分子间的相互作用与溶剂特性

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一.极性与非极性分子,1.分子的极性,偶极矩：,衡量分子极性大小的量度,=qd,d-正、负电荷重心的距离；,q-偶极上一端的电荷。,=0为非极性分子,+,d,q,+,q,分子间作用力,电偶极矩愈大表示分子的极性愈强,非极性分子：正负电荷重心重合。如,CH,4,、BF,3,、CCl,4,极性分子：正负电荷重心不重合。如,NH,3,：(a)可通过实验方法测得；,(b)用于判断分子极性的大小和空间构型。,分子的极性与键的极性,分子的极性,键的极性,分类,1、极性分子,2、非极性分子,1、极性共价键,2、非极性共价键,联系,双原子分子两者统一,多原子分子两者不一定统一（与电负性和分子空间构型有关）,量度,电偶极矩,电负性差,分子间作用力,2.分子的偶极,正负电荷中心不重合便产生偶极,（1）永久偶极,极性分子的正负电荷重心不重合所产生的固有偶极。,（2）诱导偶极,外电场的作用使,分子变形产生的,偶极,这种现象称为,分子的极化,（3）瞬时偶极,分子自身振动所致，分子越大越容易变形，瞬时偶极越大。,分子间的相互作用也,可产生极化,二、van der Waals力,取向力:,由于极性分子的取向而产生的分子间吸引作用。,HCl in solid HCl in liquid,分子间作用力,极性分子-极性分子,二、van der Waals力,诱导力:,由于诱导偶极而产生的分子间相互作用。,分子间作用力,极性分子非极性分子;极性分子-极性分子,二、van der Waals力,色散力:,由于瞬时偶极而产生的分子间相互作用。,分子间作用力,非极性分子之间;极性分子非极性分子;极性分子之间,van der Waals力的特点：,它是静电引力，作用能比化学键小12个数量级,它的作用范围只有几十到几百pm；,它不具有方向性和饱和性；,大多数分子色散力为主。,van der Waals力的分布,取向力,诱导力,色散力,非极性分子之间,极性分子和非极性分子之间,极性分子之间,分子间作用力,三、氢键(,hydrogen bond,),分子间作用力,1、氢键形成的条件：,（1）氢与电负性大、半径小的元素成键,（2）分子中有电负性大具有孤电子对，半径小的元素（F、O、N）。,XHY,X，Y=F、O、N,（虚线所示为氢键）,X：电负性大、半径小,Y：电负性大、半径小，,外层有孤对电子,H,F,H,F,H,F,H,F,270pm,134,氢键不是化学键,2.氢键的特点,分子间作用力,键能介于化学键和分子间作用力之间,具有饱和性和方向性,H,F,H,F,H,F,270pm,H,F,氢键的饱和性,H,F,134,分子间作用力,由于 H 的体积小，1 个 H 只能形成一个氢键。,H,F,H,F,H,F,H,F,氢键的方向性,分子间作用力,由于 H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥，使两个原子在 H 两侧呈,直线排列,。,4、氢键的类型：,分子内氢键和分子间氢键,FH,F FH,O OH,O OH,N NH,N,3、氢键的强弱顺序：,和H,两侧的原子的电负性有关,（1）分子间氢键,同种分子之间氢键。,如H,2,O、HF、NH,3,等。,不同种分子之间氢键。,如H,2,O与NH,3,、甲醇与水、乙醇与水等。,O,O,O,H,N,（2）分子内氢键,H,O,O,O,N,分子间作用力,邻硝基苯酚,H 两侧的电负性大的原子属于同一分子,硝酸,5.氢键对物质性质的影响,有分子间氢键的化合物的熔点和沸点比没有氢键的同类化合物为高。,例,:,HF,HCl,HBr,和,HI,中哪个物质熔沸点最高？,HF,的熔、沸点最高,。,分子间作用力,典型的例子是对硝基苯酚和邻硝基苯酚：,(2)有分子内氢键的化合物的沸点，熔点不是很高。,有分子内氢键,m.p.44 45 ,没有分子内氢键,m.p.113 114,(3)氢键会影响物质的溶解度、密度、粘度等。,a.溶质和溶剂间形成氢键，,可使溶解度增大；,b.若溶质分子内形成氢键，则在极性溶剂中溶解度小，而在非极性溶剂中溶解度增大。,冰中一个水分子与,四,个水分子形成氢键，密度,比液态水小，所以会浮在水面。,分子间作用力,