苏教版选修3《分子间作用力+分子晶体》

专 题 3 微 粒 间 作 用 力 与 物 质 性 质 一 、 分 子 间 作 用 力1.分 子 间 作 用 力 : 静 电 作 用范 德 华 力氢 键 弱物 理 2.范 德 华 力 :概 念 存 在 于 分 子 之 间 的 一 种 作 用 力 ,普 遍 存 在 于 固 体 、 液 体和 气 体 分 子 之 间特 征 作 用 力 很 弱 ,约 比 化 学 键 键 能 小 1 2个 数 量 级 。 无 _和 _影 响 因 素 分 子 的 大 小 、 空 间 构 型 及 分 子 中 电 荷 分 布 是 否 均 匀 。 _相 似 的 分 子 ,相 对 分 子 质 量 越 大 ,范 德 华力 _对 物 质 性质 的 影 响 范 德 华 力 主 要 影 响 物 质 的 物 理 性 质 ,如 熔 点 、 沸 点 ;范 德 华 力 越 大 ,物 质 的 熔 、 沸 点 _ 方 向性 饱 和 性结 构 和 组 成越 大 越 高 氢键： 除 范 德 华 力 外 的 另 一 种 分 子 间 作 用 力 ， 它 是 由 已 经 与 电负 性 大 的 原 子 （ F、 O、 N等 ） 形 成 共 价 键 的 H原 子 遇 另 一 分 子 中 电负 性 大 ,原 子 半 径 小 ,且 有 孤 对 电 子 的 原 子 （ 如 F、 O、 N） 能 形 成 氢键 。注意： 氢 键 是 另 一 种 分 子 间 作 用 力 ， 不 属 于 化 学 键 。3.氢 键 : 3.氢 键 :形 成 过 程 电 负 性 大 、 半 径 较 小共 价 键电 负 性 大 、 半 径 较 小 表 示 方 法 通 常 用 _(X、 Y通 常 是 _等 )表 示特 点 化 学 键 的 键 能 _范 德 华 力 氢 键 具 有 一 定 的 _和 _分 类 _和 _对 物 质 性 质的 影 响 X H Y N、 O、 F氢 键方 向 性 饱 和 性分 子 内 氢 键 分 子 间 氢 键 升 高降 低电 离 、 溶 解3.氢 键 : 氢 键 对 物 质 性 质 的 影 响对熔点和沸点的影响分 子 间 形 成 氢 键 会 导 致 物 质 的 熔 沸 点分 子 内 形 成 氢 键 则 会 导 致 物 质 的 熔 沸 点 对溶解度的影响溶 质 分 子 与 溶 剂 分 子 之 间 形 成 氢 键 使 溶 解 度 增 大 。 分子间氢键 分子内氢键 氢键对熔点和沸点的影响分 子 间 形 成 氢 键 会 导 致 物 质 的 熔 沸 点分 子 内 形 成 氢 键 则 会 导 致 物 质 的 熔 沸 点 氢 键 的 形 成 使 水 分 子 之 间 的 间 隙 增 大 ， 从 而 导 致冰 的 密 度 比 水 的 密 度 小 。 范 德 华 力 、 氢 键 与 共 价 键 的 比 较 :范 德 华 力 氢 键 共 价 键概 念 物 质 分 子 之 间普 遍 存 在 的 一种 相 互 作 用 力 已 经 与 电 负 性 很 强 的 原 子形 成 共 价 键 的 氢 原 子 与 另一 个 电 负 性 很 强 的 原 子 之间 的 作 用 力 原 子 间 通 过 共 用电 子 对 所 形 成 的相 互 作 用分 类 分 子 内 氢 键 、 分 子 间 氢 键 极 性 共 价 键 、 非极 性 共 价 键特 征 无 方 向 性 、无 饱 和 性 有 方 向 性 、有 饱 和 性 有 方 向 性 、 有 饱和 性 范 德 华 力 氢 键 共 价 键强 度比 较 共 价 键 氢 键 范 德 华 力影 响强 度的因 素 随 着 分 子 极 性 的 增大 而 增 大 组 成 和 结 构 相 似 的物 质 ,相 对 分 子 质 量 越大 ,范 德 华 力 越 大 AHB中 A、 B的电 负 性 越 大 ,B原子 的 半 径 越 小 ,氢键 越 牢 固 成 键 原 子 半 径 越小 ,键 长 越 短 ,键能 越 大 ,共 价 键越 稳 定 范 德 华 力 氢 键 共 价 键对 物质 性质 的影 响 影 响 物 质 的 熔 、沸 点 、 溶 解 度等 物 理 性 质 分 子 间 氢 键 的 存 在 ,使 物 质的 熔 、 沸 点 升 高 ,在 水 中 的溶 解 度 增 大 ,如 熔 、 沸 点 :H2OH2S,HFHCl,NH3PH3 影 响 分 子 的 稳定 性 共 价 键 键 能 越大 ,分 子 稳 定 性越 强 二 、 分 子 晶 体概 念 _之 间 通 过 _结 合 形 成 的 晶 体构 成 微 粒 _微 粒 间 作 用 力 _物 理 特 性 硬 度 _,熔 点 _；分 子 分 子 间 作 用 力分 子分 子 间 作 用 力较 小 较 低注 意 ： 分 子 晶 体 熔 化 时 ,不 破 坏 化 学 键 ,破 坏 的 是 分 子 间 作 用 力 。 实 例 (1)所 有 _(2)部 分 _(3)部 分 _(4)几 乎 所 有 的 _(5)绝 大 多 数 _的 晶 体 ,如 苯 、 乙 醇 等 非 金 属 氢 化 物非 金 属 单 质非 金 属 氧 化 物酸有 机 物典 型 的 分 子 晶 体 干冰的晶体结构（ 1） 二 氧 化 碳 分 子 的 位 置 ： 在晶 体 中 截 取 一 个 最 小 的 正 方 体 ，正 方 体 的 八 个 顶 点 都 落 到 CO2分 子 的 中 心 ， 在 这 个 正 方 体 的每 个 面 心 上 还 有 一 个 CO2分 子 。8 1/8+6 1/2=412个（ 2） 每 个 晶 胞 含 二 氧 化 碳分 子 的 个 数（ 3） 与 每 个 二 氧 化 碳 分 子 等 距 离且 最 近 的 二 氧 化 碳 分 子 有 混 合 晶 体石 墨 的 晶 体 结 构 模 型 石 墨 晶 体 的 结 构 特 点 和 性 质分 层 的 平 面 网 状 结 构 ， 层 内 C原 子 以 与 周 围 的 个 C原 子 结 合 ， 层 间 为 ；层 内 最 小 环 有 个 C原 子 组 成 ；每 个 C原 子 被 个 最 小 环 所 共 用 ；每 个 最 小 环 含 有 个 C原 子 ， 个 碳 碳 键 ；C原 子 与 碳 碳 键 个 数 比 为 。 共 价 键 3分 子 间 作 用 力63 2 32 3（2）石墨晶体的导电性和润滑性（1）石墨晶体的结构特点 【 方 法 规 律 】 分 子 晶 体 的 判 断 方 法(1)依 据 组 成 晶 体 的 微 粒 和 微 粒 间 的 作 用 力 判 断 :组 成 分 子 晶 体 的 微 粒是 分 子 ,微 粒 间 的 作 用 力 是 分 子 间 作 用 力 。(2)依 据 物 质 的 分 类 判 断 :大 多 数 非 金 属 单 质 、 气 态 氢 化 物 、 非 金 属 氧化 物 、 酸 、 绝 大 多 数 有 机 化 合 物 形 成 的 晶 体 是 分 子 晶 体 。(3)依 据 晶 体 的 熔 、 沸 点 判 断 :分 子 晶 体 的 熔 、 沸 点 较 低 。(4)依 据 熔 融 状 态 下 是 否 导 电 判 断 :分 子 晶 体 在 熔 融 状 态 下 不 导 电 。 晶 体 熔 沸 点 高 低 的 判 断1. 不同晶体类型的物质：原子晶体离子晶体分子晶体2. 同种晶体类型的物质：离子晶体晶体内微粒间作用力越大，熔沸点越高原子晶体离子所带电荷越多、离子半径越小，晶格能越大，离子键越强，晶体熔沸点越高、硬度越大。原子半径越小、键长越短、键能越大，共价键越强，晶体熔沸点越高、硬度越大。 分子晶体l组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分 子间作用力越大，熔沸点越高；l具有分子间氢键的分子晶体，分子间作用力显著增大，熔沸点升高。l相对分子质量相近的分子晶体，分子极性越大，分子间作用力越大，熔沸点越高；金属晶体金属原子半径越小、单位体积内自由电子数目越多，金属键越强，晶体熔沸点越高、硬度越大。 三 、 四 种 晶 体 类 型 的 比 较晶 体类 型 离 子 晶 体 分 子 晶 体 原 子 晶 体 金 属 晶 体定 义 离 子 间 通 过离 子 键 相 结合 而 成 的 晶体 分 子 间 以 分子 间 作 用 力相 结 合 的 晶体 相 邻 原 子 间 以 共价 键 相 结 合 而 形成 的 空 间 网 状 结构 的 晶 体 金 属 阳 离 子 和自 由 电 子 以 金属 键 形 成 的 晶体构 成粒 子 阴 、 阳 离 子 分 子 原 子 金 属 离 子 、 自由 电 子 晶 体类 型 离 子 晶 体 分 子 晶 体 原 子 晶 体 金 属 晶 体粒 子 间作 用 力 离 子 间 肯 定有 离 子 键 ,可 能 有 原 子间 的 共 价 键 分 子 间 :分 子 间作 用 力 。 可 能 有分 子 内 共 价 键(稀 有 气 体 例 外 ) 共 价 键 金 属 键代 表 物 NaCl、 NaOH、MgSO4 干 冰 、 I2、 P4、H2O 金 刚 石 、 SiC、晶 体 硅 、 SiO2 镁 、 铁 、金 、 钠熔 、 沸点 熔 点 、 沸 点较 高 熔 点 、 沸 点 低 熔 点 、 沸 点 高 熔 点 、 沸点 差 异 较大导 热 性 不 良 不 良 不 良 良 好 晶 体类 型 离 子 晶 体 分 子 晶 体 原 子 晶 体 金 属 晶 体导 电 性 固 态 不 导 电 ,熔 化 或 溶 于水 导 电 固 态 和 液 态 不导 电 ,溶 于 水可 能 导 电 不 导 电 。 有的 能 导 电 ,如晶 体 硅 ,但 金刚 石 不 导 电 良 好硬 度 较 大 很 小 很 大 差 异 较 大溶 解 性 多 数 易 溶 于水 等 极 性 溶剂 相 似 相 溶 难 溶 解 难 溶 于 水(钠 、 钙 等与 水 反 应 )决 定 熔 点 、沸 点 高 低 的主 要 因 素 离 子 键 强 弱 分 子 间 作 用 力大 小 共 价 键 强 弱 金 属 键 强弱