1、第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质(第二课时第二课时)第三节第三节 分子的性质分子的性质思考思考 水分子中氢氧原子之间存在相互作用，那么水分子中氢氧原子之间存在相互作用，那么水分子之间呢？水分子之间呢？为什么水较容易气化（为什么水较容易气化（100）而水却很难分）而水却很难分解（解（1000也仅有极少量分解也仅有极少量分解）？）？Cl2、Br2、I2单质都是由分子组成的物质，而单质都是由分子组成的物质，而它们的物态却是不相同的，这说明什么？它们的物态却是不相同的，这说明什么？二、二、范德华力及其对物质性质的影响范德华力及其对物质性质的影响1.定义：把分子聚集在一起的作用力定义：把分子聚
2、集在一起的作用力称范德华力。称范德华力。请分析下表中数据请分析下表中数据2.特点：范德华力特点：范德华力 ，约比化学键能，约比化学键能 。很弱很弱小小1-2数量级数量级分子分子HClHBrHI范德华力范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.00共价键键能共价键键能(kJ/mol)431.8366298.73.3.影响范德华力大小的因素影响范德华力大小的因素（1）结构）结构 的分子，相对分子质量越的分子，相对分子质量越 ，范德范德华力华力越越 ，熔、沸点越，熔、沸点越 。相似相似大大大大请分析下表中数据请分析下表中数据高高单质单质相对分子质量相对分子质量熔点熔点/沸点沸点/F238-2
3、190.6-188.1Cl271-101.0-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.4分子分子HClHBrHI相对分子质量相对分子质量36.581128范德华力范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.00 熔点熔点/-114.8-98.5-50.8沸点沸点/-84.9-67-35.4结构式结构式化学式化学式相对分子质量相对分子质量沸点沸点/（1）CH3OH（甲醇）（甲醇）CH4O3264（2）CH3CH2OH（乙醇）（乙醇）C2H6O4678（3）CH3CH2CH2OH（丙醇）（丙醇）C3H6O6097四卤化碳的熔沸点与四卤化碳的熔沸点与相对分子质量的关系相
4、对分子质量的关系分子分子相对分相对分子质量子质量分子的分子的极性极性熔点熔点/沸点沸点/CO28极性极性-205.05-191.49N228非极性非极性-210.00-195.81（2）相对分子质量）相对分子质量 或或 时，分子的极性时，分子的极性越越 ，范德华力范德华力越越 ，熔、沸点越，熔、沸点越 。相同相同相近相近大大大大请分析下表中数据请分析下表中数据高高4.4.分子间的范德华力有以下几个特征：分子间的范德华力有以下几个特征：（1 1）作用力的范围很小）作用力的范围很小（气态时可忽略）（气态时可忽略）（2 2）很弱，约比化学键能小）很弱，约比化学键能小1 12 2个数量级，个数量级，大
5、约只有几到几十大约只有几到几十 KJmolKJmol-1-1。（3 3）影响物质的物理性质，如熔沸点等。影响物质的物理性质，如熔沸点等。（4 4）相对分子质量越大，）相对分子质量越大，范德华力越大；分子范德华力越大；分子 的极性越大，范德华力越大的极性越大，范德华力越大（1）将干冰气化，破坏了）将干冰气化，破坏了CO2分子晶体分子晶体的的 。（2）将）将CO2气体溶于水，破坏了气体溶于水，破坏了CO2分分子子。范德华力范德华力共价键共价键思考：思考：（3）解释）解释CCl4（液体）（液体）CH4及及CF4是气体，是气体，CI4是固体的原因。是固体的原因。它们均是正四面体结构，它们分子间范它们均
6、是正四面体结构，它们分子间范德华力随相对分子质量增大而增大，相对分德华力随相对分子质量增大而增大，相对分子质量越大，范德华力越大。子质量越大，范德华力越大。范德华力大小范德华力大小:CI4 CCl4 CF4 CH4四卤化碳的熔沸点与相对分子质量的关系四卤化碳的熔沸点与相对分子质量的关系-150-125-100-75-50-2502550751002345CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸沸点点/周期周期一些氢化物的沸点一些氢化物的沸点非金属元素的氢化非金属元素的氢化物在固态时是分子晶体，物在固态时是分子晶体，其熔沸点与其
7、分子量有其熔沸点与其分子量有关对于同一主族非金关对于同一主族非金属元素而言，从上到下，属元素而言，从上到下，分子量逐渐增大，熔沸分子量逐渐增大，熔沸点应逐渐升高而点应逐渐升高而HF、H2O、NH3却出现却出现反常反常，为什么？为什么？说明在说明在HF、H2O、NH3分子间还存在除分子间还存在除范德华力之外的其他范德华力之外的其他作用这种作用就是作用这种作用就是氢键氢键三、氢键三、氢键及其对物质性质的影响及其对物质性质的影响1.1.氢键概念：氢键概念：氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经与电负性很强的原子形成共已经与电负性很强的原子形成共 价键的价键的氢原
8、子氢原子与另一与另一分子中分子中电负性很强的原子电负性很强的原子之间的作用力之间的作用力.例如：例如：在在HF中中 F 的电负性相当大的电负性相当大,电子对强烈地偏向电子对强烈地偏向 F,而而 H 几乎成了质子几乎成了质子(H+),这种这种 H 与另一个与另一个HF分子中电负分子中电负性相当大、半径小的性相当大、半径小的F相互接近时相互接近时,产生一种特殊的分子产生一种特殊的分子间力间力 氢键氢键.不属于化学键不属于化学键(2)一般表示为一般表示为:XH-Y（其中（其中X、Y为为F、O、N）表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。(3)形成的两个条件形成
9、的两个条件:与电负性大且半径小的原子与电负性大且半径小的原子(F,O,N)相连的相连的 H;在附近有电负性大在附近有电负性大,半径小的原子半径小的原子(F,O,N).甲醇甲醇2.氢键的存在氢键的存在（1）分子间氢键）分子间氢键 氢键普遍存在于已经与氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价形成共价键的氢原子与另外的键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。原子之间。如：HF、H2O、NH3 相互之间相互之间C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间相互之间 （2）分子内氢键）分子内氢键某些物质在分子内也可形成氢键，例如某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有当苯酚在邻位上有CHO、COOH
10、、OH和和NO2时，可形成分子内的氢键，组成时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环螯合环”的特殊结构的特殊结构.(2)(2)分子内氢键：分子内氢键：例如例如 (1)分子间氢键：分子间氢键：3.氢键键能大小范围氢键键能大小范围 氢键介于范德华力和化学键之间氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱是一种较弱的作用力。的作用力。FH-FOH-ONH-N氢键键能氢键键能(kJ/mol)28.118.817.9范德华力范德华力(kJ/mol)13.416.412.1共价键键能共价键键能(kJ/mol568462.8390.8 氢键强弱与氢键强弱与X和和Y的吸引电子的能力有关，的吸引电子的能力有关，即与即与
11、X和和Y的电负性有关的电负性有关.它们的吸引电子能力越它们的吸引电子能力越强强(即电负性越大即电负性越大)，则氢键越强，如，则氢键越强，如F原子得电原子得电子能力最强，因而子能力最强，因而F-HF是最强的氢键是最强的氢键;原子吸原子吸引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：F-HF O-HO O-HN N-HN C原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。4.氢键强弱氢键强弱（1）分子间氢键使物质熔沸点升高）分子间氢键使物质熔沸点升高（2）分子内氢键使物质熔沸点降低）分子内氢键使物质熔沸点降低（3）物质的溶解性）物质的溶
12、解性5.氢键对物质物理性质的影响：氢键对物质物理性质的影响：思考：思考：NH3为什么极易溶于水？为什么极易溶于水？NH3溶于水是形成溶于水是形成 N-H还是形成还是形成O-HN?NHNH3 3溶于水形成氢溶于水形成氢键示意图如右键示意图如右,正正是这样，是这样，NHNH3 3溶于溶于水溶液呈碱性水溶液呈碱性 我们在学习化学的过程中还有什么地我们在学习化学的过程中还有什么地方能用氢键的知识来解释的？方能用氢键的知识来解释的？(1)醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高(2)低级醇易溶于水低级醇易溶于水(3)HF酸是弱酸酸是弱酸6.氢键的应用氢键的应用 讨论水的讨论水的特殊性
13、特殊性：(1)水的熔沸点比较高？水的熔沸点比较高？(2)为什么水结冰后体积膨胀？为什么水结冰后体积膨胀？(3)为什么水在为什么水在4时密度最大？时密度最大？液态水中的氢键液态水中的氢键在水蒸气中水以单个的在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在；在液态水中，经分子形式存在；在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起常是几个水分子通过氢键结合起来，形成（来，形成（H2O）n(如上图）；如上图）；在固态水（冰）中，水分子大范在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当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，密度减多空隙，造
14、成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上小，因此冰能浮在水面上 随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是冰随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是冰晶结构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少；另一是晶结构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少；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0 044间，前者占优间，前者占优势，势，4以上，后者占优势，以上，后者占优势，4时，两者互不相让，时，两者互不相让，招致水的密度最大招致水的密度最大分子间分子间作用力作用力分子间普遍存在的范德华力分子间普遍存在的范德华力特殊分子间或分子内存在的氢键特殊分子间或分子内存在的氢键 下列关于氢键的说法中正确的是下列关于氢键的说法中正确的是()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.在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键在所有的水蒸气、水、冰中都含有氢键C.分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高D.HF.HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 练习：练习：C
