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第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第三節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì) 課時2
冰山融化現(xiàn)象是物理變化還是化學變化？
冰山融化過程中有沒有破壞其中的化學鍵？
那為什么冰山融化過程仍要吸收能量呢？
這說明水分子之間存在著相互作用力。
1.認識分子間存在相互作用，了解范德華力，氫鍵的特征；
2.能說明范德華力、氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。
一、分子間作用力
1. 范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
(1) 含義：
(2) 特點：
微粒間 作用力 能量
kJ·mol-1
化學鍵 100～600
范德華力 2～20
是一種普遍存在于分子之間的相互作用力。
范德華力很弱，比化學鍵鍵能小1～2個數(shù)量級。
這些毛發(fā)使壁虎能夠利用弱的分子間力，即范德華力，從而附著在光滑的表面上。
壁虎細毛結(jié)構(gòu)
一般沒有飽和性和方向性
(3) 影響因素
分子的極性會影響范德華力
分子 Ar CO HI HBr HCl
相對分子質(zhì)量 40 28 129 81 36.5
范德華力 （kJ/mol） 8.50 8.75 26.00 23.11 21.14
組成結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。
組成和結(jié)構(gòu)相似的分子
相對分子質(zhì)量增大
→范德華力增大
→熔點和沸點升高
思考與討論
怎樣解釋鹵素單質(zhì)從F2～I2的熔點和沸點越來越高
單質(zhì) 熔點/℃ 沸點/℃
F2 -219.6 -188.1
Cl2 -101 -34.6
Br2 -7.2 58.78
I2 113.5 184.4
表2-8 鹵素單質(zhì)的熔點和沸點
Cl2
Br2
I2
預測第IVA族、第VIA族元素的氫化物的沸點相對大小
思考與討論
第IVA族：
第VIA族：
為什么H2O的相對分子質(zhì)量比H2S的小，而沸點比H2S的高得多？
在水分子的O-H中，共用電子對強烈的偏向O，使得H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，其顯正電性，它能與另一個水分子中相對顯負電性的O的孤電子對產(chǎn)生靜電作用，這種靜電作用就是氫鍵。
- - - - - -
2. 氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
（1）定義：它是由已經(jīng)與電負性很大的原子(如N、F、O)形成共價鍵的氫原子與另一分子中電負性很大的原子之間的作用力。
O—H
…
O—
N—H
…
N—
F—H
…
F—
X—H
…
Y—
共價鍵
氫鍵
X、Y為N、O、F
[思考]氨水中能形成幾種氫鍵？分別如何表示？
四種：
水分子間：
NH3分子間：
H2O和NH3之間：
H—O—H···O—H
H
O—H···O
N—H···N—H
H
H
H
H
N—H···N
① N—H···O—H
H
H
H
N—H···O
② H—O—H···N—H
H
H
O—H···N
[思考]“氫鍵是一種特殊的共價鍵,即電負性很大的原子和氫原子形成的共價鍵”的說法對嗎 為什么
不對。氫鍵不屬于化學鍵,本質(zhì)是靜電吸引作用，它一種比范德華力強的分子間作用力。
X—H----Y強弱與X和Y的電負性有關:電負性越大，則氫鍵越強。
氫鍵 鍵能/kJ·mol-1 鍵長/pm 代表性例子
F—H···F 28.1 255 （HF）n
O—H···O 18.8 276 冰
O—H···O 25.9 266 甲醇、乙醇
N—H···F 20.9 268 NH4F
①方向性
(2)特征：
A—H與B形成分子間氫鍵時，3個原子總是盡可能沿直線分布，使A，B盡量遠離，這樣電子云排斥作用最小，體系能量最低，氫鍵最強，最穩(wěn)定，所以氫鍵具有方向。
②飽和性
每個裸露的氫原子核只能形成一個氫鍵。
(3)氫鍵的類型：
①分子內(nèi)氫鍵
②分子間氫鍵
鄰羥基苯甲醛（熔點-7 ℃）
對羥基苯甲醛（熔點115 ℃）
分子間締合能力加強， 降低了分子的揮發(fā)能力，熔沸點更高。
分子間存在氫鍵時，物質(zhì)在熔化或汽化時，除需破壞范德華力外，還需破壞分子間氫鍵，消耗更多的能量，所以存在分子間氫鍵的物質(zhì)一般具有較高的熔、沸點。
ⅤA~ⅦA族元素的氫化物中，NH3、H2O和HF的熔、沸點比同主族相鄰元素氫化物的熔、沸點高，這種反常現(xiàn)象是由于它們各自的分子間形成了氫鍵。
(3)氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響
科學·技術(shù)·社會
生物大分子中的氫鍵
羊毛織品水洗后變形
羊毛纖維是蛋白質(zhì)構(gòu)成的，蛋白質(zhì)上的氨基和羰基可能會形成氫鍵。羊毛在浸水和干燥的過程中，會在這些氫鍵處納入水和去除水，而且其變化往往是不可逆的，從而改變了原先蛋白質(zhì)的構(gòu)造，即原先的氫鍵部位可能發(fā)生移動，由此引起羊毛織品變形。
氫鍵的存在可以改變一些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，對物質(zhì)構(gòu)型是有影響的，還可以影響構(gòu)象的穩(wěn)定性等。
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵
DNA分子有兩條鏈，鏈內(nèi)原子之間以很強的共價鍵結(jié)合，鏈之間則是兩條鏈上的堿基以氫鍵配對，許許多多的氫鍵將兩條鏈連成獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這是遺傳基因復制機理的化學基礎。
1.判斷正誤
①極性分子中不可能含有非極性鍵。 (　　)
②一般極性分子中含有極性鍵。(　　)
③相對分子質(zhì)量越大，物質(zhì)熔沸點越高。(　　)
④分子極性越大，范德華力越大。(　　)
⑤HF的沸點較高，是因為H—F的鍵能很大。(　　)
[練一練]
2.下列關于范德華力的敘述中，正確的是(　　)
A．范德華力的實質(zhì)也是一種電性作用，所以范德華力是一種特殊的化學鍵
B．范德華力與化學鍵的區(qū)別是作用力的強弱問題
C．任何分子間在任意情況下都會產(chǎn)生范德華力
D．范德華力非常微弱，故破壞分子間的范德華力不需要消耗能量
3.下列物質(zhì)的變化中,破壞的主要是范德華力的是(　　)
A.碘單質(zhì)的升華
B.NaCl溶于水
C.將冰加熱變?yōu)橐簯B(tài)
D.NH4Cl受熱分解
B
A
4.下列關于氫鍵的說法正確的是(　　)
A.由于氫鍵的作用,使NH3、H2O、HF的沸點高于同主族其他元素氣態(tài)
氫化物的沸點
B.氫鍵只能存在于分子間,不能存在于分子內(nèi)
C.根據(jù)氫鍵鍵能的大小可知,沸點高低順序為HF>H2O>NH3
D.相同量的水在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)時均有氫鍵,且氫鍵的數(shù)目依次增多
A
5.比較下列化合物的沸點，前者低于后者的是(　　)
A. 乙醇與氯乙烷
B. 鄰羥基苯甲酸與對羥基苯甲酸
C. 對羥基苯甲醇 與鄰羥基苯甲醇
D. H2O與H2Te
B選項：
—COOH
—OH
HOOC—
—OH
—CH2OH
OH
HO—
—CH2OH
C選項：
B
分子間作用力
范德華力
氫鍵
含義
特點
影響因素
對物質(zhì)性質(zhì)的影響
本質(zhì)及形成條件
主要影響物理性質(zhì)，如熔沸點
極性
相對分子質(zhì)量
表示方法
分類
對物質(zhì)性質(zhì)的影響
定義
X—H···Y
分子間氫鍵
分子內(nèi)氫鍵
分子間氫鍵使物質(zhì)熔沸點升高

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