高中化学专题3微粒间作用力与物质性质3.4分子间作用力分子晶体省公开课一等奖新名师获奖课

专题3微粒间作用力与物质性质第四单元分子间作用力分子晶体1/54气态固态液态水电解范德华力、氢键2/54范德华力范德华

(VanDerWaals1837－1923)

荷兰物理学家。提出了范德华方程。研究了毛细作用，对附着力进行了计算。推导出物体气、液、固三相相互转化条件下临界点计算公式。1910年因研究气态和液态方程获诺贝尔物理学奖。原子间和分子间吸引力被命名为范德华力。3/54

范德华力是分子之间普遍存在一个相互作用力，它使得许多物质能以一定凝聚态（固态或液态）存在。

范德华力存在于液﹑固﹑气态任何微粒之间。

无方向性和饱和性。4/54影响范德华力原因：

分子大小、分子空间构型、分子中电荷分布是否均匀等。

范德华力比化学键弱得多。普通来说，某物质范德华力越大，则它熔点、沸点就越高。对于组成和结构相同物质，范德华力普通伴随相对分子质量增大而增强。

范德华力对物质沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、表面张力、粘度等物理性质有决定性影响。

5/54作用微粒作用力强弱意义化学键范德华力相邻原子之间作用力强烈影响物质化学性质分子之间作用力微弱影响物质物理性质（熔、沸点及溶解度等）化学键与范德华力比较6/54原子晶体>离子晶体>金属晶体>分子晶体物质熔沸点高低7/541.以下物质中，其沸点可能低于SiCl4是()A.GeCl4B.SiBr4

C.CCl4D.NaClC练习2.以下叙述正确是()A.氧气沸点低于氮气沸点

B.稀有气体原子序数越大沸点越高

C.分子间作用力越弱，则由分子组成物质熔点越低BC8/543.将干冰气化，破坏了CO2分子晶体

.

将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子

.

分子间作用力共价键练习4.请预测熔沸点高低（1）HF、HCl、HBr、HI（2）H2O、H2S、H2Se、H2Te事实是否是这么吗？9/54氢键形成10/54－100周期温度/℃01002345熔点沸点H2OH2SH2SeH2Te氧族元素氢化合物熔点和沸点11/54

在有些化合物中氢原子似乎能够同时和两个电负性很大而原子半径较小原子(如O、F、N等)相结合，普通表示为X—H···Y，其中H···Y结协力就是氢键。

12/54X—H……Y表示氢键

氢键属于一个较强分子间作用力，既能够存在于分子之间，也能够存在于复杂分子内部。氢键不属于化学键氢键作用小于化学键大于分子间作用力了解氢键应注意：13/5414/5415/5416/54冰晶体中氢键17/5418/54分子间氢键分子内氢键19/5420/5421/5422/54(1)对沸点和熔点影响

分子间氢键形成使物质沸点和熔点升高。

分子内氢键生成使物质沸点和熔点降低。氢键对物质性质影响：23/5424/54(2)对溶解度影响

在极性溶剂里，假如溶质分子与溶剂分子间能够生成氢键，则溶质溶解度增大。水和甲醇相互溶解（深蓝色虚线为氢键）

25/54蛋白质分子中氢键（图中虚线表示氢键）26/54DNA双螺旋是经过氢键使它们碱基（A…T和C…G）

相互配对形成（图中虚线表示氢键）27/5428/54小结

范德华力是普遍存在一个分子间作用力，属于电性作用。这种作用力比较弱。范德华力越强，物质熔点和沸点越高。氢键属于一个较强分子间作用力，既能够存在于分子之间，也能够存在于复杂分子内部。氢键存在使物质含有一些特殊性质。29/54化学键、氢键和范德华力比较化学键氢键范德华力概念范围物质分子间存在微弱相互作用分子间分子中含有与H原子相结合原子半径小、电负性大、有孤对电子F、O、N分子间（内）电负性较大成键原子经过H原子而形成静电作用相邻原子或离子之间强烈相互作用。

原子或离子30/54强度比较性质影响很强烈,克服它需要较高能量很强烈,克服它需要较高能量很强烈,克服它需要较高能量化学键氢键范德华力影响物质化学性质和物理性质分子间氢键使物质熔沸点升高硬度增大、水中溶解度增大随范德华力增大，物质熔沸点升高、溶解度增大31/541．以下物质中不存在氢键是 （）

A．冰醋酸中醋酸分子之间

B．一水合氨分子中氨分子与水分子之间

C．液态氟化氢中氟化氢分子之间

D．可燃冰（CH4·8H2O）中甲烷分子与水分子之间D练习2．固体乙醇晶体中不存在作用力是()A．极性键 B．非极性键

C．离子键 D．氢键影响C32/543．以下相关水叙述中，能够用氢键知识来解释是()A．水比硫化氢气体稳定

B．水熔沸点比硫化氢高

C．氯化氢气体易溶于水

D．0℃时，水密度比冰大BD4．以下说法不正确是() A．分子间作用力是分子间相互作用力总称

B．范德华力与氢键可同时存在于分子之间

C．分子间氢键形成除使物质熔沸点升高外，对物质溶解度、硬度等也有影响

D．氢键是一个特殊化学键，它广泛地存在于自然界中D33/54分子晶体34/54

图3-35是干冰(CO2)分子晶体模型。经过学习相关分子间作用力知识，你知道以下问题答案吗？1.组成份子晶体微粒是什么？分子晶体中微粒间作用力是什么？2.分子晶体有哪些共同物理性质？为何它们含有这些共同物理性质？35/54分子晶体（1）分子间以分子间作用力相结合晶体叫分子晶体。（2）组成份子晶体粒子是：（3）微粒间相互作用是：因为分子晶体组成微粒是分子，所以分子晶体化学式几乎都是分子式。1.分子晶体概念及其结构特点：分子范德华力36/54

不对，分子间氢键也是一个分子间作用力，如冰中就同时存着范德华力和氢键。思索：是不是在分子晶体中分子间只存在范德华力？37/54

因为分子间作用力很弱，所以分子晶体普通含有：①较低熔点和沸点；②较小硬度；③固体及熔融状态不导电。有溶于水能导电。2.分子晶体物理特征38/54(1)全部非金属氢化物：

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)几乎全部酸：

H2SO4、HNO3、H3PO4(5)大多数有机物：乙醇，冰醋酸，蔗糖3.经典分子晶体39/544、分子晶体熔、沸点高低比较规律

分子晶体要熔化或汽化都需要克服分子间作用力。分子间作用力越大，物质熔化和汽化时需要能量就越多，物质熔、沸点就越高。所以，比较分子晶体熔、沸点高低，实际上就是比较分子间作用力（包含范德华力和氢键）大小。40/54（1）组成和结构相同物质烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、羧酸等同系物沸点均伴随碳原子数增加而升高。分子间有氢键物质（HF、H2O、NH3等）熔、沸点升高且不遵照上述规律。形成份子内氢键物质，其熔、沸点低于形成份子间氢键物质。相对分子质量越大，熔沸点越高。41/54（2）在碳原子数相同烷烃同分异构体中，普通来说，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同分异构体普通按照“____________________”次序。熔沸点越低邻位>间位>对位42/54

CO2和SiO2一些物理性质以下表所表示。请你从两种晶体组成微粒及微粒间作用力角度，分析造成干冰和二氧化硅晶体性质差异原因。

43/545.干冰晶体结构（1）二氧化碳分子位置：在晶体中截取一个最小正方体，正方体八个顶点都落到CO2分子中心，在这个正方体每个面心上还有一个CO2分子。8×1/8+6×1/2=412个（2）每个晶胞含二氧化碳分子个数（3）与每个二氧化碳分子等距离且最近二氧化碳分子有

44/54由此可见，与CO2分子距离最近CO2分子共有12个

。45/54小结：1.晶体类型判断：一是看组成晶体微粒种类，二是看微粒之间作用力2.由晶体性质可推断晶体类型，由晶体类型也可推断晶体性质。46/54几个类型晶体结构和性质比较

晶体类型金属晶体离子晶体原子晶体分子晶体结构组成微粒微粒间作用力性质

熔、沸点硬度导电性举例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、AlNaCl、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,有溶于水能导电。47/54晶体熔沸点高低判断1.不一样晶体类型物质：原子晶体>离子晶体>分子晶体2.同种晶体类型物质：⑴离子晶体晶体内微粒间作用力越大，熔沸点越高⑵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。48/54⑷分子晶体组成和结构相同分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高；含有分子间氢键分子晶体，分子间作用力显著增大，熔沸点升高。相对分子质量相近分子晶体，分子极性越大，分子间作用力越大，熔沸点越高；⑶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。49/54混合晶体石墨晶体结构模型50/54石墨晶体结构特点和性质分层平面网状结构，层内C原子以

与周围

个C原子结合，层间为

；层内最小环有

个C原子组成；每个C原子被

个最小环所共用；每个最小环含有

个C原子，

个碳碳键；C原子与碳碳键个数比为

。共价键3分子间作用力63232︰3（2）石墨晶体导电性和润滑性（1）石墨晶体结构特点51/541.以下物质中，固态时一定