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课件网) 第4节 分子间作用力 冰山融化现象是物理变化还是化学变化? 冰山融化过程中有没有破坏其中的化学键? 那为什么冰山融化过程仍要吸收能量呢? 这说明水分子之间存在着相互作用力。 联想 · 质疑 联想 · 质疑 分子间存在多种相互作用,人们将这些作用统称为分子间作用力。 1.认识分子间作用力广泛存在,能说明分子间作用力对物质熔、沸点等性质的影响; 2.知道氢键的形成条件、类型、特点,能列举含有氢键的物质,能说明氢键对物质性质的影响。 一、范德华力与物质性质 1.范德华力 (1)定义:分子间普遍存在的一种相互作用力,它使许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。 降低温度 分子自身动能<范德华力 (2)特点: 微粒间 作用力 能量 kJ·mol-1 化学键 100~600 范德华力 2~20 ①范德华力很弱,比化学键键能小1~2个数量级。 范德华力的实质也是电性作用 ②无方向性,无饱和性 ③范德华力是一种短程力,作用范围通常为0.3 0.5 nm。 液态苯、汽油等发生汽化需要吸收能量克服其分子间的相互作用。 思考与交流 Ⅰ.范德华力与化学键的作用微粒有什么不同 化学键的成键微粒包括原子、离子、电子,而范德华力存在于分子之间。 Ⅱ.液态苯、汽油等发生汽化时,为何需要加热 范德华力主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。范德华力越强,物质的熔点、沸点越高。 2.范德华力与物质的性质 组成和结构相似的分子 相对分子质量增大 范德华力增大 熔点和沸点升高 单质 熔点/℃ 沸点/℃ F2 -219.6 -188.1 Cl2 -101 -34.6 Br2 -7.2 58.78 I2 113.5 184.4 表1 卤素单质的熔点和沸点 Cl2 Br2 I2 化学键 范德华力 概念 存在范围 作用力强弱 影响的性质 相邻的原子间强烈的相互作用 把分子聚集在一起的作用力 分子内、原子间 分子间 较强 与化学键相比弱的多 主要影响化学性质 主要影响物理性质(如熔沸点) 化学键与范德华力的比较 注意:范德华力只存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间及稀有气体分子之间。 归纳 联想 · 质疑 联想 · 质疑 物质由液态变为固态时,通常是体积变小,但水结冰后体积却会变大。 另外,在氧族元素的氢化物中,常温、常压下硫化氢、硒化氢、碲化氢都是气体,只有水以液态存在。这是为什么? 水分子之间除了范德华力以外还存在其他作用力 ———氢键 1.氢键 二、氢键与物质性质 在水分子的O-H中,共用电子对强烈的偏向O,使得H几乎成为“裸露”的质子,其显正电性,它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用,这种静电作用就是氢键。 - - - (1)定义: 它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力。 (2)氢键形成的条件: 氢原子两边的原子所属元素应具有较大的电负性和较小的原子半径。 X和Y的电负性越大,吸引电子能力越强,则氢键越强。 (3)氢键的表示形式: X—H … Y 共价键 氢键 X、Y为N、O、F O—H … O N—H … N F—H … F X—H…Y中H和Y原子核间的距离比范德华半径之和小,但比共价键键长大得多。作用力的大小:化学键>氢键>范德华力 每个X—H只能与一个Y原子形成氢键。 (4)氢键的特征: ①氢键具有方向性 ②氢键具有饱和性 X—H…Y中的三个原子总是尽可能沿直线分布。使X,Y尽量远离,这样电子云排斥作用最小,体系能量最低,氢键最强,最稳定。 如1个水分子最多可与4个水分子形成4个氢键。 解释水结成冰时,为什么体积会膨胀 冰中的水分子之间最大程度地形成氢键。由于氢键有方向性,每个水分子的两对孤对电子和两个氢原子只能沿着四个sp3杂化轨道的方向分别与相邻水分子形成氢键。水分子之间形成的孔穴造成冰晶体的微观空间存在空隙,反映 ... ...