1、教学内容：教学内容：1、28 共价分子的性质共价分子的性质 2、29 分子间力分子间力教学重点：教学重点：1、28 共价分子的性质共价分子的性质 2、29 分子间力分子间力教学难点：教学难点：键的极性和分子的极性。键的极性和分子的极性。精品课程无机化学2 28 8 共价分子的性质共价分子的性质2 281 键长键长 分子内的核间距称为键长。分子内的核间距称为键长。注意：注意：因因分子内的原子在不断振动之中，所谓键长，是指分子内的原子在不断振动之中，所谓键长，是指处于平衡点的核间距。处于平衡点的核间距。键长数据的获得：键长数据的获得：通过实验方法或量子化学理论计算两种通过实验方法或量子化学理论计算
2、两种方法得到。复杂分子键长计算困难，主要由实验测定。方法得到。复杂分子键长计算困难，主要由实验测定。同一种键的键长会因分子的不同而不同，所以，一种键键同一种键的键长会因分子的不同而不同，所以，一种键键长通常的数据是一种长通常的数据是一种统计平均值统计平均值。精品课程无机化学影响键长大小的因素：影响键长大小的因素：原子的大小、原子核电荷：原子的大小、原子核电荷：如如d（HF）d（HCl）d（HBr）d（HI）化学键的性质化学键的性质:单键、双键、三键：单键、双键、三键：如如d（CC）d（CC）d（CC）键级：键级：键级大、则键强，键就短，键级大、则键强，键就短，如如O2、O2、O2、O22中的中
3、的OO键依次增长键依次增长 共轭共轭精品课程无机化学 共价键的键长可以分解成键合原子的共价半共价键的键长可以分解成键合原子的共价半径之和。径之和。用同核共价键之半可以求出许多元素的共价用同核共价键之半可以求出许多元素的共价半径，半径，这样就可以推算其他元素的共价半径，如这样就可以推算其他元素的共价半径，如已知已知r rA A求求r rB B，可以借差减法由，可以借差减法由d d(A(AB)B)的测定值估的测定值估算。算。282 共价半径共价半径精品课程无机化学 主族元素共价半径显示很好的周期性：从上到下半径主族元素共价半径显示很好的周期性：从上到下半径增大增大，从左到右半径从左到右半径减小减小
4、（原子核对电子引力增大）（原子核对电子引力增大）。主族元素的单键共价半径HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGa GeAsSeBrRbSrInSnSbTeI3080130180230HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaGaGeAsSeBrKrRbSrInSnSbTeIXe元素单键共价半径/pm精品课程无机化学 斯莱特斯莱特(Slater)定义：定义：Z*=Zi i称为电子称为电子 i 的的屏蔽常数屏蔽常数：电子：电子 i 受原电中性原子所有电子的排受原电中性原子所有电子的排斥，而使它受核电荷斥，而使它受核电荷Z的引力减小到的引力减小到Z*，i是原电中性原
5、子的所是原电中性原子的所有电子使核对外来电子引力减少的总效应的度量。有电子使核对外来电子引力减少的总效应的度量。有效核电荷（有效核电荷（Z*)i的计算方法：的计算方法：（1）把电子分组）把电子分组 1s|2s,2p|3s,3p|3d|4s,4p|4d|4f|5s,5p|（2）电子电子 i 的同组电子对的同组电子对i的贡献为的贡献为0.35（1s为为0.30）（3）电子）电子 i 的内组为的内组为s或或p电子时，对电子时，对i的贡献为的贡献为0.85，但若，但若内组电子对内组电子对d电子或电子或f电子，则对电子，则对i的贡献为的贡献为1.00（4）电子）电子 i 的更内组电子时对的更内组电子时对
6、i的贡献为的贡献为1.00（5）i为电中性原子所有电子的上述贡献之和为电中性原子所有电子的上述贡献之和精品课程无机化学有效核电荷Z*的倒数与单键共价半径的线性关系050100150200共价半径r/pm与1/Z*X100系列11521118877706664系列29562.544.4434.4828.1723.8120.62LiBeBeCNOF 共价半径共价半径(单位单位pm)和将和将1/Z*100得到的数据，结果发现得到的数据，结果发现r-Z曲线与曲线与1/Z*-Z曲线的平行性甚佳，可见曲线的平行性甚佳，可见共价半径的大小确与共价半径的大小确与原子的有效核电荷的倒数呈线性关系。原子的有效核电
7、荷的倒数呈线性关系。精品课程无机化学r/pm(1/Z*)100键能：键能：在常温在常温(298K)下基态化学键分解成气态基态原下基态化学键分解成气态基态原子所需要的能量。子所需要的能量。对于对于双原子分子双原子分子，键能就是，键能就是键解离能。键解离能。对于对于多原子分子多原子分子，断开其中一个键并不得到气态自由，断开其中一个键并不得到气态自由原子，如原子，如H2O，断开第一个键得到的是断开第一个键得到的是H和和OH，它断开第它断开第一个一个HO键和断开第二个键和断开第二个HO键，能量不会相等。同是键，能量不会相等。同是CC单键，在不同的化学环境下，如在单键，在不同的化学环境下，如在CCC、C
8、C=C和和CCC中，邻键不同，键能也不相同。所以，对中，邻键不同，键能也不相同。所以，对于多原子分子，所谓于多原子分子，所谓键能，只是一种统计平均值。键能，只是一种统计平均值。283 键能键能精品课程无机化学共价键共价键 键能键能/kJmol1共价键共价键 键能键能/kJmol1HH 436.4 CS 255 HN 393 C=S 477 HO 460 NN 193 HS 368 N=N 418 HP 326 NN 941 HF 568 NO 176 HCl 432 NP 209 HBr 366 OO 142 HI 298 O=O 499 CH 414 OP 502 CC 347 O=S 46
9、9 C=C 620 PP 197 CC 812 P=P 489 CN 276 SS 268 C=N 615 S=S 352 CN 891 FF 157 CO 351 ClCl 243 C=O 745 BrBr 196 CP 263 II 151 精品课程无机化学 键能的大小体现了键能的大小体现了共价键的强弱共价键的强弱。例如：单键、双键、叁键（如例如：单键、双键、叁键（如CC、C=C、CC）对比，）对比，键能越来越大。键能越来越大。同周期元素的同类键（如同周期元素的同类键（如HF、HCl、HBr、HI）的键能从上到下的键能从上到下减小减小。注意：注意：键能的反常键能的反常。如如FF键能竟然比键
10、能竟然比ClCl甚至甚至BrBr的键能还小。主要是由于氟原子过小，一个原子的电子对另一的键能还小。主要是由于氟原子过小，一个原子的电子对另一原子的电子会因形成分子而互相排斥。原子的电子会因形成分子而互相排斥。根据键能的反常，我们可以利用键能为平均值的情况来发根据键能的反常，我们可以利用键能为平均值的情况来发现个别化学键的特殊性。如由现个别化学键的特殊性。如由C=O双键的键能推测双键的键能推测CO2中中C=O双键的特殊性。双键的特殊性。精品课程无机化学键角键角是指多原子分子中原子核的连线的是指多原子分子中原子核的连线的夹角夹角。每个分子的键角都有不同，不可能形成通用数每个分子的键角都有不同，不可
11、能形成通用数据。据。利用分子的振动光谱可以获得键角的实验值。利用分子的振动光谱可以获得键角的实验值。键角的大小严重影响分子的许多性质，例如可键角的大小严重影响分子的许多性质，例如可以影响分子的极性，从而影响其溶解性、熔沸点等。以影响分子的极性，从而影响其溶解性、熔沸点等。2 28 84 4 键角键角精品课程无机化学2 28 85 5 键的极性与分子的极性键的极性与分子的极性 所谓键的所谓键的“极性极性”与分子的与分子的“极性极性”，通俗地讲就和，通俗地讲就和电池有正、负两极一样，即键或分子是否有带正电和带负电电池有正、负两极一样，即键或分子是否有带正电和带负电的两端，有则键或分子就有极性，否则
12、就没有极性。的两端，有则键或分子就有极性，否则就没有极性。阳离子带正电、阴离子带负电，所以由阳离子和阴离阳离子带正电、阴离子带负电，所以由阳离子和阴离子键合形成的子键合形成的离子键离子键，当然，当然有极性有极性。而而共价键共价键是由共用电子对形成的，所以共价键的极性是由共用电子对形成的，所以共价键的极性就由电子对的偏向来判断，就由电子对的偏向来判断，有电子对偏向有电子对偏向的共价键就的共价键就有极性有极性；没有电子对偏向没有电子对偏向的共价键就的共价键就没有极性没有极性。分子的极性与键的极性和分子中键的对称性有关。分子的极性与键的极性和分子中键的对称性有关。总之，共价键有总之，共价键有非极性键
13、非极性键与与极性键极性键之分。由共价键构之分。由共价键构成的分子有成的分子有非极性分子非极性分子与与极性分子极性分子之分。之分。精品课程无机化学 我们用我们用偶极矩偶极矩来度量极性。来度量极性。偶极矩是偶极子两极（带相同电量的正电端和负电端）的偶极矩是偶极子两极（带相同电量的正电端和负电端）的电量，即电偶极子的电量电量，即电偶极子的电量q，和偶极子两极的距离，和偶极子两极的距离偶极长偶极长l的乘积（的乘积（ql）。）。偶极子与偶极矩（偶极子与偶极矩（ql）lq+q-电量的单位为库仑电量的单位为库仑(C)，长度的单位是米长度的单位是米(m)，偶极矩的单偶极矩的单位是库仑位是库仑米米(Cm)。但传
14、统上用于度量化学键的偶极矩的单位但传统上用于度量化学键的偶极矩的单位是是德拜德拜，符号，符号D。精品课程无机化学 偶极矩偶极矩=0的共价键叫做的共价键叫做非极性共价键非极性共价键；偶极矩；偶极矩 0的的共价键叫做共价键叫做极性共价键极性共价键。偶极矩偶极矩=0的分子叫做的分子叫做非极性分子非极性分子；偶极矩；偶极矩 0的分子的分子叫做叫做极性分子极性分子。某些分子的偶极矩实测值某些分子的偶极矩实测值分子分子偶极矩偶极矩D分子分子偶极矩偶极矩DH20HI0.38F20H2O1.85P40H2S1.10S80NH31.48O20SO21.60O30.54CH40HF1.92HCN2.98HCl1.
15、08NF30.24HBr0.78LiH5.88分子分子偶极矩偶极矩D分子分子偶极矩偶极矩DH20HI0.38F20H2O1.85P40H2S1.10S80NH31.48O20SO21.60O30.54CH40HF1.92HCN2.98HCl1.08NF30.24HBr0.78LiH5.88分子分子分子分子偶极矩偶极矩D偶极矩偶极矩D分子分子分子分子偶极矩偶极矩D偶极矩偶极矩DH2H20 0HIHI0.380.38F2F20 0H2OH2O1.851.85P4P40 0H2SH2S1.101.10S8S80 0NH3NH31.481.48O2O20 0SO2SO21.601.60O3O30.54
16、0.54CH4CH40 0HFHF1.921.92HCNHCN2.982.98HClHCl1.081.08NF3NF30.240.24HBrHBr0.780.78LiHLiH5.885.88精品课程无机化学 同核双原子分子同核双原子分子的实测偶极矩都等于零，的实测偶极矩都等于零，是非极性是非极性分子分子。异核双原子分子异核双原子分子偶极矩都不为零，偶极矩都不为零，是极性分子是极性分子。但。但HF、HCl、HBr、HI的极性依次减小，这是由两个原子电的极性依次减小，这是由两个原子电负性差值的大小决定的，差值越大，偶极矩就越大，极性负性差值的大小决定的，差值越大，偶极矩就越大，极性也就越大。也就越
17、大。有些单质分子是有极性的，如有些单质分子是有极性的，如O3分子，这与其分子分子，这与其分子中键不对称有关。（见图）中键不对称有关。（见图）异核多原子分子的极性也由分子中异核多原子分子的极性也由分子中键的对称性键的对称性决定决定（见图，见图，用矢量加和法考察）。如用矢量加和法考察）。如H2O、CH4、HCN。结论：结论：精品课程无机化学判断分子偶极矩的矢量法举例判断分子偶极矩的矢量法举例COOq-q+q+q-HH+OOOO=0=1.85D=0.54D精品课程无机化学 注意注意CO在偶极矩讨论中的特殊情况，即在偶极矩讨论中的特殊情况，即其负电中心其负电中心在在C原子一侧原子一侧，而不在电负性较大
18、的，而不在电负性较大的O原子一侧。原子一侧。原因原因是是：CO分子中碳原子有一个空的分子中碳原子有一个空的2p轨道，它接受氧的一对电子轨道，它接受氧的一对电子（形成配位键），使分子的负电中心移向碳原子。（形成配位键），使分子的负电中心移向碳原子。多原子分子的几何构型决定了分子的偶极矩是否等于多原子分子的几何构型决定了分子的偶极矩是否等于零，因此，测定偶极矩可用来零，因此，测定偶极矩可用来判断分子的几何构型判断分子的几何构型。精品课程无机化学2 29 9 分子间力分子间力 分子与分子之间，某些较大分子的基团之间，或小分子分子与分子之间，某些较大分子的基团之间，或小分子与大分子的基团之间，存在的各
19、种各样弱作用力，与大分子的基团之间，存在的各种各样弱作用力，总称总称分子分子间力间力。相对于化学键相对于化学键(共价键、离子键、金属键共价键、离子键、金属键)，分子间力是，分子间力是一类一类弱作用力弱作用力。分子间力的分子间力的两个特点两个特点：分子间力能量小。分子间力能量小。化学键的键能数量级达化学键的键能数量级达102，甚至，甚至103kJ/mol，而分子间力的能量只达而分子间力的能量只达nn10kJ/mol的数量级。的数量级。在近距离才能显现出来。在近距离才能显现出来。只有当分子或基团距离很只有当分子或基团距离很近时才显现出来。近时才显现出来。精品课程无机化学2 29 91 1 范德华力
20、范德华力 范德华力范德华力是普遍存在于固、液、气态微粒是普遍存在于固、液、气态微粒之间的之间的作用力作用力。注意：注意：范德华力是一种范德华力是一种短程力短程力，作用范围在，作用范围在300500pm之间；之间；范德华力范德华力没有饱和性没有饱和性和和方向性方向性。范德华力是由分子的电性引起的。范德华力是由分子的电性引起的。范德华力可根据来源分为范德华力可根据来源分为色散力色散力、取向力取向力和和诱导力诱导力。精品课程无机化学1 1、色散力、色散力 分子中电子的运动，会使分子的正电荷重心与负电荷重分子中电子的运动，会使分子的正电荷重心与负电荷重心时时刻刻不重合，产生心时时刻刻不重合，产生瞬时偶
21、极瞬时偶极，整个分子时时刻刻可看，整个分子时时刻刻可看成是一个成是一个瞬时偶极子瞬时偶极子。色散力色散力：分子相互靠拢时，它们的瞬时偶极矩之间会产：分子相互靠拢时，它们的瞬时偶极矩之间会产生电性引力，这就是色散力。生电性引力，这就是色散力。分子越大，越容易变形，色散力越大。分子越大，越容易变形，色散力越大。衡量分子变形性的物理量叫做衡量分子变形性的物理量叫做极化率极化率(符号符号a)a)。分子极化率越大，变形性越大，色散力就越大。分子极化率越大，变形性越大，色散力就越大。精品课程无机化学2 2、取向力、取向力 取向力取向力（又叫定向力）：是（又叫定向力）：是极性分子与极性分子之间极性分子与极性
22、分子之间的固的固有偶极与固有偶极之间的有偶极与固有偶极之间的静电引力静电引力。取向力只有极性分子与极性分子之间才存在。分子取向力只有极性分子与极性分子之间才存在。分子偶极矩偶极矩越大，取向力越大。越大，取向力越大。如：如：HCl、HBr、HI的偶极矩依次减小，因而其取向力分的偶极矩依次减小，因而其取向力分别为别为3.31、0.69、0.025kJ/mol，依次减小。依次减小。对大多数极性分子，取向力仅占其范德华力构成中的很对大多数极性分子，取向力仅占其范德华力构成中的很小分额，只有少数强极性分子例外。小分额，只有少数强极性分子例外。精品课程无机化学3 3、诱导力、诱导力 诱导力：诱导力：在极性
23、分子的固有偶极诱导下，临近它的分子在极性分子的固有偶极诱导下，临近它的分子会产生会产生诱导偶极诱导偶极，分子间的，分子间的诱导偶极与固有偶极诱导偶极与固有偶极之间的电性之间的电性引力称为引力称为诱导力诱导力。决定诱导偶极矩大小的决定诱导偶极矩大小的因素因素：(1)固有偶极的偶极矩固有偶极的偶极矩()大小；大小；(2)分子变形性的大小决定。分子变形性的大小决定。极化率越大，分子越容易变形，在同一固有偶极作用下极化率越大，分子越容易变形，在同一固有偶极作用下产生的诱导偶极矩就越大。产生的诱导偶极矩就越大。极化率极化率(a a)相同的分子在偶极矩相同的分子在偶极矩()较大的分子作用下产较大的分子作用
24、下产生的诱导力也较大。生的诱导力也较大。精品课程无机化学分子分子分子偶极矩分子偶极矩/D分子极化率分子极化率a a/1024cm3取向力取向力kJ/mol诱导力诱导力kJ/mol色散力色散力kJ/mol范德华力范德华力kJ/molAr01.63008.508.50CO0.101.990.0030.0088.758.75HI0.385.400.0250.11325.8726.00HBr0.783.580.690.50221.9423.11HCl1.032.653.311.0016.8321.14NH31.472.2413.311.5514.9529.60H2O1.941.4836.391.939
25、.0047.31分子分子分子偶极矩分子偶极矩/D分子极化率分子极化率a a/1024cm3取向力取向力kJ/mol诱导力诱导力kJ/mol色散力色散力kJ/mol范德华力范德华力kJ/molAr01.63008.508.50CO0.101.990.0030.0088.758.75HI0.385.400.0250.11325.8726.00HBr0.783.580.690.50221.9423.11HCl1.032.653.311.0016.8321.14NH31.472.2413.311.5514.9529.60H2O1.941.4836.391.939.0047.31分子分子分子分子分子偶极
26、矩分子偶极矩/D分子偶极矩分子偶极矩/D分子极化率分子极化率a a/1024cm3分子极化率分子极化率a a/1024cm3取向力取向力kJ/mol取向力取向力kJ/mol诱导力诱导力kJ/mol诱导力诱导力kJ/mol色散力色散力kJ/mol色散力色散力kJ/mol范德华力范德华力kJ/mol范德华力范德华力kJ/molArAr0 01.631.630 00 08.508.508.508.50COCO0.100.101.991.990.0030.0030.0080.0088.758.758.758.75HIHI0.380.385.405.400.0250.0250.1130.11325.87
27、25.8726.0026.00HBrHBr0.780.783.583.580.690.690.5020.50221.9421.9423.1123.11HClHCl1.031.032.652.653.313.311.001.0016.8316.8321.1421.14NH3NH31.471.472.242.2413.3113.311.551.5514.9514.9529.6029.60H2OH2O1.941.941.481.4836.3936.391.931.939.009.0047.3147.31某些分子的范德华力构成对比某些分子的范德华力构成对比4 4、范德华力构成对比、范德华力构成对比精品
28、课程无机化学色散力色散力：所有分子之间。：所有分子之间。取向力取向力：极性分子与极性分子之间。：极性分子与极性分子之间。诱导力诱导力：极性分子与非极性分子之间。：极性分子与非极性分子之间。精品课程无机化学氢键氢键是已经以共价键与其他原子键合的氢原子与另一个是已经以共价键与其他原子键合的氢原子与另一个原子之间产生的原子之间产生的分子间作用力分子间作用力，是除范德华力外的另一种常，是除范德华力外的另一种常见分子间作用力。见分子间作用力。氢键产生的条件氢键产生的条件：发生氢键作用的氢原子两边的原子必：发生氢键作用的氢原子两边的原子必须是强电负性原子。一般，氢原子两边是须是强电负性原子。一般，氢原子两
29、边是F、O、N时可产生时可产生氢键，所以传统意义上是氢键，所以传统意义上是9种情况种情况。2 29 91 1 氢键氢键FHOHHNFON1 1、定义、定义精品课程无机化学 氢键氢键中的和是电负性很强、半径很小的中的和是电负性很强、半径很小的、。一方面，的电负性越强，将使的键、。一方面，的电负性越强，将使的键合电子强烈偏向原子，氢原子核就相对地从键合电子云合电子强烈偏向原子，氢原子核就相对地从键合电子云中中“裸露裸露”出来；另一方面，电负性越强，半径越小，其出来；另一方面，电负性越强，半径越小，其孤对电子的负电场就越集中而强烈，已键合的氢原子正电孤对电子的负电场就越集中而强烈，已键合的氢原子正电
30、性的裸露原子核就有余力吸引的孤对电子，形成氢键。性的裸露原子核就有余力吸引的孤对电子，形成氢键。氢键的键能介于范德华力与共价键之间，最高不超过氢键的键能介于范德华力与共价键之间，最高不超过40kJ/mol。精品课程无机化学主族元素氢化物熔点对比主族元素氢化物熔点对比-200-180-160-140-120-100-80-60-40-200熔点/摄氏度AH4AH3H2AHA主族元素氢化物沸点对比主族元素氢化物沸点对比-200-150-100-50050100150沸点/摄氏度AH4AH3H2AHA（1）氢键对）氢键对HF、H2O及及NH3的熔沸点的影响的熔沸点的影响2.2.氢键的应用氢键的应用精
31、品课程无机化学水的物理性质十分特异。与同周期氢化物相比，冰的密度小、水的物理性质十分特异。与同周期氢化物相比，冰的密度小、4 C时水的密度最大、水的熔沸点高、水的比热大、水的蒸气压小等等。时水的密度最大、水的熔沸点高、水的比热大、水的蒸气压小等等。水的密度随温度变化的现象是所有氢化物中的唯一特例；液态水是分水的密度随温度变化的现象是所有氢化物中的唯一特例；液态水是分子量相近的所有液态中子量相近的所有液态中熔沸点最高熔沸点最高、比热容最大比热容最大、蒸气压最小的蒸气压最小的。（2）氢键解释了水的特殊物理性质）氢键解释了水的特殊物理性质 冰的密度低：冰的密度低：冰的微观空冰的微观空间里存在很大的空
32、隙。间里存在很大的空隙。每个水每个水分子周围最邻近的水分子只有分子周围最邻近的水分子只有4个。冰中水分子中的作用力个。冰中水分子中的作用力氢键氢键OHO具有方向性具有方向性。氢键有方向性的性质不同于范氢键有方向性的性质不同于范德华力德华力,而与共价键相同。氢而与共价键相同。氢键键有饱和性有饱和性，每摩尔冰里只有，每摩尔冰里只有2N0个氢键。个氢键。冰的晶体结构：冰的晶体结构：(小球代表氢原子小球代表氢原子,大球代表大球代表氧原子氧原子,实线代表实线代表HO键，虚线代表氢键键，虚线代表氢键)精品课程无机化学v 冰熔化为液态水，至多只能打破冰中全部氢键的约冰熔化为液态水，至多只能打破冰中全部氢键的
33、约13%。v 这就意味着这就意味着,刚刚熔化的水中仍分布着大量近距有序的刚刚熔化的水中仍分布着大量近距有序的冰晶结构微小集团冰晶结构微小集团(有人称之为有人称之为“冰山结构冰山结构”iceberg)。随温随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是度升高，同时发生两种相反的过程：一是冰晶结构小集团冰晶结构小集团受热不断崩溃受热不断崩溃；另一是；另一是水分子间距因热运动不断增大。水分子间距因热运动不断增大。v 04 C间，前者占优势，间，前者占优势，4 C以上，后者占优势，以上，后者占优势，4 C时，两者互不相让，招致水的密度最大。时，两者互不相让，招致水的密度最大。水的比热大，水的比热大，也是由于
34、水升温过程需要打破除范德华力外的额外氢键。也是由于水升温过程需要打破除范德华力外的额外氢键。水的蒸发热高，原因相同。水的蒸发热高，原因相同。精品课程无机化学 氟化氢是卤化氢里唯一的弱酸。氟化氢是卤化氢里唯一的弱酸。其他卤化氢分子在水溶液表现酸性只是它们与水分子反其他卤化氢分子在水溶液表现酸性只是它们与水分子反应生成的应生成的“游离的游离的”H3O+离子和离子和X离子的能力的反映，但对离子的能力的反映，但对于于HF，由于反应产物由于反应产物H3O+可与另一反应产物可与另一反应产物F 以氢键缔合以氢键缔合为为+H2OHF，酸式电离产物酸式电离产物F还会与未电离的还会与未电离的HF分子以分子以氢键缔
35、合为氢键缔合为FHF，大大降低了大大降低了HF酸式电离生成酸式电离生成“游游离离”H3O+和和F的能力；的能力；同浓度的同浓度的HX水溶液相互比较，水溶液相互比较，HF分子因氢键缔合成相分子因氢键缔合成相对不自由的分子，比起其他对不自由的分子，比起其他HX，“游离游离”的分子要少得多，的分子要少得多，这种效应相当于这种效应相当于HX的有效浓度降低了，自然也使的有效浓度降低了，自然也使HF发生酸发生酸式电离的能力降低。式电离的能力降低。（3）氢键对氟化氢是弱酸的解释）氢键对氟化氢是弱酸的解释精品课程无机化学 氢键不仅出现在分子间，也可出现在分子内。如氢键不仅出现在分子间，也可出现在分子内。如:邻
36、硝邻硝基苯酚中羟基上的氢原子可与硝基上的氧原子形成基苯酚中羟基上的氢原子可与硝基上的氧原子形成分子内氢分子内氢键键；间硝基苯酚和对硝基苯酚则没有这种分子内氢键，只有；间硝基苯酚和对硝基苯酚则没有这种分子内氢键，只有分子间氢键。这解释了为什么邻硝基苯酚的熔点比间硝基苯分子间氢键。这解释了为什么邻硝基苯酚的熔点比间硝基苯酚和对硝基苯酚的熔点低。酚和对硝基苯酚的熔点低。（4）氢键对某些物质的熔沸点差异的解释）氢键对某些物质的熔沸点差异的解释ONHOONOOOHONOOH熔点：45 oC96114oCoC精品课程无机化学v 如：生物的遗传基如：生物的遗传基因本质上是就是因本质上是就是DNA(脱脱氧核糖
37、核酸氧核糖核酸)分子中的碱分子中的碱基基(A、T、C、G)顺序，顺序，而而DNA的双螺旋是由两的双螺旋是由两条条DNA大分子的碱基通大分子的碱基通过氢键配对形成的，氢过氢键配对形成的，氢键的方向性和饱和性使键的方向性和饱和性使双螺旋的碱基配对具有双螺旋的碱基配对具有专一性专一性A和和T配对而配对而C与与G配对，即配对，即AT由由2个个氢键配对而氢键配对而CG由由3个个氢氢键配对键配对，是遗传密码，是遗传密码(基基因因)复制机理的化学基础复制机理的化学基础之一。之一。（五）氢键对生物高分子的高级结构的影响（五）氢键对生物高分子的高级结构的影响DNA双螺旋是由氢键使碱基双螺旋是由氢键使碱基(AT和
38、和CG)配对形成的配对形成的(图中图中NHO，NHN，OHN，NHN，NHO是氢键是氢键)精品课程无机化学三、范德华半径三、范德华半径范德华半径范德华半径：是指以范德华力作用而是指以范德华力作用而相邻的原子半径。相邻的原子半径。例如：例如：碘分子之间碘分子之间因范德华力相互作用因范德华力相互作用(IIII，其中的虚线表示范德华力其中的虚线表示范德华力)。范德华半径的数据也是一种统计平均值。范德华半径的数据也是一种统计平均值。范德华半径是考察分子结构的一种重要参考数据。例如，范德华半径是考察分子结构的一种重要参考数据。例如，当发当发现两原子的核间距明显小于范德华半径之和时，可以预言，现两原子的核间距明显小于范德华半径之和时，可以预言，这两个原子之间一定存在某种比范德华力更强的作用力，如存这两个原子之间一定存在某种比范德华力更强的作用力，如存在氢键或其他分子间力，或者存在共价键或其他化学键。在氢键或其他分子间力，或者存在共价键或其他化学键。利用范德华半径和共价半径的数据可以通过几何学计算分利用范德华半径和共价半径的数据可以通过几何学计算分子的大小。子的大小。IIII2rv2rc精品课程无机化学作业：作业：P.120 2P.120 21818；2 22424；2 22727精品课程无机化学
