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2.4 分子間作用力 課件(共45張PPT)-2023-2024學年高二化學魯科版2019選擇性必修2

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2.4 分子間作用力 課件(共45張PPT)-2023-2024學年高二化學魯科版2019選擇性必修2

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(共45張PPT)
魯科版選擇性必修2
物質結構與性質
同學們好
歡迎來到化學課堂
meiyangyang8602
請你思考!
水有三態的變化,你對水中微粒間的相互作用有什么新的思考
氣態水
液態水
固態水
氣體降溫加壓
會液化
液體降溫
會凝固
meiyangyang8602
請你思考!
通常情況下,水加熱至100℃時可以變為水蒸氣;
加熱至2000℃或通電時才能解離成氫氣和氧氣。這說明了什么?
H2O(l)
100℃
H2O(g)
2000℃
H2(g)+O2(g)
結論:H2O內H和O之間的相互作用遠大于H2O之間的作用。
物理變化
(H2O之間存在著相互作用)
化學變化
(H2O內H、O存在著相互作用)
分子間作用力
第二章 微粒間相互作用與物質性質
第 4 節 分子間作用力
教材分析
本節內容以學生熟悉的水的性質為線索展開,通過水的三態變化和通電分解的實質,引出分子間作用力的存在;通過不同物質熔點、沸點的比較,初步建立分子間作用力對物質性質的影響;由對水分子間氫鍵的重點分析,介紹氫鍵的形成條件、特點,再一次加深學生對結構決定物質性質的認識,并引導他們將知識應用于實踐、應用于生活。
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水中微粒間的相互作用
電解水 2H2O===2H2↑+ O2↑
通電
破壞化學鍵 H-O-H
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水中微粒間的相互作用
固態水
液態水
氣態水
水的三態變化伴隨著能量變化。這說明:分子間存在著相互作用力。
分子間作用力:分子間存在的一類弱的相互作用。
最常見的分子間作用力:范德華力和氫鍵。
01
范德華力與物質性質
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交流研討
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探究范德華力的形成
共價鍵
分子間作用力
范德華力
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探究范德華力的形成
范德華力概念的提出
荷蘭物理學家
約翰內斯·迪德里·范·德·瓦耳斯
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探究范德華力的形成
范德華力
分子之間普遍存在的一種相互作用力,使物質能以聚集態(固態和液態)存在。
范德華力存在于分子間,且分子充分接近時有相互作用力,如:固態,液態時。(氣體分子之間的距離很大,分子之間的范德華力相當微小)
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范德華力產生的原因
極性分子相互靠近時,一個分子的正電荷端與另一個分子的負電荷端相互吸引,這種靜電吸引力稱為取向力。分子極性越強,取向力就越大。
一個分子受到極性分子的誘導作用,導致正電荷重心與負電荷重心不重合或距離加大,進而使兩種分子之間產生吸引力或使吸引力增強,這種吸引力稱為誘導力。
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范德華力產生的原因
原子核和電子總是在不停地運動,因此即使是非極性分子,其正電荷重心與負電荷重心也會發生瞬間不重合;當分子相互靠近時,分子之間會產生靜電吸引力,這種靜電吸引力叫作色散力。
非極性分子與非極性分子
分子越大,分子內的電子越多,分子越容易變形,色散力就越大。除了極性特別強的極性分子間的范德華力以取向力為主以外,其他分子之間的范德華力往往以色散力為主。
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范德華力產生的原因
分子的極性與變形性,是產生范德華力的原因
范德華力的實質:電性作用
特征:沒有方向性和飽和性。只要分子周圍空間允許,當氣體分子凝聚時,它總是盡可能多地吸引其他分子.
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范德華力與物質性質
范德華力主要影響物質的熔點、沸點等物理性質。范德華力越強,物質的熔點、沸點越高。
物質 F2 Cl2 Br2 I2
相對分子量 38 71 160 254
熔點(℃) -219.6 -101 -7.2 113.5
沸點(℃) -188.1 -34.6 58.78 184.4
熔沸點變化趨勢
熔沸點逐漸升高
范德華力逐漸增強
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請你思考!
觀察鹵素單質的熔沸點變化,思考范德華力與相對分子質量的關系
分子組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,范德華力越強,物質熔、沸點越高。
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請你思考!
CO2和CH3CHO的分子量相同,但CH3CHO常溫下為液態?原因是什么?
分子的極性越大,范德華力越大
CO2為非極性分子
CH3CHO為極性分子
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范德華力的影響因素
1.分子構型
2.相對分子質量
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練習
石油的分餾
低沸點
高沸點
烷烴的沸點隨M的增大而增大
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練習
比較H2O、H2S、H2Se、H2Te中范德華力的強弱、熔沸點的高低
范德華力:H2O<H2S<H2Se<H2Te
按照一般規律,水的沸點應該低于硫化氫的沸點,但事實卻相反。這是為什么?
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請你思考!
物質由液態變為固態時,通常是體積變小,但水結冰后體積卻變大,原因是什么?
水分子之間除了范德華力以外還存在其他作用力,正是這種作用力,使得水分子之間的相互吸引作用變得更強,造成水的熔點和沸點的反常升高。
科學家提出了氫鍵的概念
02
氫鍵與物質性質
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氫鍵與物質性質
另一種常見的分子間作用力——氫鍵
H2O
O-H中共用電子對強烈偏向O
H幾乎成為“裸露”的質子
顯正電性
能與另一個水分子中顯負電性的
O的孤電子對產生靜電作用
H






H


H
O
H
O
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氫鍵與物質性質
O原子電負性大,吸引共用電子偏向自己,使自身帶負電荷,H原子帶正電荷。
帶正電荷的H原子允許另一水分子帶負電荷的O原子充分接近,并產生靜電作用形成氫鍵。
氫鍵是由已經與電負性很大的原子X形成共價鍵的氫原子,與另一個電負性大的原子Y之間的靜電作用。
X —— H · · · Y
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氫鍵與物質性質
X —— H · · · Y
化學鍵
氫鍵
強烈、距離近
微弱、距離遠
氫鍵的作用能:指X—H…Y分解為X—H和Y所需要的能量。

F—H---F
O—H--- O
N—H--- N
氫鍵作用能(kJ/mol)
28.1
18.8
20.9
共價鍵鍵能(kJ/mol)
568
462.8
390.8
結論:氫鍵介于范德華力和化學鍵之間,是一種較弱的作用力。
氫鍵
X、Y兩原子可以相同,也可以不同
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氫鍵的特征
具有方向性和飽和性
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氫鍵的特征
具有方向性和飽和性
一個水分子最多能形成幾個氫鍵?
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請你思考!
物質由液態變為固態時,通常是體積變小,但水結冰后體積卻變大,原因是什么?
一個H2O的O-H鍵與另一水分子中O原子的孤電子對所在軌道的軸在一條直線上。
水分子中O采用____雜化,兩個O-H鍵及O的兩對孤對電子分別指向___________________
正四面體的四個頂角
每個水分子最多與___個水分子形成氫鍵。
4
1moL 冰中有——moL氫鍵.
2
sp3
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請你思考!
物質由液態變為固態時,通常是體積變小,但水結冰后體積卻變大,原因是什么?
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請你思考!
熔沸點反常的原因?
活動探究
氫鍵形成的條件如何
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氫鍵形成的條件
在 X—H…Y 中,氫原子兩邊的 X 原子和 Y 原子所屬元素通常具有較大的電負性和較小的原子半徑,或者說,氫原子位于 X 原子和 Y 原子之間且 X 原子和 Y 原子具有強烈吸引電子的作用,氫鍵才能形成。
主要是N、O、F。
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活動探究
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氫鍵形成的條件
O— H … O
N— H … N
F— H … F
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活動探究
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氫鍵形成的條件
DNA雙螺旋結構中的氫鍵
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活動探究
請你解釋!
熔沸點反常的原因?
HF分子間還有氫鍵(F-H…F)
NH3分子間還有氫鍵(N-H…N)
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氫鍵對物質性質的影響
1.氫鍵對熔沸點的影響
(1)當形成分子間氫鍵時,物質的熔、沸點將升高。
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氫鍵對物質性質的影響
1.氫鍵對熔沸點的影響
(2)當形成分子內氫鍵使物質熔沸點降低。
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請你思考!
為什么NH3極易溶于水?
活動探究
(2)氫鍵對溶解度的影響
b.由于溶質分子NH3與溶劑分子H2O間可以形成氫鍵,使溶質的溶解度增大。 (主)
a.NH3和H2O都是極性分子,相似相溶
c.NH3與H2O發生反應
如果溶質分子與溶劑分子間可以生成氫鍵,則溶質的溶解度增大。
思考:為什么乙醇與水任意比互溶?
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請你思考!
為什么冰的密度比液態水小?
在固態水(冰)中,水分子大范圍地以氫鍵互相聯結。形成相當疏松晶體,結構中有許多空隙,造成體積膨脹,密度減小,因此冰能浮在水面上。
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請你思考!
為什么HF是弱酸?
對物質電離的影響
H+難被電離
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練習
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追根尋源
請你思考!
為什么水呈現出獨特的物理性質
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追根尋源
請你思考!
羊毛織品水洗后為什么會變形?
大家知道,羊毛織品水洗后會變形,這是什么原因呢 羊毛纖維是蛋白質構成的,蛋白質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的構造,即原先的氫鍵部位可能發生移動,由此引起羊毛織品變形。
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練習
1. 下列說法中正確的是( )
A.分子間作用力越大,分子越穩定
B.分子間作用力越大,物質的熔、沸點越高
C.相對分子質量越大,其分子間作用力越大
D.分子間只存在范德華力
B
2.下列物質性質的變化規律與分子間作用力無關的是( )
A.CI4、CBr4、CCl4、CF4的熔、沸點逐漸降低
B.HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性依次減弱
C.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸點逐漸升高
D.CH3—CH3、CH3—CH2—CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸點
逐漸升高
B
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練習
3.下列與氫鍵有關的說法中錯誤的是( )
A.鹵化氫中HF沸點較高,是由于HF分子間存在氫鍵
B.鄰羥基苯甲醛( )的熔、沸點比對羥基苯甲醛( )
的熔、沸點低
C.氨水中存在分子間氫鍵
D.形成氫鍵A—H…B—的三個原子總在一條直線上
D
4.氨氣溶于水中,大部分NH3與H2O以氫鍵(用“…”表示)結合形成NH3·H2O分子。根據氨水的性質可推知NH3·H2O的結構式為( )
A. B. C. D.
B
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