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1、第四單元分子間作用力分子晶體第四單元分子間作用力分子晶體專題專題3 微粒間作用力與物質性質微粒間作用力與物質性質課程標準課程標準1了解范德華力的類型，把握范德華力大小了解范德華力的類型，把握范德華力大小 與物質與物質 物物 理理性質之間的辯證關系。性質之間的辯證關系。2初步認識影響范德華力的主要因素，學會辯初步認識影響范德華力的主要因素，學會辯 證的證的 質質 量量分析法。分析法。3理解氫鍵的本質，能分析氫鍵的強弱，認識氫理解氫鍵的本質，能分析氫鍵的強弱，認識氫 鍵的鍵的 重重要性。要性。4加深對分子晶體有關知識的認識和應用。加深對分子晶體有關知識的認識和應用。專題專題3 微粒間作用力與物質性
2、質微粒間作用力與物質性質一、范德華力一、范德華力1共價分子之間存在著某種作用力，能夠把它們的分子聚集共價分子之間存在著某種作用力，能夠把它們的分子聚集在一起，這種作用力叫做在一起，這種作用力叫做_，范德，范德華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力，其實質是一種華力和氫鍵是兩種常見的分子間作用力，其實質是一種_，比化學鍵，比化學鍵_得多。得多。2范德華力范德華力_飽和性和方向性。飽和性和方向性。3對于組成與結構相似的分子，其范德華力一般隨相對分子對于組成與結構相似的分子，其范德華力一般隨相對分子質量的增大而質量的增大而_，對應物質的熔、沸點也逐漸，對應物質的熔、沸點也逐漸_。分子間作用力分子間作用力
3、靜電作用靜電作用弱弱沒有沒有增大增大升高升高1CO2 和和CS2 結構和組成相似，為什么常溫下結構和組成相似，為什么常溫下CO2 是氣是氣體、體、CS2 是液體？是液體？提示：提示：因為因為CS2比比CO2 相對分子質量大，所以分子間范德華相對分子質量大，所以分子間范德華力也大，使力也大，使CS2 沸點升高，常溫下呈液態(tài)。沸點升高，常溫下呈液態(tài)。二、氫鍵的形成二、氫鍵的形成1. 一個水分子中相對顯正電性的氫原子，能與另一個水一個水分子中相對顯正電性的氫原子，能與另一個水 分分 子中相對顯負電性的氧原子的孤電子對接近并產生相互作用子中相對顯負電性的氧原子的孤電子對接近并產生相互作用,這種相互作用
4、叫做氫鍵。氫鍵比化學鍵這種相互作用叫做氫鍵。氫鍵比化學鍵_，但，但比范德華力比范德華力_。氫鍵通常用。氫鍵通常用XHY表示，其表示，其中中X和和Y表示電負性表示電負性_而原子半徑而原子半徑_的的非金屬原子。非金屬原子。2氫鍵氫鍵_方向性和飽和性。方向性和飽和性。3分子間氫鍵使物質的熔、沸點分子間氫鍵使物質的熔、沸點_，溶解度，溶解度_，而分子內氫鍵使物質的熔、沸點，而分子內氫鍵使物質的熔、沸點_。弱弱強強大大小小具有具有升高升高增大增大降低降低2相對分子質量越大的物質，其熔、沸點越高嗎？相對分子質量越大的物質，其熔、沸點越高嗎？提示：提示：不正確，對于分子晶體，若分子中不含有氫鍵，且結不正確，
5、對于分子晶體，若分子中不含有氫鍵，且結構相似的物質，才具有這一性質。構相似的物質，才具有這一性質。三、分子晶體三、分子晶體1分子通過分子通過_構成的固態(tài)物質叫構成的固態(tài)物質叫做分子晶體。做分子晶體。2分子晶體一般硬度分子晶體一般硬度_，熔點和沸點，熔點和沸點_。3多數(shù)非金屬單質、非金屬元素組成的化合物以及絕大多數(shù)多數(shù)非金屬單質、非金屬元素組成的化合物以及絕大多數(shù)有機化合物形成的晶體都屬于分子晶體。有機化合物形成的晶體都屬于分子晶體。分子間作用力分子間作用力較小較小較低較低3所有分子晶體中都存在化學鍵嗎？所有分子晶體中都存在化學鍵嗎？提示：提示：不一定，如稀有氣體是單原子分子，其晶體中不含化不一
6、定，如稀有氣體是單原子分子，其晶體中不含化學鍵。學鍵。1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非極性鍵非極性鍵C離子鍵離子鍵 D氫鍵氫鍵解析：固體乙醇晶體是乙醇分子通過分子間作用力結合的解析：固體乙醇晶體是乙醇分子通過分子間作用力結合的,在在乙醇分子里有乙醇分子里有CC之間的非極性鍵，之間的非極性鍵，CH、CO、O H之間的極性鍵，在分子之間還有之間的極性鍵，在分子之間還有O和和H原子產生的氫鍵，沒有原子產生的氫鍵，沒有離子鍵。離子鍵。C2下列氫鍵中最強的是下列氫鍵中最強的是()ASHO BNHNCFHF DCHN解析：解析：XHY中，中，X、Y原子
7、的電負性越大原子的電負性越大,原子半徑越小原子半徑越小,形成的氫鍵越強。形成的氫鍵越強。S、O、N、F、C中，中，F(xiàn)的電負性最大的電負性最大,原子原子半徑最小，故半徑最小，故C中氫鍵最強。中氫鍵最強。C3共價鍵、離子鍵和范德華力是構成物質時粒子間的不同作共價鍵、離子鍵和范德華力是構成物質時粒子間的不同作用。下列物質中，只含有上述一種作用的是用。下列物質中，只含有上述一種作用的是()A干冰干冰 B氯化鈉氯化鈉C氫氧化鈉氫氧化鈉 D碘碘解析：干冰中有共價鍵和范德華力兩種作用；氯化鈉中只有解析：干冰中有共價鍵和范德華力兩種作用；氯化鈉中只有離子鍵一種作用；氫氧化鈉晶體中有離子鍵和共價鍵兩種作離子鍵一
8、種作用；氫氧化鈉晶體中有離子鍵和共價鍵兩種作用；碘晶體中有共價鍵和范德華力兩種作用。用；碘晶體中有共價鍵和范德華力兩種作用。B4. (2014高考江蘇卷高考江蘇卷)水是生命之源，水是生命之源，2014年我國科學家首年我國科學家首次拍攝到水分子團簇的空間取向圖像，模型如圖。下列關于次拍攝到水分子團簇的空間取向圖像，模型如圖。下列關于水的說法正確的是水的說法正確的是()A水是弱電解質水是弱電解質B可燃冰是可以燃燒的水可燃冰是可以燃燒的水C氫氧兩種元素只能組成水氫氧兩種元素只能組成水D0 時冰的密度比液態(tài)水的密度大時冰的密度比液態(tài)水的密度大探究導引探究導引1F、Cl、Br均位于第均位于第A族元素，族
9、元素，HF和和HBr的沸點的沸點均比均比HCl高，原因是什么？高，原因是什么？提示：提示： HBr的相對分子質量比的相對分子質量比HCl大，則大，則HBr的范的范 德華德華 力力 比比HCl大，所以大，所以HBr的沸點比的沸點比HCl高；高；HF分子間存在氫分子間存在氫 鍵，鍵， 所所以其沸點比同族的其他元素形成的氫化物沸點高。以其沸點比同族的其他元素形成的氫化物沸點高。范德華力與氫鍵范德華力與氫鍵探究導引探究導引2磷酸與硫酸的相對分子質量都是磷酸與硫酸的相對分子質量都是98，為什么磷，為什么磷酸在常溫下是固體酸在常溫下是固體(熔點為熔點為43.3 )，硫酸在常溫下是液體？，硫酸在常溫下是液體
10、？提示：提示：分析兩者的結構，磷酸分子中有三個羥基，硫酸分析兩者的結構，磷酸分子中有三個羥基，硫酸 分分 子子中有兩個羥基中有兩個羥基,由此可知磷酸分子間氫鍵的數(shù)目比硫酸分子間由此可知磷酸分子間氫鍵的數(shù)目比硫酸分子間氫鍵的數(shù)目多，氫鍵的數(shù)目越多，分子間的作用力就越大氫鍵的數(shù)目多，氫鍵的數(shù)目越多，分子間的作用力就越大,從從而導致磷酸的熔點比硫酸的高。而導致磷酸的熔點比硫酸的高。化學鍵、范德華力和氫鍵的對比化學鍵、范德華力和氫鍵的對比相互相互作用作用化學鍵化學鍵范德華力范德華力氫鍵氫鍵定義定義分子內或晶體分子內或晶體中，相鄰兩個中，相鄰兩個或多個原子之或多個原子之間的強烈的相間的強烈的相互作用互作
11、用物質的分子之物質的分子之間存在的微弱間存在的微弱的相互作用的相互作用少數(shù)具有特殊組成的分子少數(shù)具有特殊組成的分子(如如N、O、F的氫化物等的氫化物等)之間存在的比分子間作用之間存在的比分子間作用力稍強的相互作用力稍強的相互作用能量能量鍵能一般在鍵能一般在120800 kJ/mol約幾個到數(shù)十約幾個到數(shù)十個個kJ/mol約數(shù)十個約數(shù)十個kJ/mol(比分子比分子間作用力大間作用力大)對性對性質的質的影響影響主要影響分子主要影響分子的化學性質的化學性質主要影響物質主要影響物質的物理性質的物理性質主要影響該類物質的熔點、主要影響該類物質的熔點、沸點、密度等物理性質沸點、密度等物理性質1有五組由同族
12、元素形成的物質，在有五組由同族元素形成的物質，在101.3 kPa時測得它們時測得它們的沸點的沸點()數(shù)據(jù)如下表所示：數(shù)據(jù)如下表所示：對于表中內容，下列各項中的判斷正確的是對于表中內容，下列各項中的判斷正確的是()A表中各行中物質均為分子，且從左到右沸點均逐漸升高表中各行中物質均為分子，且從左到右沸點均逐漸升高B第第行物質均有氧化性；第行物質均有氧化性；第行物質對應的水溶液均是強行物質對應的水溶液均是強酸酸C第第行中各化合物的穩(wěn)定性順序為行中各化合物的穩(wěn)定性順序為H2OH2SH2SeH2TeD上表中物質上表中物質HF和和H2O，由于氫鍵的影響使它們的分子特，由于氫鍵的影響使它們的分子特別穩(wěn)定別
13、穩(wěn)定解析：選解析：選C。上表中。上表中、行的第一種物質的沸點行的第一種物質的沸點 在同在同 一一 行中均最高，因為在行中均最高，因為在HF分子間、分子間、H2O分子間均存在氫鍵，增分子間均存在氫鍵，增 大了分子間作用力。第大了分子間作用力。第行物質為鹵素單質，均具有氧化性行物質為鹵素單質，均具有氧化性,第第行物質為鹵化氫，對應的水溶液中除行物質為鹵化氫，對應的水溶液中除HF是弱酸外，其余是弱酸外，其余均為強酸。第均為強酸。第行物質為氧族元素的氫化物，其共價鍵逐漸行物質為氧族元素的氫化物，其共價鍵逐漸 減弱，所以穩(wěn)定性逐漸減弱。減弱，所以穩(wěn)定性逐漸減弱。D選項中，氫鍵只能選項中，氫鍵只能 影響物
14、影響物 質質 的物理性質的物理性質,如熔沸點、溶解性等，不影響物質的化學性質如熔沸點、溶解性等，不影響物質的化學性質,如如分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關。分子的穩(wěn)定性與氫鍵無關。探究導引探究導引1CO2和和SiO2是兩種組成相似的共價化合物，但兩是兩種組成相似的共價化合物，但兩者的物理性質卻相差很大，其原因是什么呢？者的物理性質卻相差很大，其原因是什么呢？ 提示：提示： CO2和和SiO2在固態(tài)時的晶體類型不同，在固態(tài)時的晶體類型不同，CO2是分是分 子子 晶體，構成晶體的微粒間以微弱的范德華力相結合，而晶體，構成晶體的微粒間以微弱的范德華力相結合，而SiO2 是原子晶體，構成晶體的微粒間以共價鍵相結
15、合成空間網狀是原子晶體，構成晶體的微粒間以共價鍵相結合成空間網狀 結構，由于共價鍵比范德華力要強得多，所以結構，由于共價鍵比范德華力要強得多，所以SiO2的熔、沸的熔、沸 點和硬度比點和硬度比CO2要高得多。要高得多。分子晶體分子晶體探究導引探究導引2 下圖下圖(左左)為為CO2的晶胞圖，下圖的晶胞圖，下圖(右右)為該為該 晶胞晶胞 的的 簡化圖，請分析一個簡化圖，請分析一個CO2晶胞中含有多少個晶胞中含有多少個CO2分子？分子？ 最最 近的近的CO2有多少個？有多少個？1分子晶體的性質與分子間作用力強弱相關。由于分子分子晶體的性質與分子間作用力強弱相關。由于分子 間間作用力一般很弱作用力一般
16、很弱,因而分子晶體具有硬度小，熔、沸點低因而分子晶體具有硬度小，熔、沸點低 ,易易揮發(fā)，不導電等特點。晶體的熔、沸點越高表揮發(fā)，不導電等特點。晶體的熔、沸點越高表 明分子明分子 間間 作作用力越大。用力越大。2分子汽化時，只破壞分子間作用力，不破壞分子內的分子汽化時，只破壞分子間作用力，不破壞分子內的 共共價鍵。價鍵。2根據(jù)下表給出的幾種物質的熔、沸點數(shù)據(jù)，判斷下列有關根據(jù)下表給出的幾種物質的熔、沸點數(shù)據(jù)，判斷下列有關說法中錯誤的是說法中錯誤的是()A.SiCl4是分子晶體是分子晶體B單質單質B可能是原子晶體可能是原子晶體CAlCl3不能升華不能升華DNaCl的鍵的強度比的鍵的強度比MgCl2
17、大大NaClMgCl2AlCl3SiCl4單質單質B熔點熔點/810710180682 300沸點沸點/1 4651 418160572 500解析：選解析：選C。由表中所給熔、沸點數(shù)據(jù)可知。由表中所給熔、沸點數(shù)據(jù)可知SiCl4最低，最低， 應應 為為分子晶體；單質分子晶體；單質B的熔、沸點最高，因此為原子晶體；的熔、沸點最高，因此為原子晶體；AlCl3的沸點低于熔點，故可升華的沸點低于熔點，故可升華;NaCl的熔點高于的熔點高于MgCl2的的 熔熔 點點,表明表明NaCl鍵鍵 斷斷 裂裂 較較MgCl難，難， 所以所以 Na Cl的鍵的鍵 強強 度度 比比MgCl2大。大。 在下列各物質中，
18、屬于分子晶體且分子間存在范德在下列各物質中，屬于分子晶體且分子間存在范德華力和氫鍵，分子內只含極性共價鍵的是華力和氫鍵，分子內只含極性共價鍵的是()ACO2 BH2OCHCl DNH4Cl 思路點撥思路點撥這是一類歸屬性選擇題，重要的是審這是一類歸屬性選擇題，重要的是審 題中題中 對對 各各物質、各條件仔細辨別，不能漏掉有關條件。如本題第一物質、各條件仔細辨別，不能漏掉有關條件。如本題第一 個個條件是條件是“屬于分子晶體屬于分子晶體”，選項物質中，選項物質中NH4Cl不符；第二個不符；第二個 條條件是件是“分子間存在范德華力和氫鍵分子間存在范德華力和氫鍵”，范德華力都存在，關，范德華力都存在，
19、關 鍵鍵是氫鍵，只有是氫鍵，只有B項項H2O符合。最后條件是符合。最后條件是“分子內只含極性分子內只含極性 共共價鍵價鍵”，H2O符合。符合。分子間作用力分子間作用力答案答案B規(guī)律方法規(guī)律方法只有分子晶體才存在分子，分子晶體中肯定只有分子晶體才存在分子，分子晶體中肯定 存存在范德華力，氫鍵存在于在范德華力，氫鍵存在于N、O、F等電負性較大的原子與等電負性較大的原子與H原子之間。原子之間。 如圖為某晶體中分子間形成氫鍵的結構模型，大球如圖為某晶體中分子間形成氫鍵的結構模型，大球代表代表O，小球代表，小球代表H。下列有關說法中正確的是。下列有關說法中正確的是()A該晶體具有空間網狀結構，所以該晶體
20、具有空間網狀結構，所以不是分子晶體不是分子晶體B1 mol該晶體中含有該晶體中含有46.021023個氫鍵個氫鍵C該晶體受熱融化時，分子之間的該晶體受熱融化時，分子之間的空隙將增大空隙將增大D該晶體中每個分子與另外四個分子形成四面體結構該晶體中每個分子與另外四個分子形成四面體結構 分子晶體分子晶體思路點撥思路點撥一般分子晶體和原子晶體均是由非金一般分子晶體和原子晶體均是由非金 屬元屬元 素素 組組成的成的,但是兩者的性質卻截然不同但是兩者的性質卻截然不同,如熔、沸點，硬度等。不含如熔、沸點，硬度等。不含有氫鍵的分子晶體有氫鍵的分子晶體,其范德華力是沒有方向性的其范德華力是沒有方向性的,故結故結
21、 構構 較為較為緊密是由于氫鍵有方向性，此題中的冰結構為空間四緊密是由于氫鍵有方向性，此題中的冰結構為空間四 面面 體體,貌似原子晶體，所以判斷兩者不能僅從結構上看。貌似原子晶體，所以判斷兩者不能僅從結構上看。解析解析由圖可知該晶體是冰由圖可知該晶體是冰(H2O)，屬于分子晶體。晶體，屬于分子晶體。晶體 中中每個水分子與另外每個水分子與另外4個水分子形成個水分子形成4個氫鍵，即個氫鍵，即1 mol晶體冰晶體冰中含有中含有2 mol氫鍵，也就是氫鍵，也就是26.021023個氫鍵。盡管氫鍵比個氫鍵。盡管氫鍵比共價鍵弱得多，不屬于化學鍵，卻和共價鍵一樣具有方向性共價鍵弱得多，不屬于化學鍵，卻和共價
22、鍵一樣具有方向性,從而從而1個水分子與另外個水分子與另外4個水分子形成了四面體結構。這種結個水分子形成了四面體結構。這種結 構存在較大的空隙，空間利用率不高，當晶體受熱熔化時，構存在較大的空隙，空間利用率不高，當晶體受熱熔化時， 熱運動使冰的結構解體，水分子間的空隙變小，密度增大。熱運動使冰的結構解體，水分子間的空隙變小，密度增大。答案答案D規(guī)律方法規(guī)律方法分子晶體中分子間以范德華力相結合，分子晶體中分子間以范德華力相結合， 其其 作作 用用力很弱，如加熱可以破壞范德華力，故分子晶體一般具有力很弱，如加熱可以破壞范德華力，故分子晶體一般具有 較較低的熔、沸點。再如給分子晶體一定的作用力，分子晶體低的熔、沸點。再如給分子晶體一定的作用力，分子晶體 會會被擊碎，從而也說明了范德華力作用力很小，易被破壞，被擊碎，從而也說明了范德華力作用力很小，易被破壞， 分分子晶體的硬度一般也較小。子晶體的硬度一般也較小。
高中化學 專題3 微粒間作用力與物質性質 第四單元 分子間作用力 分子晶體課件 蘇教版選修3
