1、第第2 2章微粒间的相互作用于物质性质章微粒间的相互作用于物质性质第第4 4节分子间作用力节分子间作用力第课时第课时 氢键氢键学习目标学习目标核心素养培养核心素养培养1.1.能说明分子间作用力能说明分子间作用力( (含氢键含氢键) )对物质熔、对物质熔、沸点等性质的影响。能从微观层次理解物沸点等性质的影响。能从微观层次理解物质的某些性质与分子间作用力有关。质的某些性质与分子间作用力有关。宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析2.2.知道氢键对物质性质的影响知道氢键对物质性质的影响, ,能列举含能列举含有氢键的物质。了解分子内氢键和分子间有氢键的物质。了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在
2、及重要作用氢键在自然界中的广泛存在及重要作用证据推理与模型认知证据推理与模型认知知识体系知识体系 阅读课本第阅读课本第71页，思考范德华力对物质的熔沸点的影响？页，思考范德华力对物质的熔沸点的影响？根据规律，分析第根据规律，分析第A族的氢化物族的氢化物H2O、H2S、H2Se、H2Te的沸点呈怎样的变化规律呢？观察课本图示，是否和你的分析的沸点呈怎样的变化规律呢？观察课本图示，是否和你的分析结论一致？结论一致？阅读课本第阅读课本第7172页，了解什么是氢键，氢键的形成条件。页，了解什么是氢键，氢键的形成条件。水分子间形成的氢键水分子间形成的氢键+- - -二、氢键与物质性质二、氢键与物质性质1
3、.1.氢键氢键(1)(1)概念：当氢原子与电负性大的原子概念：当氢原子与电负性大的原子X X以共价键结合时，以共价键结合时，H H原原子核子核( (裸露的质子裸露的质子) )与另一个电负性大的原子与另一个电负性大的原子Y Y之间的静电作用。之间的静电作用。本质：氢键是一种电性作用，氢键产生具有一定的轨道重叠，本质：氢键是一种电性作用，氢键产生具有一定的轨道重叠，所以具有方向性和饱和性。所以具有方向性和饱和性。表示形式表示形式 通常用通常用 XHY表示氢键，其中表示氢键，其中XH表示表示H原子和原子和X原原子以共价键相结合，与子以共价键相结合，与Y原子形成氢键。原子形成氢键。2、氢键的形成条件、
4、氢键的形成条件氢键的形成条件：在氢键的形成条件：在XHY 中，中，X原子和原子和Y原子所属的元原子所属的元素通常有较大的电负性和较小的原子半径，氢键才能形成。素通常有较大的电负性和较小的原子半径，氢键才能形成。 X原子和原子和Y原子是位于元素周期表的右上角的元素的原子时原子是位于元素周期表的右上角的元素的原子时更容易形成氢键，如更容易形成氢键，如N、O、F等。等。 氢键一般存在于含氢键一般存在于含NHNH、HOHO、HFHF键的物质中，或有机化键的物质中，或有机化合物中醇类合物中醇类( (羟基羟基) )和羧酸类和羧酸类( (羟基、羰基羟基、羰基) )、醛类、醛类( (羰基羰基) )等物质中。等
5、物质中。分子间氢键。如水中氢键，分子间氢键。如水中氢键，OHO；对羟基苯甲醛分子；对羟基苯甲醛分子间氢键：间氢键：氢键的类型：氢键的类型：分子内氢键。如邻羟基苯甲醛分子内氢键。分子内氢键。如邻羟基苯甲醛分子内氢键。 X和和Y的电负性越大，吸引电子能力越强，则氢键越强。的电负性越大，吸引电子能力越强，则氢键越强。氢键氢键XH Y的强弱的强弱氢键强弱顺序：氢键强弱顺序：FHF OHO OHN NHN阅读课本第阅读课本第7373页，了解氢键对物质性质的影响。页，了解氢键对物质性质的影响。2.2.氢键对物质性质的影响氢键对物质性质的影响氢键的形成对物质的性质有影响氢键的形成对物质的性质有影响物质的分子
6、间形成氢键时，会使物质的熔、沸点将明显升高。物质的分子间形成氢键时，会使物质的熔、沸点将明显升高。H2O、HF、NH3分子间存在氢分子间存在氢键。键。周期周期 沸沸点点 熔点熔点 2沸点沸点196.5 分子内氢键分子内氢键 熔点熔点 115 沸点沸点246.6分子间氢键分子间氢键氢键的存在也影响物质的溶解、电离等过程。氢键的存在使物氢键的存在也影响物质的溶解、电离等过程。氢键的存在使物质的溶解度增大。质的溶解度增大。 H2O H2O和和HFHF、NH3NH3、低级醇、甲醛、低级羧酸等物质在分子间、低级醇、甲醛、低级羧酸等物质在分子间能形成氢键能形成氢键, ,所以在水中溶解度较大。所以在水中溶解
7、度较大。氢键存在增大了氢键存在增大了溶解性，氨和水溶解性，氨和水互溶。互溶。水、甲醇互溶，水、甲醇互溶，氢键存在增大了氢键存在增大了溶解性。溶解性。氢键是分子间作用力，不是化学键，其键能比共价键键能氢键是分子间作用力，不是化学键，其键能比共价键键能小得多。氢键的作用一般不超过小得多。氢键的作用一般不超过 40 kJmol-1氢键的键长是指氢键的键长是指X和和Y的距离；的距离；氢键的键能是指氢键的键能是指XHY 分解为分解为XH和和Y所需要的能量。所需要的能量。氢键具有方向性和饱和性。只要具备形成条件氢键具有方向性和饱和性。只要具备形成条件,物质倾向物质倾向于形成尽可能多的氢键于形成尽可能多的氢
8、键,以最大限度降低体系的能量。以最大限度降低体系的能量。对于氢键对于氢键XH Y阅读课本第阅读课本第7373页追根寻源为什么水呈现独特的物理性质页追根寻源为什么水呈现独特的物理性质水的独特的物理性质水的独特的物理性质 水水 4 4时的密度最大，水结时的密度最大，水结成冰时成冰时, ,体积膨胀，密度减小，体积膨胀，密度减小，由于形成氢键有方向性、饱和由于形成氢键有方向性、饱和性，水分子间形成的孔穴造成性，水分子间形成的孔穴造成冰晶体的微观结构存在空隙。冰晶体的微观结构存在空隙。每摩尔冰平均有每摩尔冰平均有2NA2NA个氢键，个氢键，每个氢原子分享到每个氢原子分享到1 1个氢键。个氢键。水蒸气中单
9、个水蒸气中单个H2OH2O分子存在；分子存在；液态水中，通过氢键形成液态水中，通过氢键形成(H2O)n(H2O)n；冰中水分子大范围以氢键联结，形成相当疏松晶体，结构中有许冰中水分子大范围以氢键联结，形成相当疏松晶体，结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上。多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上。水的性质受氢键影响的解释：水的性质受氢键影响的解释：冰在融化过程中冰在融化过程中, ,一是冰晶结构小集体受一是冰晶结构小集体受热不断崩溃热不断崩溃, ,缔合分子减少，体积减小，缔合分子减少，体积减小，密度增大；二是水分子间距因热运动不密度增大；二是水分子间距因热运动不
10、断增大，造成体积膨胀，密度减小。断增大，造成体积膨胀，密度减小。0 044间前者占优势间前者占优势, 4, 4以上后者占优以上后者占优势势, 4, 4时两者互不相让。时两者互不相让。由于形成氢键有方向性、饱和性，水分子间形成的孔穴造成冰晶由于形成氢键有方向性、饱和性，水分子间形成的孔穴造成冰晶体的微观结构存在空隙。在高压、低温的条件下，甲烷进入空隙体的微观结构存在空隙。在高压、低温的条件下，甲烷进入空隙形成可燃冰。形成可燃冰。可燃冰的形成可燃冰的形成6.下列物质中不存在氢键的是（下列物质中不存在氢键的是（ ） A、冰醋酸中醋酸分子之间、冰醋酸中醋酸分子之间 B、一水合氨分子中的氨分子与水分子之
11、间、一水合氨分子中的氨分子与水分子之间 C、液态氟化氢中氟化氢分子之间、液态氟化氢中氟化氢分子之间 D、可燃冰（、可燃冰（CH48H2O）中甲烷分子与水分子之间）中甲烷分子与水分子之间 D 7、关于氢键的下列说法中正确的是、关于氢键的下列说法中正确的是() A.每个水分子内含有两个氢键每个水分子内含有两个氢键 B.冰、液态水、水蒸气中都存在氢键冰、液态水、水蒸气中都存在氢键 C.1个水分子最多可形成个水分子最多可形成4个氢键个氢键 D.HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键C8、下列事实与氢键无关的是、下列事实与氢键无关的是( ) A.液态氟化氢中有三
12、聚氟化氢液态氟化氢中有三聚氟化氢(HF)3分子存在。分子存在。 B.冰的密度比液态水的密度小。冰的密度比液态水的密度小。 C.乙醇能与水以任意比混溶而甲醚乙醇能与水以任意比混溶而甲醚(CH3OCH3)难溶于难溶于水。水。 D.NH3比比PH3稳定。稳定。D9、下列物质的性质可用范德华力的大小来解释的是、下列物质的性质可用范德华力的大小来解释的是( ) A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱的热稳定性依次减弱 B.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高的熔、沸点依次升高 C. 、HOH、C2H5OH中中OH上氢原子的活泼上氢原子的活泼性依次减弱性依次减弱 D.CH3OCH3、C2
13、H5OH的沸点依次升高的沸点依次升高B10下列现象与氢键有关的是下列现象与氢键有关的是()NH3的熔、沸点比的熔、沸点比A族其他元素氢化物的高族其他元素氢化物的高小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶冰的密度比液态水的密度小冰的密度比液态水的密度小水分子高温下也很稳定水分子高温下也很稳定邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低A BC DB(1)NH3的沸点比的沸点比PH3高的原因是高的原因是_。(2)CH4的分解温度比的分解温度比SiH4高的原因是高的原因是_。(3)CH4的沸点比的沸点比SiH4低的原因是低的原因是_
14、。11分析下表中四种物质的相关数据，并回答下列问题：分析下表中四种物质的相关数据，并回答下列问题：物质物质CH4SiH4NH3PH3沸点沸点(K)101.7161.2239.7185.4分解温度分解温度(K)8737731073713.2 NH3 NH3分子间含有氢键，分子间含有氢键，PH3PH3分子间含分子间含有范德华力，氢键比范德华力强有范德华力，氢键比范德华力强 C半径小于半径小于Si,键长键长CH键小键小于于SiH键键,键能键能CH键大于键大于SiH键键 CH4与与SiH4结构和组成相似，相对结构和组成相似，相对分子质量：分子质量：SiH4CH4，范德华力：，范德华力：SiH4CH41
15、2、回答下列问题：、回答下列问题：(1)下列几种氢键由强到弱的顺序为下列几种氢键由强到弱的顺序为_。 a.OHO b.NHN c.FHF d.OHNcadb(2)硅烷硅烷(SinH2n2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图的沸点与其相对分子质量的变化关系如右图所示，呈现这种变化关系的原因是所示，呈现这种变化关系的原因是_。 硅烷的结构和组成相似硅烷的结构和组成相似, ,相对相对分子质量越大分子质量越大, ,分子间作用力越大分子间作用力越大, ,沸点越高沸点越高(3)H2O分子内的分子内的OH键、分子间的范德华力和氢键从强到弱键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为依次为:_。的沸点比的沸点比 的沸点低，原因：的沸点低，原因： 前者形成的是分子内的氢键，而后者可形成分子间的氢键，前者形成的是分子内的氢键，而后者可形成分子间的氢键，分子间氢键使分子间的作用力增大，沸点升高。分子间氢键使分子间的作用力增大，沸点升高。OH键氢键范德华力键氢键范德华力
