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2019-2020年高中化學 課題13 分子間作用力競賽講義 學習目標：1、在《化學2》基礎上進一步了解范德華力，把握范德華力與物質物理性質的關系； 2、認識影響范德華力的主要因素； 3、了解氫鍵的概念和成因，了解氫鍵對物質性質的影響； 4、能分析氫鍵的強弱； 學習過程： 【板書】 一、分子間作用力 １、概念：將氣體分子凝聚成相應的固體或液體的作用。 2、實質：分子間作用力是一種靜電作用，比化學鍵弱得多。 3、類型：范德華力和氫鍵 強度比較： 共價鍵：氫鍵：范德華力 約 100 ： 10 ： 1 化學鍵 分子間作用力 二、范德華力 1、存在：普遍存在固體、液體和氣體中分子之間。 2、沒有方向性與飽和性。范德華力沒有方向性、飽和性，只要分子周圍空間允許，當氣體分子凝聚時，它總是盡可能多地吸引其它分子。 3、影響范德華力的因素：分子的大小、分子的空間構型、分子中的電荷分布是否均勻等。 對于組成和結構相似的分子，范德華力一般隨相對分子質量的增大而增大。 4、范德華力與物質性質的關系 （1）影響物質的類型：由分子構成的物質 （2）影響的一些性質：熔、沸點，溶解度等。 例如：氧氣在水中的溶解度比氮氣大，原 因是氧分子與水分子之間的范德華力大。烷烴的熔沸點 隨相對分子質量的增加而增加，也是由于烷烴分子間的 范德華力增加的原因。 拓展視野：幾種類型的范德華力 取向力：電荷分布不均勻的分子（如HCl、H2O） 色散力：電荷分布均勻的分子（如O2、N2、CO2） 誘導力：電荷分布均勻的分子在電荷分布不均勻的分子的作用下，導致電荷分布均勻的分子正負電荷重心不重合。 三、 氫鍵 1、氫鍵的成因：分子中與H原子形成共價鍵的非金屬原子，如果該非金屬原子吸引電子的能力很強，其原子半徑又很?。ㄈ鏔、O或N），則使H原予幾乎成為“裸露”的質子，帶部分正電荷。這樣的分子之間，氫核與帶部分負電荷的非金屬原子相互吸引而產生的比分子間作用力稍強的作用力，即氫鍵。 2、氫鍵的定義：半徑小、電負性大的原子與H核之間的很強的作用叫氫鍵。 氫鍵是一種比較強的分子間作用力。 3、氫健的形成條件：H原子與電負性大而半徑小的非金屬元素原子（如F、O、N）間形成共價鍵。 4、氫鍵的表示方法：X—HY（X、Y可相同，也可不同） 用“…”來表示氫鍵，注意三個原子（H—X…Y）要在同一條直線上。 5、氫鍵的方向性與飽和性： 氫鍵具有方向性與飽和性。所謂飽和性是指H原子形成一個共價健后，通常只能再形成一個氫鍵。這是因為H原子比X、Y原子小得多，當形成X—HY后，第二個Y原子再靠近H原子時，將會受到已形成氫鍵的Y原子的電子云的強烈排斥。而氫鍵的方向性是指以H原子為中心的3個原子X—HY盡可能在一條直線上，這樣X原子與Y原子間的距離較遠，斥力較小，形成的氫鍵穩(wěn)定。 6、氫鍵的存在與分類 （1）氫鍵只存在于固態(tài)、液態(tài)物質中，氣態(tài)時無氫鍵。 （2）氫鍵的分類： ① 分子間氫鍵：一個分子中的X—H與另一個分子的Y結合而成的氫鍵成為分子間氫鍵。如：水分子之間、甲酸分子之間，以及氨分子與水分子之間等。一般成直線型。 ② 分子內氫鍵：在某些分子內X—H鍵與Y原子可形成分子內的氫鍵。不能在一條直線上。 7、氫鍵對物質性質的影響 （1）對熔、沸點的影響：分子間氫鍵使物質的熔沸點升高，分子內氫鍵使物質的熔沸點降低。 （2）對溶解度的影響：溶質分子與溶劑分子之間形成氫鍵使溶質溶解度增大。分子內氫鍵會降低在極性溶劑中的溶解度。 8、影響氫鍵強弱的因素：與X—HY中X、Y原子的電負性及半徑大小有關。X、Y原子的電負性越大、半徑越小，形成的氫鍵就越強。常見的氫鍵的強弱順序為： F—HF > O—HO > O—HN > N—HN [科學研究]1、為何NH3、H2O、 HF的熔沸點比同主族相鄰元素的氫化物的熔沸點高呢？ NH3、H2O、 HF熔、沸點反常的原因是這些物質分子間形成了氫鍵，使它們的熔、沸點升高。 2、為何NH3極易溶于水？NH3分子與水分子間形成了氫鍵，故NH3能極易溶于水。 3、硝酸的熔點比醋酸低。硝酸形成了分子內氫鍵，而醋酸形成了分子間氫鍵 ４、水的密度比冰的密度大。在固態(tài)水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)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，因此冰能浮在水面上。 小結：氫鍵、化學鍵與范德華力 存在 強弱 影響范圍 化學鍵 原子間、離子間 強烈 化學性質 范德華力 分子間 較弱 物理性質 氫鍵 固態(tài)、液態(tài)部分分子間 較強 物理性質 【你知道嗎】通過學習分子間作用力的知識并結合干冰的晶體模型，你知道下列問題的答案嗎？ （1）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什么？ （2）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的物理性質？