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,它与分子间力
3、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;或在水分子作用
4、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.mol
5、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。故这
6、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CHCH
7、4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子
8、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。这样的
9、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的
10、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4624628lkJ8lkJm
11、olmol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。便与另一个水分子
12、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均
14、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;在
15、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。85.每一年,我都更加相信生命的浪费是在于:我们没有献出爱,我们没有使用力量,我们表现出自私的谨慎,不去冒险,避开痛苦,也失去了快乐。约翰B塔布 86.微笑,昂首阔步,作深呼吸,嘴里哼着歌儿。倘使你不
16、会唱歌,吹吹口哨或用鼻子哼一哼也可。如此一来,你想让自己烦恼都不可能。戴尔卡内基 87.当一切毫无希望时,我看着切石工人在他的石头上,敲击了上百次,而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时,石头被劈成两半。我体会到,并非那一击,而是前面的敲打使它裂开。贾柯瑞斯 88.每个意念都是一场祈祷。詹姆士雷德非 89.虚荣心很难说是一种恶行,然而一切恶行都围绕虚荣心而生,都不过是满足虚荣心的手段。柏格森 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石,我们的心灵正在失去自由,成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。托尔斯泰 91.要及时把握梦想,因为梦想一死,生命就如一只羽翼受创的小鸟,无法飞翔。兰斯顿休
17、斯 92.生活的艺术较像角力的艺术,而较不像跳舞的艺术;最重要的是:站稳脚步,为无法预见的攻击做准备。玛科斯奥雷利阿斯 93.在安详静谧的大自然里,确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。约翰纳森爱德瓦兹 94.对一个适度工作的人而言,快乐来自于工作,有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。约翰拉斯金 95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了,因为没有时间我们几乎无法做任何事。威廉班 96.人生真正的欢欣,就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己;而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳,只知抱怨世界无法带给你快乐。萧伯纳 97.有三个人
18、是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。爱我的人教我温柔;恨我的人教我谨慎;对我冷漠的人教我自立。JE丁格 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来,根本无暇去想过去的事。英国哲学家培根 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色,也为了拥有全新的眼光。马塞尔普劳斯特 100.这个世界总是充满美好的事物,然而能看到这些美好事物的人,事实上是少之又少。罗丹 101.称赞不但对人的感情,而且对人的理智也发生巨大的作用,在这种令人愉快的影响之下,我觉得更加聪明了,各种想法,以异常的速度接连涌入我的脑际。托尔斯泰 102.人生过程的景观一直在变化,向前跨进,就看到与初始不同的景
19、观,再上前去,又是另一番新的气候。叔本华 103.为何我们如此汲汲于名利,如果一个人和他的同伴保持不一样的速度,或许他耳中听到的是不同的旋律,让他随他所听到的旋律走,无论快慢或远近。梭罗 104.我们最容易不吝惜的是时间,而我们应该最担心的也是时间;因为没有时间的话,我们在世界上什么也不能做。威廉彭 105.人类的悲剧,就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词,被屏蔽】,而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。戴尔卡内基 106.休息并非无所事事,夏日炎炎时躺在树底下的草地,听着潺潺的水声,看着飘过的白云,亦非浪费时间。约翰罗伯克 107.没有人会只因年龄而衰老,我们是因放弃
20、我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化,而放弃热情却会使灵魂老化。撒母耳厄尔曼 108.快乐和智能的区别在于:自认最快乐的人实际上就是最快乐的,但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。卡雷贝C科尔顿 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁,在千钧一发之际,往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。戴尔卡内基 110.每天安静地坐十五分钟倾听你的气息,感觉它,感觉你自己,并且试着什么都不想。艾瑞克佛洛姆 111.你知道何谓沮丧-就是你用一辈子工夫,在公司或任何领域里往上攀爬,却在抵达最高处的同时,发现自己爬错了墙头。坎伯 112.伟大这个名词未必非出现在规模很大的事情不可;生活中微小之处
21、,照样可以伟大。布鲁克斯 113.人生的目的有二:先是获得你想要的;然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。罗根皮沙尔史密斯 114.要经常听.时常想.时时学习,才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望,也不肯学习的人,没有生存的资格。阿萨赫尔帕斯爵士 115.旅行的精神在于其自由,完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。威廉海兹利特 116.昨天是张退票的支票,明天是张信用卡,只有今天才是现金;要善加利用。凯里昂 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事,浪费健康则是二级的谋杀罪。BC福比斯 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地,努力挑战自
22、己的极限固然是令人激奋的经验,但适度的休息绝不可少,否则迟早会崩溃。迈可汉默 119.进步不是一条笔直的过程,而是螺旋形的路径,时而前进,时而折回,停滞后又前进,有失有得,有付出也有收获。奥古斯汀 120.无论那个时代,能量之所以能够带来奇迹,主要源于一股活力,而活力的核心元素乃是意志。无论何处,活力皆是所谓“人格力量”的原动力,也是让一切伟大行动得以持续的力量。史迈尔斯 121.有两种人是没有什么价值可言的:一种人无法做被吩咐去做的事,另一种人只能做被吩咐去做的事。CHK寇蒂斯 122.对于不会利用机会的人而言,机会就像波浪般奔向茫茫的大海,或是成为不会孵化的蛋。乔治桑 123.未来不是固定
23、在那里等你趋近的,而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现,而是需要开拓,开路的过程,便同时改变了你和未来。约翰夏尔 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害,如果他很慈悲,如果时间使他成熟而没有了偏见。道格拉斯米尔多 125.大凡宇宙万物,都存在着正、反两面,所以要养成由后面.里面,甚至是由相反的一面,来观看事物的态度。老子 126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖,经历过各种人生烦恼的人,才懂得生命的珍贵。怀特曼 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小;但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。G.K.Chesteron 128.医生知道的事如此的少,他们的收费却是如此的高。马克吐温 129.问题不在于:一个人能够轻蔑、藐视或批评什么,而是在于:他能够喜爱、看重以及欣赏什么。约翰鲁斯金