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第2課時 較強的分子間作用力 ——氫鍵,第二章 第三節(jié) 分子的性質,,,,,1.了解氫鍵形成的條件及氫鍵的存在。 2.學會氫鍵的表示方法，會分析氫鍵對物質性質的影響。,,學習目標定位,,內容索引,一 氫鍵,二 氫鍵對物質性質的影響,當堂檢測,一 氫鍵,1.比較H2O和H2S的分子組成、立體構型及其物理性質，分析H2O的熔、沸點比H2S高的原因是什么？,,,導學探究,答案 H2O和H2S分子組成相似，都是V形極性分子，常溫下H2O為液態(tài)，熔、沸點比H2S高。在水分子中，氫原子與非金屬性很強的氧原子形成共價鍵時，由于氧的電負性比氫大得多，所以它們的共用電子對就強烈地偏向氧原子，而使氫原子核幾乎“裸露”出來。這樣帶正電的氫原子核就能與另一個水分子中的氧原子的孤電子對發(fā)生一定程度的軌道重疊作用，使水分子之間作用力增強，這種分子間的作用力就是氫鍵，比范德華力大。硫化氫分子不能形成氫鍵，故水的熔、沸點比硫化氫的高。,2.氫鍵的概念及表示方法 氫鍵是一種特殊的 ，它是由已經與 的原子形成共價鍵的 與另一分子中 的原子之間的作用力。氫鍵的通式可用A—H…B—表示。式中A和B表示 ，“—”表示 ，“…”表示 。,分子間作用力,電負性很大,氫原子,電負性很大,F、O、N,共價鍵,氫鍵,3.氫鍵的形成條件有哪些？,答案 (1)要有一個與電負性很強的元素X形成強極性鍵的氫原子，如H2O中的氫原子。 (2)要有一個電負性很強，含有孤電子對并帶有部分電荷的原子Y，如H2O中的氧原子。 (3)X和Y的原子半徑要小，這樣空間位阻較小。 一般來說，能形成氫鍵的元素有N、O、F。所以氫鍵一般存在于含N—H、H—O、H—F鍵的物質中，或有機化合物中的醇類和羧酸類等物質中。,4.氫鍵的特征是什么？,答案 (1)飽和性 在形成氫鍵時，由于氫原子半徑比X、Y原子半徑小得多，當氫原子與一個Y原子形成氫鍵X—H…Y后，氫原子周圍的空間已被占據，X、Y原子的電子云的排斥作用將阻礙一個Y原子與氫原子靠近成鍵，也就是說氫原子只能與一個Y原子形成氫鍵，即氫鍵具有飽和性。 (2)方向性 X—H與Y形成分子間氫鍵時，3個原子總是盡可能沿直線分布，這樣可使X與Y盡量遠離，使兩原子間電子云的排斥作用力最小，體系能量最低，形成的氫鍵最強、最穩(wěn)定，所以氫鍵還具有方向性(如下圖)。,5.氫鍵的類型 氫鍵不是化學鍵，僅為一種分子間作用力，氫鍵可分為 氫鍵和 氫鍵。 如鄰羥基苯甲醛分子內的羥基與醛基之間存在的氫鍵，對羥基苯甲醛存在分子間氫鍵(如下圖)。,分子間,分子內,1.,歸納總結,2.在氫鍵A—H…B—中，氫鍵的鍵能的大小與A、B的電負性大小有關，電負性越大，則鍵能越大，氫鍵越強。氫鍵的鍵能還與A、B原子的半徑大小有關，尤其是與B原子的半徑大小有關，半徑越小，則鍵能越大，氫鍵越強。,1.下列關于范德華力與氫鍵的敘述中正確的是( ) A.任何物質中都存在范德華力，而氫鍵只存在于含有N、O、F的物質中 B.范德華力比氫鍵的作用還要弱 C.范德華力與氫鍵共同決定物質的物理性質 D.范德華力與氫鍵的強弱都只與相對分子質量有關,,,活學活用,1,2,解析 只有由分子組成的物質中才存在范德華力，A項錯誤； 范德華力弱于氫鍵，B項正確； 只有由分子組成且分子之間存在氫鍵的物質，其物理性質才由范德華力和氫鍵共同決定，C項錯誤； 氫鍵的強弱主要與形成氫鍵的原子的電負性有關，D項錯誤。,B,1,2,2.甲酸可通過氫鍵形成二聚物，HNO3可形成分子內氫鍵。試在下圖中畫出氫鍵。,解析 依據氫鍵的表示方法及形成條件畫出。,答案,二 氫鍵對物質性質的影響,1.試比較下列物質的熔、沸點。 (1)H2O、H2S、H2Se、H2Te,,,導學探究,答案 H2OH2TeH2SeH2S,答案,2.為什么NH3極易溶于水？,答案 由于氨分子與水分子間能形成氫鍵，且都是極性分子，所以NH3 極易溶于水。即：,3.為什么冰浮在水面上？,答案 由于水分子之間存在氫鍵，水凝結為冰時，體積變大，密度變??；冰融化為水時，體積減小，密度變大。,4.為什么測定接近沸點的水蒸氣的相對分子質量比用化學式H2O計算出來的大？,答案 因在接近沸點時，水分子通過氫鍵形成“締合”分子，所以水蒸氣的相對分子質量比用化學式H2O計算出來的大。,1.氫鍵影響物質的熔、沸點 (1)分子間存在氫鍵時，使物質具有較高的熔、沸點。 (2)分子內存在氫鍵時，降低物質的熔、沸點。 2.氫鍵影響物質的溶解度 3.氫鍵的存在引起密度的變化,歸納總結,3.下列說法不正確的是( ) A.HF、HCl、HBr、HI的熔、沸點升高只與范德華力大小有關 B.H2O的熔、沸點高于H2S，是由于水分子之間存在氫鍵 C.乙醇與水互溶可以用“相似相溶”和氫鍵來解釋 D.鄰羥基苯甲酸的熔點比對羥基苯甲酸的熔點低,,,活學活用,3,4,解析 含有氫鍵的典型氫化物分別是HF、H2O、NH3，它們的熔、沸點比相鄰的同類氫化物要高。形成分子間氫鍵的分子比形成分子內氫鍵的分子的熔、沸點要高，鄰羥基苯甲酸能形成分子內氫鍵，而對羥基苯甲酸主要形成分子間氫鍵，熔、沸點相對要高。乙醇分子和水分子都是極性分子，相似相溶；又由于彼此間能形成氫鍵，增大了二者的相互溶解。,A,3,4,4.右圖中A、B、C、D四條曲線分別表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氣態(tài)氫化物的沸點，其中表示第ⅥA族元素氣態(tài)氫化物的沸點的是曲線________；表示第ⅣA族元素氣態(tài)氫化物的沸點的是曲線________；同一主族中第三、四、五周期元素的氣態(tài)氫化物的沸點依次升高，其原因是_________________________________ ________________________________________________________________________________。,3,4,A、B、C曲線中第二周期元素的氣態(tài)氫化物的沸點顯著高于第三周期元素氣態(tài)氫化物的沸點，其原因是_________________________________ ___________________，如果把這些氫化物分子間存在的主要影響沸點的相互作用表示為A—H…B，則A元素一般具有的特點是________________。,3,4,解析 ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族第二周期元素的氣態(tài)氫化物沸點最高的是水，最低的是甲烷；由圖可知，A、B、C、D曲線中表示ⅥA族元素氣態(tài)氫化物沸點的是曲線A； 表示ⅣA族元素氣態(tài)氫化物沸點的是曲線D。 同一族中第三、四、五周期元素的氣態(tài)氫化物中分子間的范德華力依次增大，所以沸點依次升高。 A、B、C曲線中第二周期元素的氣態(tài)氫化物中都存在氫鍵，所以它們的沸點顯著高于第三周期元素氣態(tài)氫化物的沸點。 答案 A D 組成和結構相似，相對分子質量越大，范德華力越大，沸點升高 H2O、HF、NH3分子間存在氫鍵 電負性大，原子半徑小,學習小結,范德華力、氫鍵及共價鍵的比較,當堂檢測,1,2,4,3,1.下列說法中不正確的是( ) A.所有含氫元素的化合物中都存在氫鍵，氫鍵是一種類似于共價鍵的化學鍵 B.離子鍵、氫鍵、范德華力本質上都是靜電作用 C.只有電負性很強、半徑很小的原子(如F、O、N)才能形成氫鍵 D.氫鍵是一種分子間作用力，氫鍵比范德華力強,解析 并不是所有含氫元素的化合物都能形成氫鍵，氫鍵只形成于電負性強的元素(如N、O、F)與氫形成的氫化物的分子之間。氫鍵不是化學鍵，是介于范德華力和化學鍵之間的特殊作用力，本質上也是一種靜電作用。,A,5,1,2,4,3,2.下列事實不能用氫鍵來解釋的( ) A.冰的密度比水小，能浮在水面上 B.NH3的沸點比PH3高 C.鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛 D.H2O的分解溫度比H2S高得多,解析 氫鍵使冰晶體中的水分子呈一定規(guī)則排列，空間利用率低，密度??； 由于NH3分子間存在氫鍵，所以其沸點比PH3高； 鄰羥基苯甲醛存在分子內氫鍵，而對羥基苯甲醛存在分子間氫鍵，故后者沸點較高。H2O比H2S分解溫度高是因為H—O共價鍵比H—S共價鍵的鍵能大。,D,5,1,2,4,3,3.下列物質中，分子內和分子間均可形成氫鍵的是( ) A.NH3 B. C.H2O D.C2H5OH,5,1,2,4,3,解析 形成氫鍵的分子含有N—H、H—O或H—F鍵。NH3、H2O、 CH3CH2OH都能形成氫鍵但只存在于分子間。B中 的 O、H間可形成分子間氫鍵，O—H鍵與 形成分子內氫鍵。 答案 B,5,4.下列幾種氫鍵：①O—H…O，②N—H…N，③F—H…F，④O—H…N，按氫鍵從強到弱的順序排列正確的是( ) A.③①④② B.①②③④ C.③②①④ D.①④③②,1,2,4,3,5,解析 F、O、N電負性依次降低，F—H、O—H、N—H鍵的極性依次降低，故F—H…F中氫鍵最強，其次為O—H…O再次是O—H…N，最弱的為N—H…N。,A,5.已知N、P同屬于元素周期表的第ⅤA族元素，N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角錐形，N原子位于錐頂，3個H原子位于錐底，N—H鍵間的夾角是107°。 (1)PH3分子與NH3分子的構型關系是________(填“相同”、“相似”或“不相似”)，P—H鍵________極性(填“有”或“無”)，PH3分子________極性(填“有”或“無”)。,1,2,4,3,5,解析 N原子與P原子結構相似，NH3分子與PH3分子的結構也相似，P—H鍵為不同元素原子之間形成的共價鍵，為極性鍵。,相似,有,有,(2)NH3與PH3相比，熱穩(wěn)定性更強的是________。,1,2,4,3,5,解析 由N、P在元素周期表中的位置關系和元素周期律知，N比P的非金屬性強。由元素的非金屬性與氫化物之間的熱穩(wěn)定性關系知，NH3比PH3的熱穩(wěn)定性強。,NH3,(3)NH3與PH3在常溫、常壓下都是氣體，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________。 A.鍵的極性N—H比P—H強 B.分子的極性NH3比PH3強 C.相對分子質量PH3比NH3大 D.NH3分子之間存在特殊的分子間作用力,1,2,4,3,5,解析 “易液化”屬于物質的物理性質，NH3與PH3都是通過共價鍵形成的分子，物理性質與化學鍵無關。按照范德華力與物質的物理性質的關系分析，應該是PH3比NH3的沸點高，PH3比NH3易液化。但由于NH3存在分子間氫鍵，故NH3比PH3易液化。,D,,本課結束,