分子间作用力与氢键课件.ppt

1、分子间作用力与氢键分子间作用力与氢键 水有三态变化水有三态变化:固固 液液 气气吸热吸热吸热吸热放热放热放热放热0 100 干冰升华、硫晶体熔化、液氯汽化都要吸收能量。干冰升华、硫晶体熔化、液氯汽化都要吸收能量。物质从固态转变为液态或气态，从液态转变为气物质从固态转变为液态或气态，从液态转变为气态，为什么要吸收能量态，为什么要吸收能量?在降低温度、增加压强时，在降低温度、增加压强时，C12、CO2等气体能够从气态凝结成液态或固态。等气体能够从气态凝结成液态或固态。这些现象给我们什么启示这些现象给我们什么启示?三、分子力与分子间距离的关系 点击下图观看动画演示点击下图观看动画演示分子间力分子间力

2、（包括（包括色散力、诱导力、偶极力色散力、诱导力、偶极力）早在）早在18731873年就已引起年就已引起van der Waalsvan der Waals的注意并首先进行研究，所的注意并首先进行研究，所以，后人就把这种分子间力也称为以，后人就把这种分子间力也称为范德华（范德华（van der van der WaalsWaals）力）力。大量分子聚集状态的特性主要由分子间作用力来大量分子聚集状态的特性主要由分子间作用力来决定，如物质的熔点、沸点、熔化热、汽化热、溶解决定，如物质的熔点、沸点、熔化热、汽化热、溶解度、表面张力、粘度等。度、表面张力、粘度等。分子间力本质上仍属静电作用，它与分子间

3、力本质上仍属静电作用，它与分子的极性分子的极性和和分分子的变形性子的变形性有关。有关。1氯化钠在熔化状态或水溶液中具有导电性，而液氯化钠在熔化状态或水溶液中具有导电性，而液态氯化氢却不具有导电性。这是为什么态氯化氢却不具有导电性。这是为什么?2 2干冰受热汽化转化为二氧化碳气体，而二氧化干冰受热汽化转化为二氧化碳气体，而二氧化碳气体在加热条件下却不易被分解。这是为什么碳气体在加热条件下却不易被分解。这是为什么?氯化钠为离子化合物，在氯化钠为离子化合物，在熔化状态下离子键断裂后成为自由熔化状态下离子键断裂后成为自由移动的阳、阴离子；或在水分子作用下能够电离成自由移动移动的阳、阴离子；或在水分子作

4、用下能够电离成自由移动的离子，从而能导电。而液态氯化氢是共价化合物，由分子的离子，从而能导电。而液态氯化氢是共价化合物，由分子组成，无自由移动的带电粒子，因此液态氯化氢不能导电。组成，无自由移动的带电粒子，因此液态氯化氢不能导电。干冰受热转化为气体，只是克服能量较低的分子间作用力，干冰受热转化为气体，只是克服能量较低的分子间作用力，而二氧化碳分解则需要克服能量较高的共价键，因此比较而二氧化碳分解则需要克服能量较高的共价键，因此比较困难。困难。分子间作用力的大小判断：分子间作用力的大小判断：分子间作用力比化学键弱得多，约几个或数十个分子间作用力比化学键弱得多，约几个或数十个kJ.molkJ.mo

5、l一一1 1就能破坏这种作用力。一般来说，对于组就能破坏这种作用力。一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大。作用力越大。例如：例如：F F2 Cl Cl2 Br Br2 I I2 CF CF4 CCl CCl4 CBr CBr4 CI CI4 分子间作用力比化学键弱得多分子间作用力比化学键弱得多注意注意:a a分子间的作用力实质上是分子间的电性引力。分子间的作用力实质上是分子间的电性引力。b b范德华为荷兰物理学家。因他首先研究了分子间作用力，范德华为荷兰物理学家。因他首先研究了分子间作用力，故这种力称之为范德华力。故

6、这种力称之为范德华力。c c分子内含有共价键的分子分子内含有共价键的分子(如如ClCl2、COCO2、HH2SOSO4等等)或或稀有气体稀有气体(如如HeHe、NeNe等等)单原子分子之间均存在分子间作单原子分子之间均存在分子间作用力。用力。d.d.分子间作用力比化学键弱得多分子间作用力比化学键弱得多.分子间作用力对物质的熔沸点、溶解度的影响分子间作用力对物质的熔沸点、溶解度的影响规律规律：a a范德华力越大，物质的熔沸点越高。范德华力越大，物质的熔沸点越高。b b溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大，如分子的溶解度越大，如CHC

7、H4和和HClHCl在水中的溶解情况，在水中的溶解情况，由于由于CHCH4和和HH2O O分子间的作用力很小，故分子间的作用力很小，故CHCH4几乎不几乎不溶于水，而溶于水，而HClHCl与与HH2O O分子间的作用力较大，故分子间的作用力较大，故HClHCl极易溶于水；同理，极易溶于水；同理，BrBr2、I I2与苯分子间的作用力较大，与苯分子间的作用力较大，故故BrBr2、I I2易溶于苯中，而易溶于苯中，而HH2O O与苯分子问的作用力很与苯分子问的作用力很小，故小，故HH2O O很难溶于苯中。很难溶于苯中。相似相溶原理相似相溶原理:由极性分子组成的溶质易溶解于极性分子的溶剂之中由极性分

8、子组成的溶质易溶解于极性分子的溶剂之中;非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂之中之中.观察右图观察右图,你发现什么你发现什么?水、氟化氢和氨水、氟化氢和氨的沸点出现反常。的沸点出现反常。(2)氢键氢键 概念：分子中与氢原子形成共价键的非金属原子，概念：分子中与氢原子形成共价键的非金属原子，如果该非金属原子如果该非金属原子(如如F、O或或N)吸引电子的能力很强，吸引电子的能力很强，其原子半径又很小，则使氢原予几乎成为其原子半径又很小，则使氢原予几乎成为“裸露裸露”的质的质子，带部分正电荷。这样的分子之间，氢核与带部分负子，带部分正电荷。这样

9、的分子之间，氢核与带部分负电荷的非金属原子相互吸引而产生的比分子间作用力稍电荷的非金属原子相互吸引而产生的比分子间作用力稍强的作用力，称之为氢键。强的作用力，称之为氢键。水的物理性质十分特殊。水的熔沸点高，水的比热水的物理性质十分特殊。水的熔沸点高，水的比热容较大，水结成冰后密度变小容较大，水结成冰后密度变小注意：注意：a a氢键的本质还是分子间的静电吸引作用。常称为氢键氢键的本质还是分子间的静电吸引作用。常称为氢键的分子间作用力。的分子间作用力。b b实例说明：以实例说明：以HFHF为例，在为例，在HFHF分子中，由于分子中，由于F F原子吸引原子吸引电子的能力很强，共用电子对强烈地偏向电子

10、的能力很强，共用电子对强烈地偏向F F原子，亦即原子，亦即HH原子的电子云被原子的电子云被F F原子吸引，使原子吸引，使HH原子几乎成为原子几乎成为“裸露裸露”的质子。这个半径很小、带部分正电荷的的质子。这个半径很小、带部分正电荷的HH核，与另一个核，与另一个HFHF分子带部分负电荷的分子带部分负电荷的F F原子相互吸引。这种静电吸引作原子相互吸引。这种静电吸引作用就是氢键。用就是氢键。c c氢键切莫理解为化学键，是一种比分子间作用力稍强的氢键切莫理解为化学键，是一种比分子间作用力稍强的静电引力。如在水分子中，静电引力。如在水分子中，O-HO-H键的键能为键的键能为4624628lkJ8lkJ

11、molmol一一1 1，而水分子间氢键的键能仅为，而水分子间氢键的键能仅为18188lkJ8lkJmolmol一一1 1。它比化学键弱得多，但比分子间作用力。它比化学键弱得多，但比分子间作用力稍强。稍强。d.d.氢键只存在于固态、液态物质中，气态时无氢键。氢键只存在于固态、液态物质中，气态时无氢键。氢键形成条件氢键形成条件 故只有部分分子之间才存在氢键，如故只有部分分子之间才存在氢键，如HF、H2O、NH3分分子之间存在氢键。子之间存在氢键。如如H2O中，中，H-O中的共用电子对强烈的偏向氧原子，使中的共用电子对强烈的偏向氧原子，使氢原子几乎成为氢原子几乎成为“裸露裸露”的质子。便与另一个水分

12、子带的质子。便与另一个水分子带部分负电荷的氧原子相互吸引。这种静电吸引作用就是部分负电荷的氧原子相互吸引。这种静电吸引作用就是氢键。氢键。氢键的表示方法：氢键的表示方法：氢键不是化学键，为了与化学键相区别。氢键不是化学键，为了与化学键相区别。H一一X YH中中用用“”来表示氢键注意三个原子来表示氢键注意三个原子(HX Y)要在同一条要在同一条直线上直线上(X、Y可相同或不同可相同或不同)。氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响 a a氢键的存在使得物质的熔点和沸点相对较高。氢键的存在使得物质的熔点和沸点相对较高。例如，例如，HFHF的沸点按沸点曲线的沸点按沸点曲线下降趋势应该在下降趋势应该在

13、-70-70以下，以下，面实际上是面实际上是2020；H H2 2O O的沸点的沸点曲线下降趋势应该在曲线下降趋势应该在-70-70以以下，而实际上是下，而实际上是100100。为什么为什么某些氢化物某些氢化物的沸点的沸点会反常呢？这是因为它们的会反常呢？这是因为它们的分子之间存在着一种比分子分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，间作用力稍强的相互作用，使得它们只能在较高的温度使得它们只能在较高的温度下才能汽化。经科学研究证下才能汽化。经科学研究证明，上述物质的分子之间存明，上述物质的分子之间存在的这种相互作用，叫做氢在的这种相互作用，叫做氢键。键。根据元素周期律，卤素氢化物的水溶液

14、均应为强酸性，根据元素周期律，卤素氢化物的水溶液均应为强酸性，但但HFHF表现为弱酸的性质，这是由于表现为弱酸的性质，这是由于HFHF分子之间氢键分子之间氢键的存在。的存在。b解释一些反常现象：如水结成冰时，为什么体积会膨胀。解释一些反常现象：如水结成冰时，为什么体积会膨胀。氢键的大小稍大于分子间力，比键要弱得多。氢键的形氢键的大小稍大于分子间力，比键要弱得多。氢键的形成对化合物的物理和化学性质具有重要影响，在生命物成对化合物的物理和化学性质具有重要影响，在生命物质的形成及生命过程中都扮演着重要角色。质的形成及生命过程中都扮演着重要角色。在水蒸气中水以单个在水蒸气中水以单个H2O分子形式存在；

15、在液态水中，分子形式存在；在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成(H2O)n；在；在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，形固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减少，因此冰能浮在水面上。积膨胀，密度减少，因此冰能浮在水面上。1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工

16、程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师

17、监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理

18、工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。