專題3微粒間作用力與物質性質第四單元分子間作用力分子晶體1/54氣態(tài)固態(tài)液態(tài)水電解范德華力、氫鍵2/54范德華力范德華

(VanDerWaals1837－1923)

荷蘭物理學家。提出了范德華方程。研究了毛細作用，對附著力進行了計算。推導出物體氣、液、固三相相互轉化條件下臨界點計算公式。1910年因研究氣態(tài)和液態(tài)方程獲諾貝爾物理學獎。原子間和分子間吸引力被命名為范德華力。3/54

范德華力是分子之間普遍存在一個相互作用力，它使得許多物質能以一定凝聚態(tài)（固態(tài)或液態(tài)）存在。

范德華力存在于液﹑固﹑氣態(tài)任何微粒之間。

無方向性和飽和性。4/54影響范德華力原因：

分子大小、分子空間構型、分子中電荷分布是否均勻等。

范德華力比化學鍵弱得多。普通來說，某物質范德華力越大，則它熔點、沸點就越高。對于組成和結構相同物質，范德華力普通伴隨相對分子質量增大而增強。

范德華力對物質沸點、熔點、氣化熱、熔化熱、溶解度、表面張力、粘度等物理性質有決定性影響。

5/54作用微粒作用力強弱意義化學鍵范德華力相鄰原子之間作用力強烈影響物質化學性質分子之間作用力微弱影響物質物理性質（熔、沸點及溶解度等）化學鍵與范德華力比較6/54原子晶體>離子晶體>金屬晶體>分子晶體物質熔沸點高低7/541.以下物質中，其沸點可能低于SiCl4是()A.GeCl4B.SiBr4

C.CCl4D.NaClC練習2.以下敘述正確是()A.氧氣沸點低于氮氣沸點

B.稀有氣體原子序數(shù)越大沸點越高

C.分子間作用力越弱，則由分子組成物質熔點越低BC8/543.將干冰氣化，破壞了CO2分子晶體

.

將CO2氣體溶于水，破壞了CO2分子

.

分子間作用力共價鍵練習4.請預測熔沸點高低（1）HF、HCl、HBr、HI（2）H2O、H2S、H2Se、H2Te事實是否是這么嗎？9/54氫鍵形成10/54－100周期溫度/℃01002345熔點沸點H2OH2SH2SeH2Te氧族元素氫化合物熔點和沸點11/54

在有些化合物中氫原子似乎能夠同時和兩個電負性很大而原子半徑較小原子(如O、F、N等)相結合，普通表示為X—H···Y，其中H···Y結協(xié)力就是氫鍵。

12/54X—H……Y表示氫鍵

氫鍵屬于一個較強分子間作用力，既能夠存在于分子之間，也能夠存在于復雜分子內部。氫鍵不屬于化學鍵氫鍵作用小于化學鍵大于分子間作用力了解氫鍵應注意：13/5414/5415/5416/54冰晶體中氫鍵17/5418/54分子間氫鍵分子內氫鍵19/5420/5421/5422/54(1)對沸點和熔點影響

分子間氫鍵形成使物質沸點和熔點升高。

分子內氫鍵生成使物質沸點和熔點降低。氫鍵對物質性質影響：23/5424/54(2)對溶解度影響

在極性溶劑里，假如溶質分子與溶劑分子間能夠生成氫鍵，則溶質溶解度增大。水和甲醇相互溶解（深藍色虛線為氫鍵）

25/54蛋白質分子中氫鍵（圖中虛線表示氫鍵）26/54DNA雙螺旋是經(jīng)過氫鍵使它們堿基（A…T和C…G）

相互配對形成（圖中虛線表示氫鍵）27/5428/54小結

范德華力是普遍存在一個分子間作用力，屬于電性作用。這種作用力比較弱。范德華力越強，物質熔點和沸點越高。氫鍵屬于一個較強分子間作用力，既能夠存在于分子之間，也能夠存在于復雜分子內部。氫鍵存在使物質含有一些特殊性質。29/54化學鍵、氫鍵和范德華力比較化學鍵氫鍵范德華力概念范圍物質分子間存在微弱相互作用分子間分子中含有與H原子相結合原子半徑小、電負性大、有孤對電子F、O、N分子間（內）電負性較大成鍵原子經(jīng)過H原子而形成靜電作用相鄰原子或離子之間強烈相互作用。

原子或離子30/54強度比較性質影響很強烈,克服它需要較高能量很強烈,克服它需要較高能量很強烈,克服它需要較高能量化學鍵氫鍵范德華力影響物質化學性質和物理性質分子間氫鍵使物質熔沸點升高硬度增大、水中溶解度增大隨范德華力增大，物質熔沸點升高、溶解度增大31/541．以下物質中不存在氫鍵是 （）

A．冰醋酸中醋酸分子之間

B．一水合氨分子中氨分子與水分子之間

C．液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間

D．可燃冰（CH4·8H2O）中甲烷分子與水分子之間D練習2．固體乙醇晶體中不存在作用力是()A．極性鍵 B．非極性鍵

C．離子鍵 D．氫鍵影響C32/543．以下相關水敘述中，能夠用氫鍵知識來解釋是()A．水比硫化氫氣體穩(wěn)定

B．水熔沸點比硫化氫高

C．氯化氫氣體易溶于水

D．0℃時，水密度比冰大BD4．以下說法不正確是() A．分子間作用力是分子間相互作用力總稱

B．范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間

C．分子間氫鍵形成除使物質熔沸點升高外，對物質溶解度、硬度等也有影響

D．氫鍵是一個特殊化學鍵，它廣泛地存在于自然界中D33/54分子晶體34/54

圖3-35是干冰(CO2)分子晶體模型。經(jīng)過學習相關分子間作用力知識，你知道以下問題答案嗎？1.組成份子晶體微粒是什么？分子晶體中微粒間作用力是什么？2.分子晶體有哪些共同物理性質？為何它們含有這些共同物理性質？35/54分子晶體（1）分子間以分子間作用力相結合晶體叫分子晶體。（2）組成份子晶體粒子是：（3）微粒間相互作用是：因為分子晶體組成微粒是分子，所以分子晶體化學式幾乎都是分子式。1.分子晶體概念及其結構特點：分子范德華力36/54

不對，分子間氫鍵也是一個分子間作用力，如冰中就同時存著范德華力和氫鍵。思索：是不是在分子晶體中分子間只存在范德華力？37/54

因為分子間作用力很弱，所以分子晶體普通含有：①較低熔點和沸點；②較小硬度；③固體及熔融狀態(tài)不導電。有溶于水能導電。2.分子晶體物理特征38/54(1)全部非金屬氫化物：

H2O、H2S、NH3、CH4、HX(2)大多數(shù)非金屬單質:X2、N2、O2、H2、S8、P4、C60

(3)大多數(shù)非金屬氧化物:CO2、SO2、N2O4、P4O6、P4O10(4)幾乎全部酸：

H2SO4、HNO3、H3PO4(5)大多數(shù)有機物：乙醇，冰醋酸，蔗糖3.經(jīng)典分子晶體39/544、分子晶體熔、沸點高低比較規(guī)律

分子晶體要熔化或汽化都需要克服分子間作用力。分子間作用力越大，物質熔化和汽化時需要能量就越多，物質熔、沸點就越高。所以，比較分子晶體熔、沸點高低，實際上就是比較分子間作用力（包含范德華力和氫鍵）大小。40/54（1）組成和結構相同物質烷烴、烯烴、炔烴、飽和一元醇、醛、羧酸等同系物沸點均伴隨碳原子數(shù)增加而升高。分子間有氫鍵物質（HF、H2O、NH3等）熔、沸點升高且不遵照上述規(guī)律。形成份子內氫鍵物質，其熔、沸點低于形成份子間氫鍵物質。相對分子質量越大，熔沸點越高。41/54（2）在碳原子數(shù)相同烷烴同分異構體中，普通來說，支鏈數(shù)越多___________。如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷；芳香烴及其衍生物苯環(huán)上同分異構體普通按照“____________________”次序。熔沸點越低鄰位>間位>對位42/54

CO2和SiO2一些物理性質以下表所表示。請你從兩種晶體組成微粒及微粒間作用力角度，分析造成干冰和二氧化硅晶體性質差異原因。

43/545.干冰晶體結構（1）二氧化碳分子位置：在晶體中截取一個最小正方體，正方體八個頂點都落到CO2分子中心，在這個正方體每個面心上還有一個CO2分子。8×1/8+6×1/2=412個（2）每個晶胞含二氧化碳分子個數(shù)（3）與每個二氧化碳分子等距離且最近二氧化碳分子有

44/54由此可見，與CO2分子距離最近CO2分子共有12個

。45/54小結：1.晶體類型判斷：一是看組成晶體微粒種類，二是看微粒之間作用力2.由晶體性質可推斷晶體類型，由晶體類型也可推斷晶體性質。46/54幾個類型晶體結構和性質比較

晶體類型金屬晶體離子晶體原子晶體分子晶體結構組成微粒微粒間作用力性質

熔、沸點硬度導電性舉例金屬陽離子和自由電子陰、陽離子原子分子金屬鍵離子鍵共價鍵分子間作用力較高很高少數(shù)很高或很低較低多數(shù)較大少數(shù)較小較大很大較小良導體不導電Cu、AlNaCl、CsCl金剛石、SiO2干冰、冰熔化或溶于水導電固體及熔融狀態(tài)不導電,有溶于水能導電。47/54晶體熔沸點高低判斷1.不一樣晶體類型物質：原子晶體>離子晶體>分子晶體2.同種晶體類型物質：⑴離子晶體晶體內微粒間作用力越大，熔沸點越高⑵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，晶體熔沸點越高、硬度越大。48/54⑷分子晶體組成和結構相同分子晶體，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高；含有分子間氫鍵分子晶體，分子間作用力顯著增大，熔沸點升高。相對分子質量相近分子晶體，分子極性越大，分子間作用力越大，熔沸點越高；⑶金屬晶體金屬原子半徑越小、單位體積內自由電子數(shù)目越多，金屬鍵越強，晶體熔沸點越高、硬度越大。49/54混合晶體石墨晶體結構模型50/54石墨晶體結構特點和性質分層平面網(wǎng)狀結構，層內C原子以

與周圍

個C原子結合，層間為

；層內最小環(huán)有

個C原子組成；每個C原子被

個最小環(huán)所共用；每個最小環(huán)含有

個C原子，

個碳碳鍵；C原子與碳碳鍵個數(shù)比為

。共價鍵3分子間作用力63232︰3（2）石墨晶體導電性和潤滑性（1）石墨晶體結構特點51/541.以下物質中，固態(tài)時一定