医学化学-ch9分子结构-分子间作用力课件

医学化学江苏大学化学化工学院医学化学江苏大学化学化工学院9-1现代价键理论9-3分子轨道理论9-2杂化轨道理论9-4分子间作用力与氢键9-1现代价键理论9-3分子轨道理论9-2杂化轨道理论分子间力是决定物质的沸点、熔点、气化热，熔化热、溶解度、表面张力、粘度等性质的主要因素。气体液化成液体，液体凝固成固体。表明在物质分子间还存在着相互作用力，这种分子间力称为范德华力。四、分子间作用力与氢键分子间力是决定物质的沸点、熔点、气化热，熔化热、溶解度、表面电荷中心——正电荷或负电荷的集中点。四、分子间作用力与氢键——分子的极性分子的正负电荷中心能重合——非极性分子分子的正负电荷中心不能重合——极性分子电荷中心——正电荷或负电荷的集中点。四、分子间作用力与氢键—两个相同原子组成的分子，正、负电荷中心重合，不具有极性，为非极性分子。例

H2+_HH双原子分子四、分子间作用力与氢键——分子的极性两个相同原子组成的分子，正、负电荷中心重合，不具有极性，为非不同原子组成的分子，负电荷中心比正电荷中心更偏向电负性大的原子，使正、负电荷中心不重合，为极性分子。例HClHCl+_双原子分子四、分子间作用力与氢键——分子的极性不同原子组成的分子，负电荷中心比正电荷中心更偏向电负性大的原多原子分子四、分子间作用力与氢键——分子的极性分子的极性

键的极性分子的几何构型++__+_HHO例

H2O极性分子多原子分子四、分子间作用力与氢键——分子的极性分子的极性键CO2非极性分子+_+_+_OOC多原子分子四、分子间作用力与氢键——分子的极性CO2非极性分子+_+_+_OOC多原子分子四、分子间作用力四、分子间作用力与氢键——分子的极性键的极性——取决于成键两原子共用电子对的偏离分子的极性——取决于分子中正负电荷中心是否重合分子Br2NOH2SCS2BF3CHCl3键的极性非极性极性极性极性极性极性几何构型直线直线V形直线正三角形四面体分子极性非极性极性极性非极性非极性极性四、分子间作用力与氢键——分子的极性键的极性——取决于成键两分子类型离子型极性非极性++___+四、分子间作用力与氢键——分子的极性分子类型离子型极性非极性++___+四、分偶极距(μ)——分子中电荷中心的电荷量(q)与正、负电荷中心距离(d)的乘积。μ=q·dd—偶极长度;μ—库·米(C·m)d+q_qμ=0非极性分子μ

≠0极性分子,μ越大,分子极性越强。四、分子间作用力与氢键——分子的极性偶极距(μ)——分子中电荷中心的电荷量(q)与正、负电荷中心HXHFHClHBrHIμ/(10-30C·m)6.403.612.631.27分子极性依次减弱根据μ可以推断某些分子的几何构型如CS2

μ=0则为直线形分子

SO2

μ=5.33则为V形分子四、分子间作用力与氢键——分子的极性HXHFHClHBrHIμ/(10-30C·m)6.403.诱导偶极——非极性分子在电场作用下，电子云与核发生相对位移，分子的形状发生变化（分子变形极化），分子变形后出现的偶极。四、分子间作用力与氢键_+_++_无外电场有外电场诱导偶极——非极性分子在电场作用下，电子云与核发生相对位移，分子的偶极=+四、分子间作用力与氢键固有（永久）偶极——极性分子本身固有存在的偶极。+__+极性分子在电场中的极化

取向变形定向极化变形极化固有偶极诱导偶极分子的偶极=极性分子本身是个微电场四、分子间作用力与氢键极性分子与极性分子之间极性分子与非极性分子之间因而会发生极化作用极性分子本身是个微电场四、分子间作用力与氢键极性分子与极性分四、分子间作用力与氢键瞬时偶极——非极性分子在运动过程中，原子核与电子云之间发生瞬时的相对位移，造成正、负电荷中心暂时不重合，产生的偶极。瞬时偶极尽管存在时间极短，但电子和原子核总在不停地运动，瞬时偶极不断的出现。四、分子间作用力与氢键瞬时偶极——非极性分子在运动过程中，原分子间力——分子间因偶极的相互作用产生的电性作用力，又称为范德华力。四、分子间作用力与氢键——分子间力分子间力色散力诱导力取向力——瞬时偶极与瞬时偶极间——固有偶极与瞬时偶极间——固有偶极与固有偶极间分子间力——分子间因偶极的相互作用产生的电性作用力，又称为范四、分子间作用力与氢键——分子间力分子种类分子间力种类非极性分子-非极性分子色散力非极性分子-极性分子色散力、诱导力极性分子-极性分子色散力、诱导力、取向力分子间力的存在范围四、分子间作用力与氢键——分子间力分子种类分子间力种类非极性四、分子间作用力与氢键——分子间力分子间力的特点1、是一种电性作用力；2、作用距离短,作用范围仅为几百皮米(pm)；3、作用能小，一般为几到几十千焦每摩尔；4、无饱和性和方向性；5、以色散力为主(除极性很大的分子外)。四、分子间作用力与氢键——分子间力分子间力的特点1、是一种电四、分子间作用力与氢键——分子间力分子E(取向)E(诱导)E(色散)E(总)(kJ·mol-1)(kJ·mol-1)(kJ·mol-1)(kJ·mol-1)Ar0.0000.0008.498.49CO0.0030.0088.748.75HI0.0250.11325.825.9HBr0.6860.50221.923.1HCl3.301.0016.821.1NH313.31.5514.929.8H2O36.31.928.9947.2四、分子间作用力与氢键——分子间力分子E(取向)E(诱导)E四、分子间作用力与氢键——分子间力分子间力对物质性质的影响一般来说,结构相似的同系列物质相对分子质量越大,分子变形性越大,分子间力越强，熔、沸点越高。思考题：卤族元素为何从上到下颜色加深，熔、沸点增高？四、分子间作用力与氢键——分子间力分子间力对物质性质的影响一四、分子间作用力与氢键——分子间力α×10-40C·m2·V-1熔点℃沸点℃溶解度(xi)H2O乙醇丙酮He0.225-272.2-268.90.1370.5990.684Ne0.436-248.67-245.90.1740.8571.15Ar1.813-189.2-185.70.4146.548.09Kr2.737-156.0-152.70.888－－Xe4.451-111.9-1071.94－－Rn6.029-71-61.84.14211.2254.9α(×10-40C·m2·V-1)1.655.897.33四、分子间作用力与氢键——分子间力α×10-40熔点沸点溶解四、分子间作用力与氢键——氢键氢键的形成如HFFFHHHHFFF163pm140°255pm分子间的氢键四、分子间作用力与氢键——氢键氢键的形成如HF四、分子间作用力与氢键——氢键氢键的形成分子间的氢键HHH—NH—OH或HHH—N—HO—H通式：X—H

YX、Y=O、F、N四、分子间作用力与氢键——氢键氢键的形成分子间的氢键四、分子间作用力与氢键——氢键氢键的强度氢键键能——每拆开1molH···Y键所需的能量。氢键键能一般42kJmol1，远小于正常共价键键能，与分子间力差不多。如H2O氢键键能为18.83kJmol1，

O—H键能为463kJmol1

。四、分子间作用力与氢键——氢键氢键的强度氢键键能——每拆开1四、分子间作用力与氢键——氢键分子内的氢键HOO—NO硝酸OONHO邻硝基苯酚分子内氢键由于受环状结构的限制，X—H···Y往往不在同一直线上。四、分子间作用力与氢键——氢键分子内的氢键H四、分子间作用力与氢键——氢键氢键形成对物质性质的影响熔、沸点分子间的氢键存在使熔、沸点升高。如HF、H2O、NH3

分子内的氢键存在使熔、沸点降低。氢键熔点／℃邻硝基苯酚分子内45间硝基苯酚分子间96对硝基苯酚分子间114四、分子间作用力与氢键——氢键氢键形成对物质性质的影响熔、沸四、分子间作用力与氢键——氢键氢键形成对物质性质的影响溶解度在极性溶剂中，若溶质和溶剂间存在氢键，则会使溶质的溶解度增大。如HF、NH3

在H2O的溶解度较大。如甘油、磷酸、浓硫酸均因分子间氢键的存在，为粘稠