資源簡介

(共23張PPT)
2.4 分子間作用力
分子間作用力
水的三態變化伴隨著能量變化
固態水
液態水
氣態水
說明分子間存在著相互作用力
分子間作用力
1. 分子之間存在著的多種相互作用的統稱。
2. 是一種弱的相互作用力，
3. 最常見的分子間作用力：范德華力和氫鍵。
分子間作用力
化學鍵 分子間作用力 共價鍵 氫鍵 范德華力
作用能 kJ·mol-1 100~600 不超40 2~20
一、范德華力
⑴定義：物質分子間的普遍存在的作用力，使物質能以一定的凝聚態(固態或液態)存在。
⑵范德華力的實質：電性作用。
⑶特征：
①很弱，比化學鍵的鍵能小得多(約小1-2個數量級）
②無方向性，無飽和性。
③范德華力是一種短程力，作用范圍通常0.3 0.5nm，氣體分子間的作用可忽略不計。
分子 HCl HBr HI CO Ar
范德華力(kJ/mol) 21.14 23.11 26.00 8.75 8.50
共價鍵鍵能(kJ/mol) 431.8 366 298.7 745 無
一、范德華力
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。
一、范德華力
范德華力對物質性質的影響：熔沸點
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
例1
一、范德華力
范德華力對物質性質的影響：熔沸點
結構和組成相似的分子，相對分子質量越大，范德華力越大。
一、范德華力
例2 石油的分餾
低沸點
高沸點
烷烴的沸點隨M的增大而增大
范德華力對物質性質的影響：熔沸點
一、范德華力
范德華力對物質性質的影響：熔沸點
【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。
一、范德華力
范德華力對物質性質的影響：熔沸點
例3
極性增大，分子間作用力也增大。
CH3CH2CH3
CH3OCH3
CH3CHO
沸點
231K
248K
294K
一、范德華力
范德華力對物質性質的影響：熔沸點
例4
沸點
309.4K
282.7K
303K
同分異構體，支鏈越多，范德華力越小，熔沸點越低。
一、范德華力
化學鍵 范德華力
概念
存在范圍
作用力強弱
影響的性質
相鄰的原子間強烈的相互作用
把分子聚集在一起的作用力
分子內、原子間
分子之間
較強
與化學鍵相比弱的多
主要影響化學性質
主要影響物理性質（如:熔沸點）
1. 化學鍵與范德華力的比較
2．對范德華力存在的理解
(1)離子化合物中只存在化學鍵，不存在范德華力。
(2)范德華力只存在于由共價鍵形成的多數共價化合物和絕大多數非金屬單質分子之間及稀有氣體分子之間。但像二氧化硅、金剛石等由共價鍵形成的物質的微粒之間不存在范德華力。
歸納總結
二、氫鍵
水是我們身邊常見的一種物質，也是生命必須的物質之一，但它卻非常的“與眾不同”。你注意到我們每天都離不開的水有什么反常之處嗎？
二、氫鍵
【水之反常1】第VIA元素的氫化物中，常溫常壓下H2S、H2Se、H2Te都是氣體，只有水以液態存在。按照一般規律，水的沸點應該低于H2S的沸點。
【水之反常2】物質由液態變為固態時，通常體積變小，但水結冰后體積卻變大。充滿水的密閉容器，結冰時甚至能將容器撐破。
二、氫鍵
額外的分子間作用力
【思考】熔沸點反常的原因？
二、氫鍵
水分子間形成的氫鍵
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
產生靜電作用，這種靜電作用就是氫鍵。
二、氫鍵
X —— H · · · Y
化學鍵
氫鍵
強烈、距離近
微弱、距離遠
Ｘ、Ｙ兩原子可以相同,也可以不同。
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。
二、氫鍵
結合下列數據分析：
①為什么H2O分子間能形成氫鍵，而CH4分子間難形成氫鍵？
②為什么NH3分子間能形成氫鍵，而HCI分子間難形成氫鍵？
O原子的電負性強
N原子的半徑小
氫鍵形成的條件
二、氫鍵
氫鍵形成的條件
氫鍵的本質:
強極性鍵(X-H)上的氫與電負性很大的、含孤電子對并帶有部分負電荷的原子Y之間的靜電作用力。
2、X—H…Y中的Y必須電負性強、原子半徑小、具有孤對電子。
（X、Y可以相同，也可以不同）
1、有X-H共價鍵，X原子電負性強，原子半徑小，主要是F、O、N。
二、氫鍵
氫鍵的特點：有方向性，有飽和性
方向性(X－H…Y盡可能在同一條直線上)
飽和性(一個X－H只能和一個Y原子結合)
二、氫鍵
氫鍵的種類：
鄰羥基苯甲醛形成分子內氫鍵
對羥基苯甲醛形成分子間氫鍵
分子間氫鍵增強分子間作用力，使熔沸點升高。
分子內氫鍵削弱分子間作用力，使熔沸點降低；
二、氫鍵
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思考討論
1、NH3極易溶于水？NH3溶于水是形成N-H…O還是形成O-H…N
2、水和甲醇互溶原因？
形成氫鍵，也是溶液呈堿性原因。
水、甲醇互溶
氫鍵存在增大了溶解性。
溶質分子與溶劑分子間形成氫鍵使溶質溶解度增大。
二、氫鍵
在水蒸氣中，水以單個H2O 分子形式存在；
在液態水中，幾個水分子通過氫鍵結合形成(H2O)n締合分子；
討論水的特殊性：
(1)水的熔沸點比較高？
(2)為什么結冰后體積膨脹浮在水面上？
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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