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(共28張PPT)
第三節　分子的結構與物質的性質
第2課時　分子間的作用力 分子的手性
第二章　分子結構與性質
[學習目標]
1.認識分子間存在相互作用力， 知道范德華力和氫鍵是常見的分子間
作用力。
2.能說明范德華力和氫鍵對物質熔、 沸點等性質的影響， 形成“結構
決定性質”的基本觀念(重、難點)
3.初步認識分子的手性，了解手性分子在藥物研究中的應用。
引入新課
壁虎與范德華力
壁虎的足與墻體間作用力本質上是它的細毛與墻體之間的范德華力
一、分子間作用力
1.范德華力及其對物質性質的影響
(1)范德華力
①概念：分子間普遍存在的相互作用力
②特征：很弱，比化學鍵的鍵能小1～2個數量級。
③影響因素
a.一般來說，M越大，范德華力越大。
b.分子的極性越大，范德華力越大。
范德華(1837－1923)
荷蘭物理學家
HCl HBr HI
相對分子質量 36.5 81 128
范德華力(kJ/mol) 21.14 23.11 26.0
分子 相對分子質量 分子的極性 范德華力kJ/mol
CO 28 極性 8.75
Ar 40 非極性 8.50
1.范德華力及其對物質性質的影響
(2)范德華力對物質熔、沸點的影響
物質特點 影響規律 具體實例
(熔、沸點)
組成和結構相似
相對分子質量接近
隨著相對分子質量的增大→ 范德華力增大→熔、沸點升高
分子極性越小→ 范德華力越小→熔、沸點越低
一、分子間作用力
F2F22.氫鍵及其對物質性質的影響
常見物質中，水是熔、沸點較高的液體之一；
冰的密度比液態水的小；
液態水在4℃下密度最大為1.0 g/cm
而冰在0℃下密度為0.92 g/cm
昆蟲能在水上行走。
水分子間有一種特殊作用力——氫鍵
一、分子間作用力
2.氫鍵及其對物質性質的影響
(1)概念
由已經與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的H)
與另一個電負性很大的原子(如水分子中的O)之間形成的作用力。
(2)表示方法
F—H
O—H
N—H
...
...
...
F
O
N
X—H…Y—
X和Y表示F、O、N
氫鍵
共價鍵
★ X和Y的電負性越大，則氫鍵越強，F—H…F是最強氫鍵。
一、分子間作用力
2.氫鍵及其對物質性質的影響
(3)氫鍵的特征
①不是化學鍵，而是特殊的分子間作用力，鍵能：共價鍵>氫鍵>范德華力
②具有一定的方向性和飽和性。
kJ/mol F—H…F O—H…O N—H…N
氫鍵 28.1 18.8 20.9
共價鍵 568 462.8 390.8
一、分子間作用力
2.氫鍵及其對物質性質的影響
(4)氫鍵的類型
①分子間氫鍵
②分子內氫鍵
★分子間氫鍵使物質熔沸點升高；分子內氫鍵使物質熔沸點降低。
(熔點:-7℃)
(熔點:115~117℃)
一、分子間作用力
2.氫鍵及其對物質性質的影響
(5)氫鍵對物質性質的影響
①對物質熔、沸點的影響
a.分子間氫鍵使其熔、沸點反常的高；
b.同分異構體熔、沸點：
分子間氫鍵 > 分子內氫鍵
對羥基苯甲酸 鄰羥基苯甲酸
>
一、分子間作用力
2.氫鍵及其對物質性質的影響
(5)氫鍵對物質性質的影響
②對物質溶解度的影響
氫鍵使溶質的溶解度增大
如氨、甲醇、甲醛、甲酸等易溶于水
③對物質密度的影響
NH3極易溶于水：
甲醇和水互溶：
冰的結構：
冰中水分子間氫鍵，形成疏松晶體，
體積膨脹，密度減小。
一、分子間作用力
3.溶解性
(1)“相似相溶”規律
非極性溶質一般能溶于非極性溶劑，極性溶質一般能溶于極性溶劑。
H2O 、蔗糖、HCl和NH3均為極性分子；
CCl4、萘、苯和碘均為非極性分子
蔗糖、HCl和NH3易溶于H2O，難溶于CCl4；
萘、苯和碘卻易溶于CCl4，難溶于H2O原因？
思考交流
一、分子間作用力
3.溶解性
(2)影響物質溶解性的因素
①外界因素：主要有溫度、壓強等。
②氫鍵：溶劑和溶質之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。
③分子結構的相似性：
溶質和溶劑的分子結構相似程度越大，其溶解性越好。
如乙醇與水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。
一、分子間作用力
思考交流
1.正誤判斷
(1)HI分子間的范德華力大于HCl分子間的范德華力，故HI的沸點比HCl的高
(2)CO的沸點大于N2
(3)氫鍵的鍵長是指“X—H…Y”中“H…Y”的長度
(4)H2O的熱穩定性大于H2S，是因為H2O分子間存在氫鍵
(5)冰融化成水，僅僅破壞氫鍵
(6)氫鍵能使物質的熔、沸點均升高
(7)I2在酒精中易溶，故可用酒精萃取碘水中的碘
(8)配制碘水時，為了增大碘的溶解性，常加入KI溶液
√
×
√
×
×
×
×
√
一、分子間作用力
思考交流
2.下列有關范德華力的敘述正確的是
A.范德華力的實質也是一種電性作用，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作用力的強弱不同
C.任何分子間在任意情況下都會產生范德華力
D.范德華力非常微弱，故破壞范德華力不需要消耗能量
√
一、分子間作用力
不是化學鍵
若分子間的距離足夠遠，則分子間沒有范德華力
雖然范德華力非常微弱，但破壞它時也要消耗能量
思考交流
3.下列現象不能用“相似相溶”規律解釋的是
A.氨極易溶于水
B.氯氣易溶于NaOH溶液
C.酒精與水以任意比互溶
D.苯萃取碘水中的I2
√
一、分子間作用力
氯氣能與NaOH溶液反應
思考交流
4.(1)試表示HF水溶液中的氫鍵。
F—H…F、O—H…F、F—H…O、O—H…O。
(2)甲酸可通過氫鍵形成二聚物，HNO3可形成分子內氫鍵。試在圖中畫出氫鍵。
…
…
…
一、分子間作用力
影響物質溶解性的因素
(1)外界條件——溫度、壓強等。
(2)分子結構——“相似相溶”規律。
(3)如果溶劑和溶質間存在氫鍵，其溶解度增大。
(4)溶質與溶劑發生反應可增大其溶解度。
歸納總結
一、分子間作用力
二、分子的手性
1.概念
(1)手性異構體：
具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手與右手一樣互為鏡像，卻在三維空間里不能疊合，互稱手性異構體(或對映異構體)。
(2)手性分子：具有手性異構體的分子。
互為鏡像的兩個分子
乳酸分子兩種同分異構體
乳酸分子 CH3CHCOOH
|
OH
2.手性分子的判斷
(1)判斷方法：
有機物分子中是否存在手性碳原子
(2)手性碳原子：
有機物分子中連有四個各不相同的原子或基團的碳原子。
如 ，R1、R2、R3、R4互不相同，即 是手性碳原子。
手性分子
不是手性分子
二、分子的手性
1.下列說法不正確的是
A.互為手性異構體的分子互為鏡像
B.利用手性催化劑可主要得到一種手性分子
C.手性異構體分子組成相同
D.手性異構體性質相同
√
思考交流
二、分子的手性
思考交流
2.下列分子中含有手性碳原子的是
A.CH2Cl2 B.CH3CH2OH C.CH3CH(CH3)2 D.CH3CH(CH3)CHClCOOH
√
3.維生素C的結構簡式是 ，它能防治壞血病，該分子中有幾個手性碳原子
A.1 B.2 C.3 D.4
√
二、分子的手性
*
*
自我測試
1.(2023·北京朝陽區期末)下列事實不能用氫鍵解釋的是
A.乙醇與水以任意比互溶
B.0 ℃時，冰的密度比水的小
C.甲烷的沸點比SiH4的低
D.接近水的沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值大于18
√
自我測試
2.(2023·廣東汕頭期末)下列說法正確的是
A.H2O的鍵角大于NH3的鍵角
B.氫鍵、離子鍵和共價鍵都屬于化學鍵
C.碳碳雙鍵鍵能是碳碳單鍵鍵能的2倍
D.NH3的沸點比PH3的高，原因是NH3存在分子間氫鍵
√
自我測試
3.(2023·浙江臺州期末)下列物質的性質或相關數據與氫鍵無關的是
A.氨氣易液化
B.鄰羥基苯甲酸( )的熔點為159 ℃，對羥基苯甲酸
( )的熔點為213 ℃
C.二甲醚微溶于水，而乙醇可與水以任意比例混溶
D.HF(g)分解時吸收的熱量比HCl(g)分解時吸收的熱量多
√
自我測試
4. ________(填“具有”或“不具
有”，下同)手性，其與H2發生加成反應后，其產物________手性。
具有
不具有
自我測試
5.試用有關知識解釋下列現象：
(1)乙醚(C2H5OC2H5)的相對分子質量遠大于乙醇，但乙醇的沸點卻比乙醚高很多：____________________________________________________
_______________________________。
(2)從氨合成塔里出來的H2、N2、NH3的混合物中分離出NH3，常采用加壓使NH3液化的方法：___________________________________________
_____________________________________________________。
乙醇分子之間形成的氫鍵作用遠大于乙醚分子間的范德華力，
故乙醇的沸點比乙醚高很多
NH3分子間可以形成氫鍵，而N2、H2分子間的范德華力很小，
故NH3可采用加壓液化的方法從混合物中分離
(3)水在常溫下，其組成的化學式可用(H2O)m表示，原因：____________
___________________________________________________________________________________。
常溫下，液態水中
水分子間通過氫鍵締合成較大分子團，所以用(H2O)m表示，而不是以單個分子形式存在
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