、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三、四原子分子立体结构（直线形、平面三角形、三角锥形、正四面体）角锥形、正四面体）C C2 2H H2 2CHCH2 2O OCOClCOCl2 2NHNH3 3P P4 4、五原子分子立体结构、五原子分子立体结构最常见的是正四面体最常见的是正四面体CH4CHCH3 3CHCH2 2OHOHCHCH3 3COOHCOOHC C6 6H H6 6C C8

9、8H H8 8CHCH3 3OHOH5 5、其它：、其它： 同为三原子分子，同为三原子分子，CO2 和和 H2O 分子的空间结分子的空间结构却不同，什么原因？构却不同，什么原因？直线形直线形V形形 同为四原子分子，同为四原子分子，CH2O与与 NH3 分子的的空分子的的空间结构也不同，什么原因？间结构也不同，什么原因？三角锥形三角锥形平面三角形平面三角形二、价层电子对互斥理论二、价层电子对互斥理论(VSEPR理论理论)(Valence Shell Electron Pair Repulsion)预测简单无机小分子的空间构型的方法 1. 理论基本要点 1) 在共价分子(或离子)中，中心原子价电子

10、层中的电子对(包括成键电子对和未成键的孤电子对)倾向于尽可能地远离，以使彼此间相互排斥作用为最小。2)把分子中中心原子的价电子层视为一个球面。把分子中中心原子的价电子层视为一个球面。因而价电子层中的电子对按能量最低原理排布因而价电子层中的电子对按能量最低原理排布在球面，从而决定分子的空间构型。在球面，从而决定分子的空间构型。3)不同的电子对之间的斥力大小顺序为：不同的电子对之间的斥力大小顺序为：孤对电子对与孤对电子对间斥力孤对与键对孤对电子对与孤对电子对间斥力孤对与键对间键对与键对间；间键对与键对间；价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型 1、一类是中心原子上的价电子都用于形成共、一类是中心原子

11、上的价电子都用于形成共价键，如价键，如CO2、CH2O、CH4等分子中的碳原等分子中的碳原子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子子，它们的立体结构可用中心原子周围的原子数数n来预测，概括如下：来预测，概括如下： ABn 立体结构立体结构 范例范例 n=2 直线形直线形 CO2、 CS2 、BeCl2 n=3 平面三角形平面三角形 CH2O、BF3 n=4 正四面体形正四面体形 CH4、 CCl4 n=5 三角双锥形三角双锥形 PCl5 n=6 正八面体形正八面体形 SCl62 2、另一类是中心原子上有孤对电子、另一类是中心原子上有孤对电子( (未用于形成共价键未用于形成共价键的电子对的电子对

12、) )的分子。的分子。ABn 立体结构立体结构 范例范例 n=2 V形形 H2O n=3 三角锥形三角锥形NH3解：解： CH4 n = (4 +4 1)/2 =4 CH4分子构型为正四面体形。分子构型为正四面体形。 H2O n = (6 +2 1)/2 =4 H2O的价电子对应为正四面体排布，其中两对为孤电的价电子对应为正四面体排布，其中两对为孤电 子对，所以分子构型应为子对，所以分子构型应为V形。形。 NH3 n = (5+3 1)/2 =4 NH3的价电子对应为正四面体排布，其中一对为孤电子对，的价电子对应为正四面体排布，其中一对为孤电子对，所以分子构型应为三角锥形。所以分子构型应为三角

13、锥形。 所以三个分子的键角从大到小的顺序是：所以三个分子的键角从大到小的顺序是：CH4、NH3、H2O。练习：练习：用用VSEPR理论预测理论预测CH4、H2O、NH3分子的空间构型，分子的空间构型，并判断它们键角的相对大小。并判断它们键角的相对大小。原因：原因： 中心原子上的孤对电子也要占据中心原子中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。例如，周围的空间，并参与互相排斥。例如，H2O和和NH3的中心原子分别有的中心原子分别有2对和对和l对孤对电子，跟对孤对电子，跟中心原子周围的中心原子周围的键加起来都是键加起来都是4，它们相互排，它们相互排斥，形成四面体，因而斥，形成

14、四面体，因而H2O分子呈分子呈V形，形，NH3分分子呈三角锥形。子呈三角锥形。直线形直线形平面三角形平面三角形正四面体正四面体V 形形三角锥形三角锥形小结小结:价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型应用反馈应用反馈:0120100022233444直线形直线形 V 形形V形形平面三角形平面三角形三角锥形三角锥形四面体四面体正四面体正四面体正四面体正四面体SFFFFaFFFSFb根据根据VSEPR理论判断理论判断SF4的空间构型。的空间构型。Sp3杂化杂化1s2s2p C(基态）基态）1s2s2pC(激发态）激发态）C(杂化态）杂化态）1ssp3 Eu sp3杂化轨道杂化轨道碳原子在基态时的电子构

15、型为碳原子在基态时的电子构型为 1s1s2 22s2s2 22p2p2 2 。按理只有。按理只有2px和和 2py可以形成共价键，键角应为可以形成共价键，键角应为90。但实际在甲烷分子中，是四个完。但实际在甲烷分子中，是四个完全等同的键，键角均为全等同的键，键角均为10928 。这是因为在成键过程中，碳的。这是因为在成键过程中，碳的2s轨道有一个电子激发到轨道有一个电子激发到2Pz轨道，成为轨道，成为 。然。然 后后3个个p轨道与一个轨道与一个s轨道重新组合杂化，形成轨道重新组合杂化，形成4个完全相同的个完全相同的sp3杂化轨道。其形状一杂化轨道。其形状一头大一头小。每个轨道是由头大一头小。每

16、个轨道是由s/4与与3P/4轨道杂化组成。这四个轨道杂化组成。这四个sp3轨轨道的方向都指向正四面体的四个顶点，道的方向都指向正四面体的四个顶点， sp3轨道间的夹角是轨道间的夹角是10928 烷经和其他化合物分子中的饱和碳原子均为烷经和其他化合物分子中的饱和碳原子均为sp3杂化。杂化。Sp2杂化杂化1s2s2p B(基态）基态）1s2s2pB(激发态）激发态）B杂化态）杂化态）1ssp2 Eu spsp2 2杂化轨道杂化轨道碳原子在成键过程中，首先是碳的基态碳原子在成键过程中，首先是碳的基态2s2s轨道中的一个电子轨道中的一个电子激发到激发到2P2Pz z空轨道，然后碳的激发态中一个空轨道，

17、然后碳的激发态中一个2s2s轨道和二个轨道和二个2P2P轨道重轨道重新组合杂化，形成三个相同的新组合杂化，形成三个相同的spsp2 2杂化轨道。每一个杂化轨道。每一个spsp2 2杂化轨道杂化轨道均由均由 s s/3/3与与2 2p p/3/3轨道杂化组成，这三个轨道杂化组成，这三个spsp2 2杂化轨道在同一平面，杂化轨道在同一平面，夹角为夹角为120120。未参与杂化的。未参与杂化的2 2P Pz z轨道，垂直于三个轨道，垂直于三个spsp2 2杂化轨道所杂化轨道所处的平面（见下图）。处的平面（见下图）。烯烃分子中构成双键的碳原子和其他不饱烯烃分子中构成双键的碳原子和其他不饱和化合物分子中

18、构成双键的碳原子均为和化合物分子中构成双键的碳原子均为spsp2 2杂化。杂化。Sp杂化杂化1s2s2p Be(基态）基态）1s2s2pBe(激发态）激发态）Be(杂化态）杂化态）1ssp Euu sp杂化轨道杂化轨道sp杂化轨道是碳原子在成键过程中，碳的激发态的一个杂化轨道是碳原子在成键过程中，碳的激发态的一个2s轨道轨道与一个与一个2P轨道重新组合杂化形成两个相同的轨道重新组合杂化形成两个相同的sp杂化轨道。这两个杂化轨道。这两个轨道夹角为轨道夹角为180，呈直线形。未参与杂化的两个互相垂直的，呈直线形。未参与杂化的两个互相垂直的P轨轨道又都垂直于道又都垂直于sp杂化轨道（见下图）。杂化轨

19、道（见下图）。炔烃分子中碳碳三键的碳原炔烃分子中碳碳三键的碳原子和其他化合物中含有三键的碳原子均为子和其他化合物中含有三键的碳原子均为sp2杂化。杂化。（3）下面给出几种下面给出几种s、p轨道等性杂化的空间角度分布图：轨道等性杂化的空间角度分布图：苯分子中苯分子中6个碳原子连接成环，每个碳原子上再个碳原子连接成环，每个碳原子上再拉一个氢原子，所有原子处在同一个平面上。苯的拉一个氢原子，所有原子处在同一个平面上。苯的结构式如右所示：结构式如右所示：苯的结构式里的碳苯的结构式里的碳-碳键有单键和双键之分，这碳键有单键和双键之分，这种结构满足了碳的四价，可是事实上苯分子的单键和种结构满足了碳的四价，

20、可是事实上苯分子的单键和双键的键长和键能并没有区别，苯的结构式并不能反双键的键长和键能并没有区别，苯的结构式并不能反映这个事实。映这个事实。用形成用形成p-p大大 键的概念可以解决这个矛盾。键的概念可以解决这个矛盾。C CC CC CC CC CC CH HH HH HH HH HH H离域离域键键苯中的碳原子取苯中的碳原子取sp2杂化，每个碳原子尚余一个未杂化，每个碳原子尚余一个未参与杂化的参与杂化的p轨道，垂直于分子平面而相互平行。轨道，垂直于分子平面而相互平行。由于每个碳原子的左右两个相邻的碳原子没有什么由于每个碳原子的左右两个相邻的碳原子没有什么区别区别,认为中心的碳原子的未参与杂化的

21、认为中心的碳原子的未参与杂化的p轨道中的电子轨道中的电子只与左邻的碳原子上的平行只与左邻的碳原子上的平行p轨道中的一个电子形成轨道中的一个电子形成 键键而不与右邻的形成而不与右邻的形成 键或者相反显然是不符合逻辑的。键或者相反显然是不符合逻辑的。所以我们认为所有所以我们认为所有6个平行个平行p轨道总共轨道总共6个电子在一个电子在一起形成了弥散在整个苯环的起形成了弥散在整个苯环的6个碳原子上下形成了一个个碳原子上下形成了一个p-p大大 键键。用。用p-p大大 键键(有机化学中的有机化学中的共轭体系共轭体系)的概的概念苯的结构式写成如下右图更好。后者已经被念苯的结构式写成如下右图更好。后者已经被广

22、泛应用广泛应用。离域离域键是由三个或三个以上原子形成的键是由三个或三个以上原子形成的 键，而不同于两原子间的键，而不同于两原子间的 键。在三个或三个键。在三个或三个以上用以上用s s键联结起来的原子之间，如能满足下键联结起来的原子之间，如能满足下列条件，则可以生成离域列条件，则可以生成离域 键：键：(1)这些原子都在同一平面上这些原子都在同一平面上；(2)每一原子有一互相平行的每一原子有一互相平行的p轨道轨道;(3)p电子的数目小于电子的数目小于p轨道数目轨道数目的的两两倍倍。OOOOOO丁二烯中的p-p大键 丁二烯分子式为H2C=CH-CH=CH2。4个碳原子均与3个原子相邻，故均取sp2杂

23、化，这些杂化轨道相互重叠，形成分子骨架，使所有原子处于同一平面。每个碳原子还有一个未参与杂化p轨道，垂直于分子平面，每个p轨道里有一个电子。故丁二烯分子里存在一个“4轨道4电子”的p-p大键。通常用 a b为大键的符号，其中a表示平行p轨道的数目，b表示在平行p轨道里的电子数。丁二烯分子里的p-p大 键丁二烯分子里的p-p大 键OOOsp2p中心中心O原子和配原子和配位位O原子都有原子都有p轨道，共有轨道，共有4个个电子小于轨道数电子小于轨道数的两倍的两倍6，满足，满足上述条件即可形上述条件即可形成离成离域键。域键。O3 中的大键 CO2的碳原子取的碳原子取sp杂化轨道杂化轨道,它的两个未参加

24、杂化的它的两个未参加杂化的p轨道在空间的取向是跟轨道在空间的取向是跟sp杂化轨道的轴相互垂直。杂化轨道的轴相互垂直。CO2分子里有两套分子里有两套3原子原子4电子符号为电子符号为 34的的p-p大大 键。键。(I路易斯结构式路易斯结构式II分子中有分子中有2套平行套平行p轨道轨道III表达大表达大 键的结构式键的结构式)计算大计算大 键里的电子数简单方法的步骤是键里的电子数简单方法的步骤是:(1)确定确定分子中总价电子数分子中总价电子数(2)画出分子中的画出分子中的s s键以及不与键以及不与 键键p轨轨道平行的孤对电子轨道道平行的孤对电子轨道(3)总电子数减去这些总电子数减去这些s s键电子和

25、键电子和孤对电子孤对电子,剩余的就是填入大剩余的就是填入大 键的电子。键的电子。如如CO2分子有分子有16个价电子个价电子,每个氧原子上有每个氧原子上有1个容纳个容纳孤对电子的轨道不与孤对电子的轨道不与 键键p轨道平行及轨道平行及2个个s s键键，共容纳，共容纳8个电子；个电子；2套平行套平行p轨道里总共有轨道里总共有8个电子，平均每套个电子，平均每套p轨轨道里有道里有4个电子。个电子。OCOOCOCOOCO32离子中的大离子中的大 键键碳酸根离子属于碳酸根离子属于AX3E0=AY3型分子，中心碳原子取型分子，中心碳原子取sp2杂化形式，碳原子上有一个垂直于分子平面的杂化形式，碳原子上有一个垂

26、直于分子平面的p轨道；轨道；端位的端位的3个氧原子也各有个氧原子也各有1个垂直于分子平面的个垂直于分子平面的p轨道；轨道；分子的总价电子数等于分子的总价电子数等于24，3个个COs s键有键有6个电子，每个电子，每个氧原子上有个氧原子上有2个不与分子平面垂直的孤对电子对，因个不与分子平面垂直的孤对电子对，因此此4个平行个平行p轨道中共有轨道中共有24-6-34=6个电子，所以个电子，所以CO32离子中有离子中有1个个4轨道轨道6电子电子p-p大大 键，符号为键，符号为 46。OCOOOCOO石墨分子结构是层形结构，每层是由无限个碳石墨分子结构是层形结构，每层是由无限个碳六元环所形成的平面，其中

27、的碳原子取六元环所形成的平面，其中的碳原子取sp2杂化，与杂化，与苯的结构类似，每个碳原子尚余一个未参与杂化的苯的结构类似，每个碳原子尚余一个未参与杂化的p轨道，垂直于分子平面而相互平行。平行的轨道，垂直于分子平面而相互平行。平行的n个个p轨轨道共道共n个个电子在一起形成了弥散在整个层的个个电子在一起形成了弥散在整个层的n个碳个碳原子上下形成了一个原子上下形成了一个p-p大大 键。电子在这个大键。电子在这个大 键键中可以自由中可以自由移动移动，即石墨能导电。，即石墨能导电。等电子体原理等电子体原理 具有相同的通式AXm，而且价电子总数相等的分子或离子具有相同的结构特征，这个原理称为“等电子体原

28、理”。如：CO2、CNS-、NO2+、N3-具有相同的通式AX2，价电子总数16，具有相同的结构直线型分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形骨架，键角为1800，分子里有两套 4 3 p-p大键。同理SO2、O3、NO2-为等电子体，SO42-、PO43-为等电子体。 例例:CO32、NO3、SO3等离子或分子具有相同等离子或分子具有相同的通式的通式AX3,总价电子数总价电子数24，有相同的结构，有相同的结构平面平面三角形分子三角形分子,中心原子上没有孤对电子而取中心原子上没有孤对电子而取sp2杂化杂化轨道形成分子的轨道形成分子的s s-骨架，有一套骨架，有一套 46p-p大

29、大 键。键。例例: :O2、O3、NO2等离子或分子，等离子或分子，AX2，18e，中心原子取中心原子取sp2杂化形式，杂化形式，VSEPR理想模型为平面理想模型为平面三角形，中心原子上有三角形，中心原子上有1对孤对电子对孤对电子(处于分子平面处于分子平面上上)，分子立体结构为，分子立体结构为V型型(或角型、折线型或角型、折线型)，有一，有一套符号为套符号为 34的的p-p大大 键。键。例例:SO42、PO43等离子具有等离子具有AX4的通式的通式,总价电总价电子数子数32，中心原子有，中心原子有4个个s s-键，故取键，故取sp3杂化形式，杂化形式，呈正四面体立体结构；呈正四面体立体结构；注

30、意：这些离子的中心原子的所有注意：这些离子的中心原子的所有3p轨道都参轨道都参与杂化了，都已用于形成与杂化了，都已用于形成s s键键,因此，分子里的中心因此，分子里的中心原子已经不存在原子已经不存在p轨道，不参与轨道，不参与p-p 键，它们的路键，它们的路易斯结构式里的重键是易斯结构式里的重键是d-p大大 键，不同于键，不同于p-p 键，键，是由中心原子的是由中心原子的d轨道和配位原子的轨道和配位原子的p轨道形成的大轨道形成的大 键。键。例例:PO33、SO32、ClO3等离子具有等离子具有AX3的通式，的通式，总价电子数总价电子数26，中心原子有，中心原子有4个个s s-轨道轨道(3个个s

31、s-键和键和1对对占据占据s s-轨道的孤对电子轨道的孤对电子)，VSEPR理想模型为四面体，理想模型为四面体，(不计孤对电子的不计孤对电子的)分子立体结构为三角锥体，中心原分子立体结构为三角锥体，中心原子取子取sp3杂化形式，没有杂化形式，没有p-p 键或键或p-p大大 键，它们的键，它们的路易斯结构式里的重键是路易斯结构式里的重键是d-p大大 键。键。注意对比：注意对比：SO3和和SO32尽管通式相同，但前者尽管通式相同，但前者24e，后者，后者26e，故结构特征不同。，故结构特征不同。除化学键除化学键(共价键、离子键、金属键共价键、离子键、金属键)外，分子与外，分子与分子之间，某些较大分

32、子的基团之间，或小分子与大分子之间，某些较大分子的基团之间，或小分子与大分子内的基团之间，还存在着各种各样的作用力，总分子内的基团之间，还存在着各种各样的作用力，总称分子间力。称分子间力。相对于化学键，相对于化学键，分子间力是一类弱作用分子间力是一类弱作用力。力。化学键的键能数量级达化学键的键能数量级达102，甚至甚至103kJ/mol，而，而分子间力的能量只达分子间力的能量只达nn10kJ/mol的数量级，比化学的数量级，比化学键弱得多。相对于化学键，大多数分子间力又是短程键弱得多。相对于化学键，大多数分子间力又是短程作用力，只有当分子或基团作用力，只有当分子或基团(为简捷起见下面统称为简捷

33、起见下面统称“分子分子”)距离很近时才显现出来。距离很近时才显现出来。范德华力和氢键范德华力和氢键是两类最常见的分子间力，是两类最常见的分子间力，分别介绍如下。分别介绍如下。分子间力分子间力一、范德华力一、范德华力范德华力最早是由范德华研究实际气体对理想气范德华力最早是由范德华研究实际气体对理想气体状态方程的偏差提出来的，大家知道，理想气体是体状态方程的偏差提出来的，大家知道，理想气体是假设分子没有体积也没有任何作用力为基础确立的概假设分子没有体积也没有任何作用力为基础确立的概念，当气体密度很小念，当气体密度很小(体积很大、压力很小体积很大、压力很小)、温度不、温度不低时，实际气体的行为相当于

34、理想气体。事实上，实低时，实际气体的行为相当于理想气体。事实上，实际气体分子有相互作用力。际气体分子有相互作用力。这种分子间的作用力就被后人称为范德华力。范这种分子间的作用力就被后人称为范德华力。范德华力普遍地存在于固、液、气态任何微粒之间。微德华力普遍地存在于固、液、气态任何微粒之间。微粒相离稍远，就可忽略；范德华力粒相离稍远，就可忽略；范德华力没有方向性和饱和没有方向性和饱和性性，不受微粒之间的方向与个数的限制。，不受微粒之间的方向与个数的限制。后来又有三后来又有三人将范德人将范德华力分解为三种不同来源的作用力华力分解为三种不同来源的作用力色散色散力、诱导力和取向力。力、诱导力和取向力。色

35、散力、取向力和诱导力色散力、取向力和诱导力非极性分子色散力_+_+极性分子取向作用取向力极性分子非极性分子极性分子诱导产生诱导偶极诱导力_+产生瞬时 偶极+_+_+_+_+ +_+_+_什么是氢键什么是氢键？ 氢键这个术语不能望文生义地误解为氢原子形成的化学键。氢键是已经以共氢键是已经以共价键与其他原子键合的氢原子与另一个原子之价键与其他原子键合的氢原子与另一个原子之间产生的分子间作用力间产生的分子间作用力，是除范德华力外的另一种常见分子间作用力。 通常，发生氢键作用的氢原子两边的原子必须是强电负性原子， OHNOFHFHN在某些特定化学环境下，如氯仿分子与丙酮分子之间也会产生氢键 Cl3CH

36、O=C(CH3)2 , 但在一般化学环境中的CHO“氢键”可忽略不计。 图 2-38 主 族 元 素 氢 化 物 熔 点 对 比-200-180-160-140-120-100-80-60-40-200周 期 （ 从 第 二 周 期 到 第 六 周 期 ）熔点/摄氏度AH4AH3H2AHA图 2-39 主 族 元 素 氢 化 物 沸 点 对 比-200-150-100-50050100150周 期 （ 从 第 二 周 期 至 第 六 周 期 ）沸点 / 摄氏度AH4AH3H2AHA冰晶体中存冰晶体中存在大量氢键在大量氢键HFHFHFHF氢键对氟化氢是弱酸的解释氢键对氟化氢是弱酸的解释 氢键对某

37、些物质的熔沸点差异的解释氢键对某些物质的熔沸点差异的解释 ONHOONOOOHONOOH熔点： 45 oC96114oCoC氢键对生物高分子的高级结构的影响氢键对生物高分子的高级结构的影响 DNA双螺旋是由氢键使碱基（AT和CG）配对形成的 1.分子的偶极矩()：用于定量地表示极性 分子的极性大小。lq3NH3BF， CH42CO，8S4P极性分子 0非极性分子=0双原子分子：多原子分子：2O2N2H同核：O3（V字形）式中 q 为极上所带电量，l 为偶极长度。异核：HX分子的偶极矩与键矩的关系：极性键构成的双原子分子： 分子偶极矩 = 键矩多原子分子的偶极矩 = 键矩的矢量和，例如：(SF6

38、) = 0，键矩互相抵消， (H2O)0，键矩未能抵消。分子式偶极矩分子式偶极矩H2N2CO2CS2CH4COCHCl3H2S000000.403.503.67SO2H2ONH3HCNHFHClHBrHI5.336.174.909.856.373.572.671.40分子的偶极矩(1030 Cm)2.分子的极化率： 用于定量地表示分子的变形性大小。分子的变形性大小指的是正电中心与负电中心发生位移(由重合变不重合，由偶极长度小变偶极长度大) 。外因：外加电场愈强，分子变形愈厉害；内因：分子愈大，分子变形愈厉害。影响分子变形性大小的因素：分子式极化率分子式极化率HeNeArKrXeH2O2N2Cl2Br2 0.227 0.4371.812.734.45 0.8921.741.935.017.15HClHBrHIH2OH2SCOCO2NH3CH4C2H62.853