第二章第三节第2课时分子间的作用力高二化学人教版选择性必修2课件

第二章

分子结构与性质

第三节分子结构与物质的性质第2课时

分子间的作用力思考：1.将水倒入干冰中产生大量白雾的原因是什么？2.干冰升华的过程中有没有断裂化学键？为什么会吸热？干冰升华吸热，周围的水蒸气液化产生大量白雾。没有断裂化学键，说明CO2分子之间存在着相互作用力。PART01范德华力及其对物质性质的影响01范德华力及其对物质性质的影响一、范德华力1.概念范德华力是固体、液体和气体中分子之间普遍存在的一种相互作用力。注意：直接由原子构成的物质(如金刚石、单质硅、SiO2、金属单质)、由离子构成的物质(如NaCl)中不存在范德华力。如：非金属单质(H2、P4、S8、C60等)、稀有气体(He、Ne、Ar等)、共价化合物(CO2、H2SO4、HF、H2O、AlCl3等)分子之间都存在范德华力。

01范德华力及其对物质性质的影响一、范德华力1.概念荷兰物理学家范德华是最早研究分子间普遍存在作用力的科学家01范德华力及其对物质性质的影响一、范德华力2.本质范德华力的本质是分子之间的一种静电作用。3.特征①普遍性：范德华力广泛存在于分子之间。②微弱性：范德华力很弱，比化学键的键能小1~2个数量级。③范德华力没有饱和性和方向性，只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多的吸引其他分子。01范德华力及其对物质性质的影响一、范德华力2.本质范德华力的本质是分子之间的一种静电作用。3.特征分子HClHBrHI范德华力(kJ·mol-1)21.1423.1126.00共价键键能(kJ·mol-1)431.8366298.701范德华力及其对物质性质的影响一、范德华力4.影响范德华力的因素分子HClHBrHIArCO相对分子质量36.5811284028范德华力(kJ·mol-1)21.1423.1126.008.508.75①相对分子质量——对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。注意：对于组成和结构不相似的分子，不能简单地由相对分子质量的大小来比较范德华力的大小。01范德华力及其对物质性质的影响一、范德华力4.影响范德华力的因素分子HClHBrHIArCO相对分子质量36.5811284028范德华力(kJ·mol-1)21.1423.1126.008.508.75②分子的极性——对于相对分子质量相近的分子，分子的极性越大，范德华力越大。如范德华力：CO＞N201范德华力及其对物质性质的影响二、范德华力对物质性质的影响1.受范德华力影响的性质由于范德华力是分子间的作用力，只影响物质的某些物理性质，如熔点、沸点、溶解性等，不影响物质的化学性质。由分子构成的物质，其熔化、气化、升华时克服的作用力大多主要是范德华力。01范德华力及其对物质性质的影响二、范德华力对物质性质的影响2.范德华力对物质熔、沸点的影响单质熔点/℃沸点/℃常温下状态F2－219.6－188.1Cl2－101－34.6Br2－7.258.78I2113.5184.4淡黄绿色气体黄绿色气体深红棕色液体紫黑色固体怎样解释卤素单质从F2~I2的熔点和沸点越来越高，状态由气态逐渐过渡到固态？01范德华力及其对物质性质的影响二、范德华力对物质性质的影响2.范德华力对物质熔、沸点的影响对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，熔、沸点依次升高。01范德华力及其对物质性质的影响二、范德华力对物质性质的影响2.范德华力对物质熔、沸点的影响物质相对分子质量沸点/℃正戊烷7236.1异戊烷7228新戊烷7210正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体，为什么沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷？烷烃的同分异构体之间，支链越多，对称性越强，分子的极性越小，范德华力越小，熔沸点越低。01范德华力及其对物质性质的影响夏天经常见到许多壁虎在墙壁或天花板上爬却掉不下来，为什么？解析：壁虎不能掉下的根本原因是壁虎足上的大量细毛与天花板之间存在范德华力。01范德华力及其对物质性质的影响二、范德华力对物质性质的影响例1.填写下列空格：(1)N2的沸点比CO的沸点____(填“高”或“低”)，其原因是____________________________________________________________________________________________。(2)BCl3的沸点比BF3的____(填“高”或“低”)，其原因是________________________________________________________________。(3)HCl、HBr、HI的沸点由大到小的顺序为_____________，稳定性由大到小的顺序为_____________。低高N2为非极性分子，CO为极性分子，且二者相对分子质量相近，极性分子间的范德华力较强，沸点更高BCl3与BF3的结构相似，BCl3的相对分子质量大，范德华力强，沸点更高HI>HBr>HClHCl>HBr>HI易错提醒:分子的稳定性是化学性质，由共价键的键能和键长决定，沸点是物理性质，受范德华力影响。01范德华力及其对物质性质的影响左图为同主族的非金属氢化物的沸点变化的折线图，H2O、HF、NH3在同主族的氢化物中相对分子质量最小，但沸点却反常大，这是为什么？说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除范德华力之外的其他分子间作用力，这种作用力就是氢键。PART02氢键及其对物质性质的影响02氢键及其对物质性质的影响一、氢键1.概念与一个电负性很大，且原子半径较小的非金属原子（N、O、F）相连的氢原子，和另一个电负性很大的非金属原子（N、O、F）之间产生的作用力叫做氢键，其本质是一种静电作用。2.产生原因(以水中的氢键为例)在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用。δ+δ-02氢键及其对物质性质的影响一、氢键3.表示方法X－H•••YX、Y为N、O、F，可以相同，也可以不同4.形成条件分子中含有N－H键、O－H键、F－H键中的一种。02氢键及其对物质性质的影响一、氢键5.氢键的特征①饱和性在“X－H···Y”所表示的氢键中，一个氢原子只能与一个Y原子结合。02氢键及其对物质性质的影响一、氢键5.氢键的特征②方向性X－H···Y尽可能在同一条直线上，这样X、Y之间的距离最远，两原子电子云之间的排斥力最小，形成的氢键最强，体系更稳定。02氢键及其对物质性质的影响一、氢键6.氢键的强弱共价键键能(kJ·mol-1)范德华力(kJ·mol-1)氢键(kJ·mol-1)冰462.823.1126.00①氢键比化学键的键能小1～2个数量级，但比范德华力强。即强度：化学键＞氢键＞范德华力②X－H···Y的强弱，与X和Y的电负性有关，X和Y的电负性越大，氢键越强。氢键强弱顺序为：F－H···F＞O－H···O＞N－H···N02氢键及其对物质性质的影响一、氢键7.氢键的分类邻羟基苯甲醛

对羟基苯甲醛熔点：-7℃熔点：115℃分子内氢键

分子间氢键02氢键及其对物质性质的影响二、氢键对物质性质的影响1.熔、沸点①能形成分子间氢键的物质，熔、沸点升高。如H2O的沸点高于H2S，就是因为水分子之间能形成氢键。②能形成分子内氢键的物质，会使分子间作用力减弱，熔、沸点降低。02氢键及其对物质性质的影响二、氢键对物质性质的影响2.溶解度溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。如NH3极易溶于水、乙醇与水任意比互溶。。3.密度在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，称为疏松的晶体，在冰的结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小。02氢键及其对物质性质的影响二、氢键对物质性质的影响4.形成缔合分子氢键的存在使分子间因氢键而发生缔合，形成缔合分子，如(H2O)n,从而对相对分子质量的测定产生影响。如接近水的沸点时，实验测定的水蒸气的相对分子质量比实际值偏大。02氢键及其对物质性质的影响生物大分子中的氢键——DNA双螺旋通过氢键使得碱基互补配对02氢键及其对物质性质的影响生物大分子中的氢键——蛋白质分子中的氢键PART03分子的手性03分子的手性一、分子的手性1.手性异构体具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体(或对映异构体）。2.手性分子有手性异构体的分子叫做手性分子。03分子的手性一、分子的手性3.手性分子的判断①手性碳原子连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子，用✱来标记。✱✱✱②分子中存在手性碳原子的分子为手性分子。03分子的手性二、分子的手性的意义——手性合成手性分子在生命科学和药物生产方面有广泛的应用。对于手性药物，