《2023学年高二化学精讲精练(人教2019选择性必修2)》课时精讲12 分子间作用力及其对物质性质的影响(教师版)
第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
课时精讲 12 分子间作用力及其对物质性质的影响
【目标导航】
1.认识分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。
2.了解氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。
3.了解分子内氢键和分子内氢键在自然界中的广泛存在和重要作用。
【知识导图】
一、分子间作用力
1.分子间作用力
(1)概念:分子间存在的一类弱的相互作用。
(2)分类:包括范德华力和氢键。
2.范德华力
(1)概念:分子间普遍存在的一种相互作用力,它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。
(2)特点:比化学键的键能小得多。
(3)实质:电性作用,没有饱和性和方向性。
二、范德华力及其对物质性质的影响
1.含义
范德华力是分子之间普遍存在的相互作用力,它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。
2.特征
(1)范德华力很弱,约比化学键的键能小 1~2个数量级。
(2)无方向性和饱和性。
3.影响因素
(1)分子的极性越大,范德华力越大。
(2)结构和组成相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大。
4.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;化学键主要影响物质的化学性质。范德华力越大,
物质熔、沸点越高。
三、氢键
1.氢键的概念
氢键是一种分子间作用力。它是由已经与电负性很强的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子与另一
个分子中或同一分子中电负性很强的原子之间的作用力。
2.氢键的表示形式
(1)通常用 X—H…Y
表示氢键,其中 X—H 表示氢原子和 X原子以共价键相结合。
(2)氢键的键长是指 X
和
Y
间的距离,键能是指 X—H…Y 分解为 X—H
和Y
所需要的能量。
3.氢键形成的条件
(1)氢原子位于 X原子和 Y原子之间。
(2)X、Y原子所属元素具有很强的电负性和很小的原子半径。一般是氮原子、氧原子和氟原子。
4.氢键的特征
(1)氢键不属于化学键,键能较小,比化学键的键能小 1~2个数量级,但比范德华力强。
(2)氢键具有一定的方向性和饱和性。
5.类型
氢键分子间氢键分子内氢键。
四、氢键对物质性质的影响
1.对物质熔点、沸点的影响:
(1)某些氢化物分子间存在氢键,物质的熔、沸点将升高。如 H2O、NH3、HF 等,会使同族氢化物沸点
反常,如 H2O>H2Te>H2Se>H2S。
(2) 当 形 成分 子 内 氢 键 时, 物 质 的熔 、 沸 点 将 下 降 。 如 熔 点 、沸 点 : >
。
2.对物质溶解度的影响:溶剂和溶质之间存在氢键,溶解性好,溶质分子不能与水分子形成氢键,
在水中溶解度就相对小,如 NH3极易溶于水,甲醇、乙醇、乙酸等能与水以任意比混溶,就是因为它们与
水形成了分子间氢键。
3.水中的氢键对水的性质的影响
(1)水分子间形成氢键,增大了水分子间的作用力,使水的熔、沸点比同主族元素中 H2S的熔、沸点高。
(2)氢键与水分子的性质
① 水结冰时,体积膨胀,密度减小。
② 接近沸点时形成“缔合”分子水蒸气的相对分子质量比用化学式 H2O计算出来的相对分子质量大。
五、范德华力、氢键、共价键的比较
作用力 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
由已经与电负性很大的原子
形成共价键的氢原子与另一
个分子中电负性很大的原子
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
强度比较 共价键>氢键>范德华力
影响强度的
因素
① 随着分子极性和相对分
子质量的增大而增大;②
组成和结构相似的物质,
相对分子质量越大,分子
间作用力越大
对于 X—H…Y,X、Y的电
负性越大,X、Y原子的半
径越小,键能越大
成键原子半径
越小,键长越
短,键能越
大,共价键越
稳定
对物质性质
的影响
影响物质的熔、沸点及溶
解度等物理性质;如熔、
沸点
F2<Cl2<Br2<I2,CF4<CCl4<
CBr4
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:
H2O>H2S,HF>HCl,NH3>
PH3
① 影响分子的
稳定性
② 共价键键能
越大,分子稳
定性越强
【小试牛刀】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.氢键是一种特殊化学键,它广泛地存在于自然界中( )
【答案】×
【解析】氢键为分之间作用力的一种,氢键不属于化学键。
2.氢键比范德华力强,所以它属于化学键( )
【答案】×
【解析】氢键不是化学键。
3.水蒸气、液态水和冰中均存在氢键( )
【答案】×
【解析】水蒸气中水分子间距离较大,分子间不能产生氢键。
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