化学：《分子间作用力 分子晶体》课件2（28张PPT）（苏教版选修4）

欢迎进入化学课堂 第四单元分子间作用力分子晶体 学习目标1 了解范德华力的类型 把握范德华力大小与物质物理性质的关系 2 初步认识影响范德华力的主要因素 3 理解氢键的本质 能了解氢键的强弱 认识氢键的重要性 4 加深对分子晶体有关知识的认识和应用 一 分子间作用力 分子与分子之间存在着一种能把分子聚集在一起的作用力 这种作用力就叫分子间作用力 实质 是一种静电作用 它比化学键弱很多 范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力 一 范德华力1 特点 只存在于分子间 包括单原子分子 只有分子充分接近时才有相互作用 300 500pm 范德华力一般没有饱和性和方向性 2 影响范德华力的因素 主要有 分子的大小 分子的空间构型 分子中电荷分布是否均匀 分子的组成和结构相似时 相对分子质量越大 范德华力越大 3 范德华力对分子构成的物质性质的影响 分子构成的物质 其相对分子质量越大 则范德华力越大 物质的熔沸点越高 相对分子质量相近 分子极性越大 物质的熔沸点越高 若溶质分子能与溶剂分子形成较强的范德华力 则溶质在该溶剂中的溶解度较大 水分子中的O H键是一种极性很强的共价键 氧原子与氢原子共用的电子对 电子云 强烈的偏向氧原子 于是H原子变成了一个几乎没有电子云的 半径极小的带正电的核 裸露的质子 这样 一个水分子中相对显正电性的氢原子 就能与另一个水分子中相对显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生相互作用 这种相互作用叫做氢键 记作X H Y 1 形成氢键必须具备的条件 1 分子中有H原子 2 X H Y中的X和Y原子元素的电负性大 半径小 且有孤电子对 实际上 只有N O F三种元素才能满足第二个条件 它们的氢化物可以形成氢键 此外 无机含氧酸和有机羧酸 醇 胺以及蛋白质和某些合成高分子化合物等物质的分子 或分子链 之间都存在有氢键 因为这些物质的分子中含有F H O H或N H键 2 氢键的特点 氢键和范德华力类似 也是一种分子间作用力 它比化学键弱但比范德华力强 氢键有饱和性和方向性 分子中每一个X H键中的H只能与一个Y原子形成氢键 如果再有第二个Y与H结合 则Y与Y之间的斥力将比H Y之间的引力大 也就是说H原子没有足够的空间再与另一个Y原子结合 X H Y系统中 X H Y一般在同一直线上 这样才可使X和Y距离最远 两原子间的斥力最小 系统更稳定 氢键的强弱与X和Y的电负性大小有关 一般X Y元素的电负性越大 半径越小 形成的氢键越强 例如 F H F O H O N H N 3 氢键的存在 1 分子间氢键 2 分子内氢键 一个分子内的X H键中的H与另一个分子内的Y原子相结合而成的氢键称为分子间氢键 有同种分子间与不同分子间 一个分子的X H键中的H与其分子内部的Y原子相结合而成的氢键称为分子内氢键 如 邻硝基酚 分子间氢键会增强分子间作用力 分子内氢键则削弱分子间作用力 4 氢键对化合物性质的影响 对熔沸点的影响 分子间氢键的存在 当物质从固态转化为液态或由液态转化为气态时 不仅需要克服分子间作用力 还需提供足够的能量破坏氢键 因而使物质的熔 沸点升高 请分别比较碳族 氮族 氧族 卤族氢化物沸点高低 分子内氢键的存在 由于削弱了分子间作用力 使物质的熔沸点降低 NH3 H2O和HF的熔沸点比同族其它氢化物高就是由于分子间形成了氢键 对物质溶解度的影响 溶质与溶剂分子间若形成氢键 则会大大增加溶质在该溶剂中的溶解度 乙醇分子与H2O分子可形成氢键 使二者可以任意比例混合 低级的醇 醛 酮可溶于水 在自然界 H2O分子中的H与岩石中的氧形成氢键 而使岩石中离子溶于水 造成岩石风化 溶质分子内部形成氢键 则它在极性溶剂中溶解度降低 在非极性溶剂中溶解度增大 如邻硝基酚和对硝基酚 二者在水中的溶解度之比为0 39 1 而在苯中溶解度的比例为1 93 1 其主要原因是由于前者硝基中的氧与邻位酚羟基中的氢形成了分子内氢键 小结 分子间氢键的形成会增大分子间作用力 使物质的熔沸点升高 硬度增大 黏度增大 且分子间氢键数量越多 熔沸点越高 分子内氢键的形成则会削弱分子间作用力 使物质的熔沸点降低 硬度减小 黏度减小 物质若能与水形成分子间氢键 则一般在水中具有较大的溶解度 1 下列现象中 不能用氢键知识解释的是A 水的汽化热大于其他液体B 冰的密度比水小C 水的热稳定性比H2S大D 水在4 的密度最大 2 下列物质中 分子间不能形成氢键的是A NH3B N2H4C CH3COOHD CH3COCH3 C D 3 硫酸与磷酸的相对分子质量相等 但磷酸的熔点比硫酸的高 为什么 4 预测对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛熔点的高低 并解释 前者形成分子间氢键 后者则形成分子内氢键 与形成氢键的数量有关 一个硫酸分子最多形成两个氢键 而一个磷酸最多可以三个 二 分子晶体 1 概念分子通过分子间作用力构成的晶体叫分子晶体 例如 冰 干冰 白磷 碘 2 分子晶体的物理性质 熔 沸点较低 硬度较小 3 常见的分子晶体 非金属氢化物例如 CH4 H2O NH3 HF 部分非金属单质例如 卤素 O2 S P4 Ar C60 部分非金属氧化物例如 CO2 SO2 SO3 P2O5 P4O10 几乎所有的酸例如 H2SO4 HNO3 H3PO4 H3AsO4 HClO HI H2SiO3 绝大多数有机物例如 各类烃 卤代烃 醇 醛 羧酸 酯 糖类 蛋白质 4 几种重要的分子晶体结构 干冰 面心立方 每个晶胞中CO2的实际分子数为晶体中与CO2等距离且最近的CO2共有 4个 12个 白磷 正四面体 键角为60 几种常见的晶体结构和性质 分子 原子 阴阳离子 金属离子和自由电子 构成微粒 CO2 Ne C SiO2 Na Mg Al Fe NaCl CsCl 举例 固态或熔融态不导电溶于水可能导电 一般不导电 固体不导电溶于水或熔融状态能导电 好 导电性 较小 很大 较大 较大 硬度 较低 很高 较高 较高 熔沸点 分子间作用力 共价键 离子键 金属键 微粒间作用力 分子晶体 原子晶体 离子晶体 金属晶体 晶体类型的判断 从组成上判断 从构成晶体的微粒进行判断从性质上判断 熔沸点和硬度 高 原子晶体 中 离子晶体 低 分子晶体 金属晶体 看具体情况而定 固态不导电 熔融状态能否导电 导电 离子晶体 1 关于晶体的下列说法正确的是A 在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B 在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C 原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D 分子晶体的熔点一定比金属晶体的低 A 2 实现下列变化时需克服相同类型作用力的是A 石墨和干冰的熔化B 食盐和冰醋酸的熔化C 液溴和水的汽化D 碘和萘的升华 D 3 下列物质 NaOH Mg 金刚石 冰 干冰 NH4Cl 石英 白磷 铁 铝合金 金刚砂 玻璃 晶体硼 无定形碳 H2SO4中属于离子晶体的有 属于原子晶体的有 属于金属晶体的有 属于分子晶体的有 4 下列八种晶体 A水晶B冰醋酸C氧化镁D白磷E氩晶体F硫酸铵G铝H金刚石 属于原子晶体的化合物是 直接由原子构成的分子晶体是 含有共价键的离子晶体是属于分子晶体的单质是 在一定条件下 能导电而不发生化学变化的是 受热熔化后不发生化学键断裂的是 受热熔化需克服共价键的是 A E F DE G BD AH 5 比较下列几组晶体熔沸点高低的顺序 由高到低 1 金刚石 氯化钠 晶体硅 干冰 金刚石 晶体硅 氯化钠 干冰 2 石英 铝硅合金 晶体硅 冰 石英 晶体硅 铝硅合金 冰 3 氧化钙 氯化钾 氯化钙 碘化钾 氧化钙 氯化钙 氯化钾 碘化钾 4 氧化镁 氧气 水 氮气 氧化镁 水 氧气 氮气 6 有A B C三种晶体 分别由C H N C四种元素中的一种或几种形成 对这三种晶体进行实验 结果如下 晶体的化学式分别为 ABC 晶体的类型分别为 ABC 晶体中微粒之间的作用力分别为ABC NaCl C Na 离子晶体 原子晶体 金属晶体 离子键 共价键 金属键 7 HgCl2的稀溶液可用做手术刀的消毒剂 已知HgCl2的熔点是277 熔融状态的HgCl2不能导电 且稀溶液有弱的导电能力 则下列叙述中正确的是A HgCl2属于共价化合物B HgCl2属于离子化合物C HgCl2属于非电解质D HgCl2属于弱电解质 AD 8 有关晶体的叙述中正确的是A 在二氧化硅晶体中 由硅氧原子构成的最小环中共有8个原子B 在12克金刚石中含C C键的数目为4NAC 干冰晶体熔化只需要克服分子间作用力D 金属晶体是由金属原子直接构成的 C 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全