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1、專題專題3 3 微粒間作用力與物質性質微粒間作用力與物質性質yyyy年年M月月d日星期日星期W 我們生活中，經常見到許多我們生活中，經常見到許多由分子聚集而成的物質。狀態(tài)由分子聚集而成的物質。狀態(tài)也不一定相同。也不一定相同。這些由分子構成的這些由分子構成的物質，在一定條件物質，在一定條件下能發(fā)生三態(tài)變化，下能發(fā)生三態(tài)變化，說明分子間存在一說明分子間存在一種作用力，我們稱種作用力，我們稱之為之為分子間作用力分子間作用力。氣態(tài)氣態(tài)液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)降溫加壓降溫分子距離縮短分子距離縮短分子無規(guī)則運動分子無規(guī)則運動分子有規(guī)則排列分子有規(guī)則排列分子間存在一種把分子聚集在一起的分子間存在一種把分子聚集在一起

2、的作用力作用力常見的兩種常見的兩種分子間作用力分子間作用力范德華力范德華力氫鍵氫鍵 范德華范德華(J.D.van der Waals,18371923)，荷蘭物理學家。他首，荷蘭物理學家。他首先研究了分子間作用力，先研究了分子間作用力，1910年獲諾貝爾物理學獎，因確立真年獲諾貝爾物理學獎，因確立真空氣體狀態(tài)方程和分子間范德華力而聞名于世?？諝怏w狀態(tài)方程和分子間范德華力而聞名于世。(1)(1)范德華力很弱，范德華力很弱， (2)(2)范德華力一般沒有飽和性和方向性范德華力一般沒有飽和性和方向性分子分子HCl HBr HI范 德 華 力范 德 華 力(kJ/mol)21.1423.1126.00

3、共價鍵鍵能共價鍵鍵能(kJ/mol)4323662981. 1. 范德華力范德華力(1)是一種普遍存在于固體、液體和氣體中分子是一種普遍存在于固體、液體和氣體中分子間的作用力。間的作用力。(2)(2)范德華力與共價鍵的區(qū)別范德華力與共價鍵的區(qū)別請同學們根據下面的數據，比較范德華力與共價請同學們根據下面的數據，比較范德華力與共價鍵的區(qū)別？鍵的區(qū)別？通過觀察上面的表格，解決一下兩個問題？通過觀察上面的表格，解決一下兩個問題？（1 1）鹵素單質的熔、沸點有怎樣的變化規(guī)律？）鹵素單質的熔、沸點有怎樣的變化規(guī)律？（2 2）導致鹵素熔、沸點規(guī)律變化的原因是什么？它與）導致鹵素熔、沸點規(guī)律變化的原因是什么？

4、它與鹵素單質相對分子質量的變化規(guī)律又怎樣的關系鹵素單質相對分子質量的變化規(guī)律又怎樣的關系？ 單質單質相對分子質量相對分子質量 熔點熔點/沸點沸點/ F2 38 -219.6 -188.1 Cl2 71 -101.0 -34.6 Br2 160 -7.2 58.8 I2 254 113.5 184.4 鹵素單質的相對分子質量和熔鹵素單質的相對分子質量和熔、沸點沸點 對于對于組成和結構組成和結構相似的相似的分子分子，其，其熔、沸點熔、沸點一般隨著相對分子質量的增一般隨著相對分子質量的增大而升高大而升高 對于對于組成和結構組成和結構相似的相似的分子分子，其，其范德華力一范德華力一般隨著相對分子質量的

5、增大而增大般隨著相對分子質量的增大而增大 分子分子HCl HBr HI Ar相對分子質量相對分子質量36581128 40范德華力范德華力(kJ/mol)21.1423.1126.00 8.50熔點熔點/-114.8-98.5-50.8 沸點沸點/-84.9-67-35.4 結論：結論：請同學們再觀察下面的表格，找出范德華力與相對請同學們再觀察下面的表格，找出范德華力與相對分子質量的關系？分子質量的關系？ 組成和結構相似的分子，一般相對分子組成和結構相似的分子，一般相對分子質量越大，范德華力越大。質量越大，范德華力越大?？朔肿娱g作克服分子間作用力使物質熔化和氣化就需要更多的能量，用力使物質熔

6、化和氣化就需要更多的能量，熔、沸點越高。熔、沸點越高。（3）. 影響范德華力大小的因素影響范德華力大小的因素 還有：分子的大小、分子的空間構型、還有：分子的大小、分子的空間構型、分子中的電荷分布情況也都會影響范德華分子中的電荷分布情況也都會影響范德華力。力。教科書教科書P54拓展視野拓展視野-了了解解幾種類型的范德華力幾種類型的范德華力（4 4）. .范德華力與物質性質的關系范德華力與物質性質的關系 對于分子構成的物質，范德華力對于分子構成的物質，范德華力影響物質的熔、沸點、溶解度影響物質的熔、沸點、溶解度1.下列物質中，其沸點可能低于下列物質中，其沸點可能低于SiCl4的是的是( ) A.

7、GeCl4 B. SiBr4 C. CCl4 D. NaClC練練 習習2. 下列敘述正確的是下列敘述正確的是( ) A. 氧氣的沸點低于氮氣的沸點氧氣的沸點低于氮氣的沸點 B. 稀有氣體原子序數越大沸點越高稀有氣體原子序數越大沸點越高 C. 分子間作用力越弱，則由分子組成的物質分子間作用力越弱，則由分子組成的物質 熔點越低熔點越低 D. 同周期元素的原子半徑越小越易失去電子同周期元素的原子半徑越小越易失去電子B C3. 將干冰氣化，破壞了將干冰氣化，破壞了CO2分子晶體的分子晶體的 . 將將CO2氣體溶于水，破壞了氣體溶于水，破壞了CO2分子的分子的 . 分子間作用力分子間作用力共價鍵共價鍵

8、練練 習習4.4.請預測的熔沸點高低請預測的熔沸點高低（1 1）HFHF、HClHCl、HBrHBr、HIHI（2 2）H H2 2O O、 H H2 2S S 、H H2 2SeSe、 H H2 2TeTe事實是否是這樣的嗎？事實是否是這樣的嗎？H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4一些氫化物的沸點一些氫化物的沸點結論：結論：H2O 、NH3 、HF比同主族氫化物的沸點高比同主族氫化物的沸點高猜想：猜想：H2O、 NH3、 HF除了范德華力之外，是否除了范德華力之外，是否還存在一種作用力？還存在一種作用力？思考：思考：水變成

9、水蒸汽，破壞的是什么力？水變成水蒸汽，破壞的是什么力？-分子間作用力分子間作用力 （1）氫鍵的定義：）氫鍵的定義： 除范德華力外的另一種分子間作用力，它除范德華力外的另一種分子間作用力，它是由已經與是由已經與電負性大的原子電負性大的原子（F、O、N等）形等）形成共價鍵的成共價鍵的H原子遇另一分子中原子遇另一分子中電負性大原子電負性大原子半徑小且有孤對電子半徑小且有孤對電子的原子（如的原子（如F、O、N）能）能形成氫鍵。形成氫鍵。 注意：注意： 氫鍵是另一種分子間作用力，不屬于化學鍵。氫鍵是另一種分子間作用力，不屬于化學鍵。2. 氫鍵：氫鍵：H2O中中氫鍵的形成過程氫鍵的形成過程在水分子中的在水

10、分子中的O OH H中，共用電子對強中，共用電子對強烈的偏向氧原子，使得氫原子幾乎成烈的偏向氧原子，使得氫原子幾乎成為為 “ “裸露裸露”的質子，其顯正電性，的質子，其顯正電性，它能與另一個水分子中氧原子的孤電它能與另一個水分子中氧原子的孤電子對產生靜電作用，從而形成氫鍵。子對產生靜電作用，從而形成氫鍵。氫鍵成因探究氫鍵成因探究參照參照H2O中氫鍵的形成，討論中氫鍵的形成，討論 NH3 、HF中中氫鍵的形成，氫鍵的形成，CH4為什么沒有形成氫鍵，并為什么沒有形成氫鍵，并討論形成氫鍵的條件？討論形成氫鍵的條件？（2 2）氫鍵的形成條件及表示方法）氫鍵的形成條件及表示方法X、 Y為為電負性大電負性

11、大，而原子，而原子半徑較小半徑較小的的且有且有孤對電子孤對電子非金屬原子，可相同也可不同，如非金屬原子，可相同也可不同，如F、O、N等。等。XH Y氫鍵氫鍵（3 3）氫鍵鍵能大?。海滏I鍵能大小： FH FOH ONH N氫 鍵 鍵 能氫 鍵 鍵 能 (kJ/mol) 28.1 18.8 20.9共 價 鍵 鍵共 價 鍵 鍵能能(kJ/mol) 568 462.8 390.8氫鍵是氫鍵是比范德華力要比范德華力要強強而比化學鍵而比化學鍵弱弱的分子間作用力的分子間作用力觀察下面表格數據，比較氫鍵與共價鍵的鍵能大小觀察下面表格數據，比較氫鍵與共價鍵的鍵能大小氫鍵的強弱氫鍵的強弱與與X X和和Y Y的

12、電負性大小有關的電負性大小有關與形成氫鍵的個數有關與形成氫鍵的個數有關 -了解了解例如：熔沸點：例如：熔沸點：H2OHFNH3液態(tài)液態(tài)易液化易液化 教科書教科書 P561. 請解釋物質的下列性質：請解釋物質的下列性質： （1）NH3極易溶于水。極易溶于水。 （2）氟化氫的熔點比氯化氫的高。）氟化氫的熔點比氯化氫的高。2. 鄰羥基苯甲酸和對羥基苯甲酸是同分鄰羥基苯甲酸和對羥基苯甲酸是同分異構體異構體,預測對羥基苯甲醛與鄰羥基苯甲醛熔預測對羥基苯甲醛與鄰羥基苯甲醛熔點的高低，并解釋。點的高低，并解釋。 HOHHOOOC 對羥基苯甲酸能形對羥基苯甲酸能形成成分子間氫鍵分子間氫鍵 鄰羥基苯甲酸能形鄰羥

13、基苯甲酸能形成成分子內氫鍵分子內氫鍵HOOH對羥基苯甲酸對羥基苯甲酸HHOOO鄰羥基苯甲酸鄰羥基苯甲酸C（4 4）氫鍵對物質性質的影響）氫鍵對物質性質的影響 . .氫鍵對物質溶、沸點的影響氫鍵對物質溶、沸點的影響 分子間氫鍵增大了分子間的作用力使物質分子間氫鍵增大了分子間的作用力使物質的溶、沸點升高。的溶、沸點升高。分子內氫鍵減少了分子間的作用力，是物分子內氫鍵減少了分子間的作用力，是物質的熔沸點降低。質的熔沸點降低。. .氫鍵物質溶解性的影響氫鍵物質溶解性的影響 分子間存在氫鍵使得溶質分子和溶劑分分子間存在氫鍵使得溶質分子和溶劑分子間的作用力增大，溶質在溶劑中的溶子間的作用力增大，溶質在溶劑

14、中的溶解度增大解度增大 。例乙醇與水任意比互溶。例乙醇與水任意比互溶 水結冰時體積膨脹、密度減小水結冰時體積膨脹、密度減小,試試著解釋這一原因？著解釋這一原因？水分子三態(tài)與氫鍵的關系水分子三態(tài)與氫鍵的關系水分子間形成的氫鍵水分子間形成的氫鍵在固態(tài)水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相在固態(tài)水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯結，形成相當疏松的晶體，從而在結構中有許聯結，形成相當疏松的晶體，從而在結構中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能浮多空隙，造成體積膨脹，密度減小，因此冰能浮在水面上。在水面上。 從氫鍵的角度分析造成尿素、醋酸、硝酸從氫鍵的角度分析造成尿素、醋酸、硝酸這三種相對分子

15、質量相近的分子熔沸點相這三種相對分子質量相近的分子熔沸點相差較大的可能原因。差較大的可能原因。 (熔沸點：尿素醋酸硝酸熔沸點：尿素醋酸硝酸)-課本課本P56交流與討論交流與討論1下列物質中不存在氫鍵的是下列物質中不存在氫鍵的是 （ ）A冰醋酸中醋酸分子之間冰醋酸中醋酸分子之間 B一水合氨分子中的氨分子與水分子之間一水合氨分子中的氨分子與水分子之間C液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間 D可燃冰（可燃冰（CH48H2O）中甲烷分子與水）中甲烷分子與水 分子之間分子之間D練練 習習2固體乙醇晶體中不存在的作用力是固體乙醇晶體中不存在的作用力是( ) A極性鍵極性鍵 B非極性鍵非極性

16、鍵 C離子鍵離子鍵 D氫鍵影響氫鍵影響 C練練 習習3下列有關水的敘述中，可以用氫鍵的知下列有關水的敘述中，可以用氫鍵的知 識來解釋的是識來解釋的是( ) A水比硫化氫氣體穩(wěn)定水比硫化氫氣體穩(wěn)定 B水的熔沸點比硫化氫的高水的熔沸點比硫化氫的高 C氯化氫氣體易溶于水氯化氫氣體易溶于水 D0時，水的密度比冰大時，水的密度比冰大BD4下列說法不正確的是下列說法不正確的是( ) A分子間作用力是分子間相互作用力的總稱分子間作用力是分子間相互作用力的總稱 B范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間 C分子間氫鍵的形成除使物質的熔沸點升高分子間氫鍵的形成除使物質的熔沸點升高 外

17、，對物質的溶解度、硬度等也有影響外，對物質的溶解度、硬度等也有影響 D氫鍵是一種特殊的化學鍵，它廣泛地存在氫鍵是一種特殊的化學鍵，它廣泛地存在 于自然界中于自然界中D 圖圖3-353-35是干冰是干冰(CO(CO2 2) )分子晶體分子晶體模型模型。通過學習有關分子間作通過學習有關分子間作用力的知識，你知道下列問題用力的知識，你知道下列問題的答案嗎？的答案嗎？1.1.構成分子晶體的微粒是什么？構成分子晶體的微粒是什么？ 分子晶體中微粒間的作用力是分子晶體中微粒間的作用力是什么？什么？2.2.分子晶體有哪些共同的物理性分子晶體有哪些共同的物理性質？為什么它們具有這些共同質？為什么它們具有這些共同

18、 的物理性質？的物理性質？分子晶體分子晶體由于分子晶體的構成微粒是分子，所以分子由于分子晶體的構成微粒是分子，所以分子晶體的化學式都是分子式。晶體的化學式都是分子式。1. 1.分子晶體的概念及其結構特點：分子晶體的概念及其結構特點： 不對，分子間氫鍵也是一種分子間不對，分子間氫鍵也是一種分子間作用力，如冰中就同時存著范德華力和作用力，如冰中就同時存著范德華力和氫鍵。氫鍵。是不是在分子晶體中分子間只存在是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力？范德華力？(1) 所有所有非金屬氫化物：非金屬氫化物： H2O、H2S、NH3、CH4、HX(2) 大多數非金屬單質大多數非金屬單質: X2、N2、 O2、

19、 H2、 S8、 P4、C60 (3) 大多數非金屬氧化物大多數非金屬氧化物: CO2、 SO2、N2O4、P4O6、P4O10 (4) 幾乎所有的幾乎所有的酸：酸： H2SO4 、HNO3 、H3PO4(5) 大多數有機物：大多數有機物： 乙醇，冰醋酸，蔗糖乙醇，冰醋酸，蔗糖3.3.典型的分子晶體典型的分子晶體 首先看：分子間是否有氫鍵的物質（首先看：分子間是否有氫鍵的物質（HF、H2O、NH3等），有的熔、沸點升高。等），有的熔、沸點升高。其次：（其次：（1)組成和結構相似的物質，組成和結構相似的物質，例如：烷烴、烯烴、炔烴、飽和一元醇、例如：烷烴、烯烴、炔烴、飽和一元醇、醛、羧酸等同系物

20、的沸點均隨著碳原子數醛、羧酸等同系物的沸點均隨著碳原子數的增加而升高。的增加而升高。 (2)相對分子質量接近的相對分子質量接近的,看分子極性看分子極性,對對稱性差、分子極性強的稱性差、分子極性強的,熔沸點高一些熔沸點高一些.-試著解決下面的問題試著解決下面的問題5. 5. 干冰的晶體結構干冰的晶體結構（1）二氧化碳分子的位置：在二氧化碳分子的位置：在晶體中截取一個最小的正方體，晶體中截取一個最小的正方體，正方體的八個頂點都落到正方體的八個頂點都落到COCO2 2分分子的中心，在這個正方體的子的中心，在這個正方體的每每個個面心上還有一個面心上還有一個COCO2 2分子。分子。81/8+61/2=

21、41212個個（2 2）每個晶胞含二氧化碳）每個晶胞含二氧化碳分子的個數分子的個數（3 3）與每個二氧化碳分子等距離）與每個二氧化碳分子等距離且最近的二氧化碳分子有且最近的二氧化碳分子有 思考1. 如何判斷晶體類型的判斷？如何判斷晶體類型的判斷？ 2. 如何判斷晶體熔沸點的高低？如何判斷晶體熔沸點的高低？一是看構成晶體微粒的種類，一是看構成晶體微粒的種類，二是看微二是看微 粒之間的作用力粒之間的作用力晶體熔沸點高低的判斷晶體熔沸點高低的判斷1. 不同晶體類型的物質：不同晶體類型的物質：原子晶體原子晶體離子晶體離子晶體分子晶體分子晶體2. 同種晶體類型的物質：同種晶體類型的物質：離子晶體離子晶體

22、晶體內微粒間作用力越大，熔沸點越高晶體內微粒間作用力越大，熔沸點越高原子晶體原子晶體離子所帶電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大，離子所帶電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大，離子鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越大。離子鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越大。原子半徑越小、鍵長越短、鍵能越大，共價鍵越強，原子半徑越小、鍵長越短、鍵能越大，共價鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越大。晶體熔沸點越高、硬度越大。分子晶體分子晶體l組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量組成和結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，分越大，分 子間作用力越大，熔沸點越高；子間作用力越大，熔沸點越高；l具有分子間氫鍵的分子晶體，分子間作用力

23、具有分子間氫鍵的分子晶體，分子間作用力顯著增大，熔沸點升高。顯著增大，熔沸點升高。l相對分子質量相近的分子晶體，分子極性越相對分子質量相近的分子晶體，分子極性越大，分子間作用力越大，熔沸點越高；大，分子間作用力越大，熔沸點越高；金屬晶體金屬晶體金屬原子半徑越小、單位體積內自由電子數目金屬原子半徑越小、單位體積內自由電子數目越多，金屬鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越越多，金屬鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越大大。 請大家根據我們剛請大家根據我們剛剛的講解，完成教學剛的講解，完成教學案的表格。案的表格。幾種類型晶體的結構和性質比較幾種類型晶體的結構和性質比較 晶體類型晶體類型金屬晶體金屬晶體離子晶體離

24、子晶體原子晶體原子晶體分子晶體分子晶體結結構構 構成微粒構成微粒微粒間作用力微粒間作用力性性質質 熔、沸點熔、沸點硬硬 度度導電性導電性舉舉 例例金屬陽離子金屬陽離子和自由電子和自由電子陰、陽陰、陽離子離子原子原子分子分子金屬鍵金屬鍵離子鍵離子鍵共價鍵共價鍵分子間分子間作用力作用力較高較高很高很高少數很高少數很高或很低或很低較低較低多數較大多數較大少數較小少數較小較大較大很大很大較小較小良導體良導體不導電不導電Cu 、A lNaCl、CsCl金剛石、金剛石、SiO2干冰、干冰、冰冰熔化或溶熔化或溶于水導電于水導電固體及熔融狀固體及熔融狀態(tài)不導電態(tài)不導電, ,有有的溶于水能導的溶于水能導電電。混

25、合晶體混合晶體石墨的晶體結構模型石墨的晶體結構模型石墨晶體的結構特點和性質石墨晶體的結構特點和性質分層的平面網狀結構，層內分層的平面網狀結構，層內C原子以原子以 與周與周圍的圍的 個個C原子結合，層間為原子結合，層間為 ；層內最小環(huán)有層內最小環(huán)有 個個C原子組成；原子組成；每個每個C原子被原子被 個最小環(huán)所共用；個最小環(huán)所共用；每個最小環(huán)含有每個最小環(huán)含有 個個C原子，原子， 個碳碳鍵；個碳碳鍵；C原子與碳碳鍵個數比為原子與碳碳鍵個數比為 。共價鍵共價鍵3分子間作用力分子間作用力632323（2）石墨晶體的導電性和潤滑性）石墨晶體的導電性和潤滑性（1）石墨晶體的結構特點）石墨晶體的結構特點1.

26、下列物質中，固態(tài)時一定是分子晶體的下列物質中，固態(tài)時一定是分子晶體的是是 A. 酸性氧化物酸性氧化物 B. 非金屬單質非金屬單質 C. 堿性氧化物堿性氧化物 D. 含氧酸含氧酸D2.下列哪種情況下，一對物質中有且只有同下列哪種情況下，一對物質中有且只有同一種作用力被克服一種作用力被克服 A. 使使H2 和和HF氣化氣化 B. 熔融熔融C和和Ca C. 溶解溶解LiCl和和ICl D. 熔融熔融CCl4和和I2 D練練 習習3.下列說法中正確的是下列說法中正確的是A.離子化合物中可能含有共價鍵離子化合物中可能含有共價鍵B.分子晶體中分子內不會有離子鍵分子晶體中分子內不會有離子鍵C.分子晶體中分子內一定有共價鍵分子晶體中分子內一定有共價鍵D.原子晶體中一定有非極性共價鍵原子晶體中一定有非極性共價鍵AB練練 習習4.已知某些晶體的熔點：已知某些晶體的熔點：NaCl 801 AlCl3 190 BCl3 107 Al2O3 2045 SiO2 1723 CO2 56.6。其中屬于分子晶體的是其中屬于分子晶體的是 A. B. C. D. B練練 習習