化學(xué)：《分子間作用力 分子晶體》課件1（45張PPT）（蘇教版選修4）

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,歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂,專題3,,分子間作用力分子晶體,微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì),第四單元,水的電解,范德華力、氫鍵,范德華力,,范德華(VanDerWaals1837－1923)荷蘭物理學(xué)家。提出了范德華方程。研究了毛細(xì)作用，對(duì)附著力進(jìn)行了計(jì)算。推導(dǎo)出物體氣、液、固三相相互轉(zhuǎn)化條件下的臨界點(diǎn)計(jì)算公式。1910年因研究氣態(tài)和液態(tài)方程獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。原子間和分子間的吸引力被命名為范德華力。,范德華力是分子之間普遍存在的一種相互作用力，它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)（固態(tài)或液態(tài)）存在。,范德華力存在于液﹑固﹑氣態(tài)的任何微粒之間。作用力屬短程力：300—500pm范圍內(nèi)。無(wú)方向性和飽和性。,影響范德華力的因素：分子的大小、分子的空間構(gòu)型、分子中電荷分布是否均勻等。,范德華力比化學(xué)鍵弱得多。一般來(lái)說(shuō)，某物質(zhì)的范德華力越大，則它的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)就越高。對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，范德華力一般隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增強(qiáng)。,a.取向力當(dāng)極性分子和極性分子相互接近時(shí)，它們的固有偶極的同極相斥而異極相吸，就使得極性分子按一定方向排列，因而產(chǎn)生了分子間的作用力，這種力叫取向力。分子極性越強(qiáng)，取向力越大。這種力只存在于極性分子與極性分子之間。,范德華力的成因：,b.誘導(dǎo)力當(dāng)極性分子和非極性分子相接近時(shí)，非極性分子在極性分子的固有偶極的作用下，發(fā)生極化，而產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，然后誘導(dǎo)偶極與極性分子固有偶極相互吸引。這種由于誘導(dǎo)偶極而產(chǎn)生的作用力，稱為誘導(dǎo)力。這種力產(chǎn)生于極性分子與非極性分子之間，當(dāng)然極性分子與極性分子之間也互相誘導(dǎo)，因而也有這種力。,范德華力的成因：,c.色散力從統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)看，非極性分子沒(méi)有極性，但組成分子的正、負(fù)微?？偸窃诓粩嗟剡\(yùn)動(dòng)著，在某一瞬間，對(duì)多個(gè)分子而言總可能有分子出現(xiàn)正、負(fù)電荷重心不重合，而成為偶極子，這種偶極叫瞬時(shí)偶極。對(duì)大量分子，這種瞬時(shí)偶極的存在就成為經(jīng)常性的，這種靠瞬時(shí)偶極產(chǎn)生的作用力叫色散力。,范德華力的成因：,范德華力對(duì)物質(zhì)的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、氣化熱、熔化熱、溶解度、表面張力、粘度等物理化學(xué)性質(zhì)有決定性的影響。,實(shí)驗(yàn)證明：對(duì)大多數(shù)分子來(lái)說(shuō)，色散力是主要的；只有偶極矩很大的分子(如水)，取向力才是主要的；而誘導(dǎo)力通常是很小的。,氫鍵的形成,,氧族元素的氫的化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),在有些化合物中氫原子似乎可以同時(shí)和兩個(gè)電負(fù)性很大而原子半徑較小的原子(如O、F、N等)相結(jié)合，一般表示為X—HY，其中HY的結(jié)合力就是氫鍵。,X—HY表示氫鍵鍵長(zhǎng)指X和Y的距離鍵能指X—HY分解為X—H和Y所需要的能量,,,,冰晶體中的氫鍵,分子間氫鍵,分子內(nèi)氫鍵,,,(1)對(duì)沸點(diǎn)和熔點(diǎn)的影響分子間氫鍵的形成使物質(zhì)的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)升高。分子內(nèi)氫鍵的生成使物質(zhì)的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)降低。,氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：,(2)對(duì)溶解度的影響在極性溶劑里，如果溶質(zhì)分子與溶劑分子間可以生成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度增大。,氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：,水和甲醇的相互溶解（深藍(lán)色虛線為氫鍵）,蛋白質(zhì)分子中的氫鍵（圖中虛線表示氫鍵）,DNA雙螺旋是通過(guò)氫鍵使它們的堿基（A…T和C…G）相互配對(duì)形成的（圖中虛線表示氫鍵）,范德華力是普遍存在的一種分子間作用力，屬于電性作用。這種作用力比較弱。范德華力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)越高。氫鍵屬于一種較強(qiáng)的分子間作用力，既可以存在于分子之間，也可以存在于復(fù)雜分子的內(nèi)部。氫鍵的存在使物質(zhì)具有某些特殊性質(zhì)。,分子晶體,,干冰及其晶胞,通過(guò)分子間作用力結(jié)合形成的晶體稱為分子晶體,碘晶體及其晶胞,某些分子晶體的熔點(diǎn),,分子晶體的特點(diǎn),低熔點(diǎn)、硬度小、升華。,典型的分子晶體,（1）所有非金屬氫化物如水、硫化氫、氨、氯化氫、甲烷等（2）部分非金屬單質(zhì)如鹵素（X2）、氧（O2）、硫（S8）、氮（N2）、白磷（P4）、碳60（C60）等（3）部分非金屬氧化物如CO2、P4O6、P4O10、SO2等（4）幾乎所有的酸（而堿和鹽則是離子晶體）（5）絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體,,原子晶體與分子晶體的比較,分子晶體的結(jié)構(gòu)特征：,,分子密堆積,如果分子間作用力只是范德華力，若以一個(gè)分子為中心，其周圍通?？梢杂?2個(gè)緊鄰的分子。,分子間作用力與化學(xué)鍵的關(guān)系,分子間作用力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)，而化學(xué)鍵則主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。,分子間作用力與分子晶體熔、沸點(diǎn)的關(guān)系,分子晶體要熔化、要汽化都要克服分子間的作用力。分子間作用力越大，物質(zhì)熔化和汽化時(shí)需要的能量就越多，物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)就越高。分子晶體熔化時(shí)，一般只破壞了分子間作用力，不破壞分子內(nèi)的化學(xué)鍵，但也有例外，如硫晶體（S8）熔化時(shí)，既破壞了分子間的作用力，同時(shí)部分S－S鍵斷裂，形成更小的分子。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部包含有兩種以上鍵型的晶體可統(tǒng)稱為混合鍵型晶體。這類晶體中的典型例子就是石墨晶體。,石墨,在石墨晶體中，碳原子是分層排布的，層內(nèi)所有碳原子以共價(jià)鍵相結(jié)合成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)碳原子與和它緊鄰的3個(gè)碳原子相連，鍵角120；由碳原子組成的最小環(huán)為平面六元環(huán)。層與層之間為分子間作用力。,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,