人教版高中化学选修三 2_3分子的性质第2课时（课件2） 22页

第二章 分子结构与性质 ( 第二课时 ) 第三节 分子的性质 思考 水分子中氢氧原子之间存在相互作用，那么水分子之间呢？ 为什么水较容易气化（ 100℃ ）而水却很难分解（ 1000℃ 也仅有极少量分解 ）？ Cl 2 、 Br 2 、 I 2 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？ 二、 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 称范德华力。 请分析下表中数据 2. 特点：范德华力 ，约比化学键能 。 很弱 小 1-2 数量级 分子 HCl HBr HI 范德华力 (kJ/mol) 21.14 23.11 26.00 共价键键能 (kJ/mol) 431.8 366 298.7     3. 影响范德华力大小的因素 （ 1 ）结构 的分子，相对分子质量越 ， 范德华力 越 ，熔、沸点越 。     相似 大 大 请分析下表中数据 高 单质 相对分子质量 熔点 /℃ 沸点 /℃ F 2 38 -2190.6 -188.1 Cl 2 71 -101.0 -34.6 Br 2 160 -7.2 58.8 I 2 254 113.5 184.4 分子 HCl HBr HI 相对分子质量 36.5 81 128 范德华力 (kJ/mol) 21.14 23.11 26.00 熔点 /℃ -114.8 -98.5 -50.8 沸点 /℃ -84.9 -67 -35.4 结构式 化学式 相对分子质量 沸点 /℃ （ 1 ） CH 3 OH （甲醇） CH 4 O 32 64 （ 2 ） CH 3 CH 2 OH （乙醇） C 2 H 6 O 46 78 （ 3 ） CH 3 CH 2 CH 2 OH （丙醇） C 3 H 6 O 60 97 四卤化碳的熔沸点与相对分子质量的关系 分子 相对分子质量 分子的极性 熔点 /℃ 沸点 /℃ CO 28 极性 -205.05 -191.49 N 2 28 非极性 -210.00 -195.81 （ 2 ）相对分子质量 或 时，分子的极性越 ， 范德华力 越 ，熔、沸点越 。 相同 相近 大 大 请分析下表中数据 高 4. 分子间的范德华力有以下几个特征： （ 1 ）作用力的范围很小 （气态时可忽略） （ 2 ）很弱，约比化学键能小 1 ～ 2 个数量级， 大约只有几到几十 KJ·mol -1 。 （ 3 ） 影响物质的物理性质，如熔沸点等。 （ 4 ）相对分子质量越大， 范德华力越大；分子 的极性越大，范德华力越大 （ 1 ）将干冰气化，破坏了 CO 2 分子晶 体的 。 （ 2 ）将 CO 2 气体溶于水，破坏了 CO 2 分子 。 范德华力 共价键 思考： （ 3 ）解释 CCl 4 （液体） CH 4 及 CF 4 是气体， CI 4 是固体的原因。 它们均是正四面体结构，它们分子间范德华力随相对分子质量增大而增大，相对分子质量越大，范德华力越大。 范德华力大小 : CI 4 > CCl 4 >CF 4 >CH 4 四卤化碳的熔沸点与相对分子质量的关系 -150 -125 -100 -75 -50 -25 0 25 50 75 100 2 3 4 5 × × × × CH 4 SiH 4 GeH 4 SnH 4 NH 3 PH 3 AsH 3 SbH 3 HF HCl HBr HI H 2 O H 2 S H 2 Se H 2 Te 沸 点 / ℃ 周期 一些氢化物的沸点 　　非金属元素的氢化物在固态时是分子晶体，其熔沸点与其分子量有关．对于同一主族非金属元素而言，从上到下，分子量逐渐增大，熔沸点应逐渐升高．而 HF 、 H 2 O 、 NH 3 却出现 反常 ，为什么？ 　　 说明在 HF 、 H 2 O 、 NH 3 分子间还存在除范德华力之外的其他作用．这种作用就是氢键． 三、氢键 及其对物质性质的影响 1. 氢键概念： 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 价键的 氢原子 与另一分子中 电负性很强的原子 之间的作用力 . 例如： 在 HF 中 F 的电负性相当大 , 电子对强烈地偏向 F, 而 H 几乎成了质子 (H + ), 这种 H 与另一个 HF 分子中电负性相当大、半径小的 F 相互接近时 , 产生一种特殊的分子间力 —— 氢键 . 不属于化学键 (2) 一般表示为 : X—H----Y （其中 X 、 Y 为 F 、 O 、 N ） 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 : ① 与电负性大且半径小的原子 (F, O, N) 相连的 H ; ② 在附近有电负性大 , 半径小的原子 (F, O, N). 甲醇 2. 氢键的存在 （ 1 ）分子间氢键 氢键普遍存在于已经与 N 、 O 、 F 形成共价键的氢原子与另外的 N 、 O 、 F 原子之间。 如： HF 、 H 2 O 、 NH 3 相互之间 C 2 H 5 OH 、 CH 3 COOH 、 H 2 O 相互之间 （ 2 ）分子内氢键 某些物质在分子内也可形成氢键，例如当苯酚在邻位上有 —CHO 、 —COOH 、 —OH 和 —NO 2 时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环”的特殊结构 . (2) 分子内氢键： 例如 (1) 分子间氢键： 3. 氢键键能大小范围 氢键介于范德华力和化学键之间 , 是一种较弱的作用力。 F—H---F O—H--- O N—H--- N 氢键键能 (kJ/mol) 28.1 18.8 17.9 范德华力 (kJ/mol) 13.4 16.4 12.1 共价键键能 (kJ/mol 568 462.8 390.8 氢键强弱与 X 和 Y 的吸引电子的能力有关，即与 X 和 Y 的电负性有关 . 它们的吸引电子能力越强 ( 即电负性越大 ) ，则氢键越强，如 F 原子得电子能力最强，因而 F - H … F 是最强的氢键 ; 原子吸引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为： F - H … F > O - H … O > O - H … N > N - H … N C 原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。 4. 氢键强弱 （ 1 ）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 （ 3 ）物质的溶解性 5. 氢键对物质物理性质的影响： 思考： NH 3 为什么极易溶于水？ NH 3 溶于水是形成 N-H … Ｏ还是形成 O-H … N? NH 3 溶于水形成氢键示意图如右 , 正是这样， NH 3 溶于水溶液呈碱性 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？ (1) 醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高 (2) 低级醇易溶于水 (3)HF 酸是弱酸 6. 氢键的应用 …… 讨论水的 特殊性 ： (1) 水的熔沸点比较高？ (2) 为什么水结冰后体积膨胀？ (3) 为什么水在 4℃ 时密度最大？ 液态水中的氢键 　　在水蒸气中水以单个的 H 2 O 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（ H 2 O ） n ( 如上图）；在固态水（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，造成体积膨胀，密度减小，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． 0 ～ 4℃ 间，前者占优势， 4℃ 以上，后者占优势， 4℃ 时，两者互不相让，招致水的密度最大． 分子间作用力 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 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 B. 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 D . HF 稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 练习： C