高中化学 专题3 微粒间作用力与物质性质 第四单元 分子间作用力 分子晶体学案 苏教版选修3-苏教版高二选修3化学学案VIP免费

第四单元分子间作用力分子晶体[目标导航]1.掌握两种重要的分子间作用力(范德华力、氢键)的本质及其对物质性质的影响。2.掌握影响范德华力和氢键大小的因素。3.熟知分子晶体的概念、结构特点及常见的分子晶体。4.能够从范德华力、氢键的特征，分析理解分子晶体的物理特性。一、分子间作用力1．分子间作用力(1)概念：分子之间都存在的一种相互作用，叫分子间作用力。分子间作用力实质上是一种静电作用，它比化学键弱得多。(2)分类：范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。2．范德华力(1)概念：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)影响因素影响范德华力的因素很多，如分子的大小、分子的空间构型以及分子中电荷分布是否均匀等。对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。(3)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、溶解度等，范德华力越大，物质的熔、沸点越高。(4)特点范德华力约比化学键键能小1～2个数量级，且没有方向性和饱和性。(5)分类范德华力包含三种不同的作用力①电荷分布不均匀的分子(如H2O、HCl等)之间的静电作用力。②电荷分布均匀的分子(如O2、N2、CO2等)之间的静电作用力。③电荷分布均匀的分子与电荷分布不均匀的分子之间的静电作用力。三种作用力如下图所示：3．氢键(1)概念：氢键是除范德华力外的另一种分子间作用力，它是由一个水分子中相对显正电性的氢原子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的相互作用。氢键的存在，大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点较高。(2)形成条件：研究证明，氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。(3)强度：尽管人们把氢键也称作“键”，但与化学键比较，氢键属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。(4)表示方法：H原子与电负性大、半径较小的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子Y之间形成氢键，通常用X—H…Y表示。(5)类型：氢键有分子间氢键和分子内氢键两种。(6)氢键对物质物理性质的影响①对物质熔、沸点的影响：组成和结构相似的物质，当分子间存在氢键时，熔、沸点升高，如HF、H2O、NH3等；而分子内存在氢键时，使熔、沸点降低。②对物质溶解度的影响：溶剂和溶质分子间存在氢键时，物质的溶解度增大，如NH3、C2H5OH、CH3COOH等分子均与水分子间存在氢键，有利于物质溶解在水中。议一议1．Cl2、Br2、I2均为第ⅦA族元素的单质，它们的组成和化学性质相似，你能解释常温下它们的状态分别为气态、液态、固态的原因吗？答案Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，由于相对分子质量逐渐增大，所以范德华力逐渐增大，故熔、沸点逐渐升高，状态由气态变为液态、固态。2．CCl4、SiCl4、SnCl4的稳定性为什么逐渐减弱？而它们的沸点逐渐升高？答案分子稳定性取决于键长和键能，CCl4、SiCl4、SnCl4中的键长逐渐变长，键能逐渐减小，分子稳定性减弱；由分子构成的物质的沸点取决于分子间作用力的大小，CCl4、SiCl4、SnCl4的组成和结构相似，随相对分子质量的增大，它们分子间的作用力逐渐增大，沸点逐渐升高。3．从下图可以看出，NH3、H2O和HF的沸点反常。例如，HF的沸点按沸点曲线的上升趋势应该在－90℃以下，而实际上是20℃；H2O的沸点按沸点曲线上升趋势应该在－70℃以下，而实际上是100℃。试用分子间作用力解释，为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常。答案因为H2O、HF、NH3中的O、F、N三种元素的电负性较大，分子间形成了氢键，故H2O、HF、NH3的沸点会出现反常现象。4．写出HF水溶液中氢键的类型。答案有四种类型，即F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。5．解释下列问题。(1)有机物多数难溶于水，为什么乙醇和乙酸可与水互溶？(2)甲醇的沸点明显高于甲醛，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是什么？(3)从氨合成塔的气体中分离出NH3，采用什么方法？为什...