高中化學(xué) 3.4分子間作用力 分子晶體課件 蘇教版選修3.ppt

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第四單元分子間作用力分子晶體 一 分子間作用力1 分子間作用力 靜電作用 范德華力 氫鍵 弱 物理 2 范德華力 方向 性 飽和性 結(jié)構(gòu)和組成 越大 越高 3 氫鍵 電負(fù)性大 半徑較小 共價(jià)鍵 電負(fù)性大 半徑較小 X H Y N O F 氫鍵 方向性 飽和性 分子內(nèi)氫鍵 分子間氫鍵 升高 降低 電離 溶解 二 分子晶體 分子 分子間作用力 分子 分子間作用力 較小 較低 非金屬氫化物 非金屬單質(zhì) 非金屬氧化物 酸 有機(jī)物 自我小測(cè) 1 思考辨析 1 分子間作用力是化學(xué)鍵的一種 分析 分子間作用力較小 不屬于化學(xué)鍵 2 相對(duì)分子質(zhì)量越大 分子間作用力越大 熔沸點(diǎn)越高 所以硫化氫的熔 沸點(diǎn)大于水 分析 水中不僅存在范德華力 還存在氫鍵 所以水的熔 沸點(diǎn)大于硫化氫 3 分子晶體的熔 沸點(diǎn)一定比金屬晶體的低 分析 分子晶體的熔 沸點(diǎn)不一定比金屬晶體的低 如碘的熔點(diǎn)比汞的高 4 并不是所有的分子中都存在共價(jià)鍵 但所有的分子晶體中都存在分子間作用力 分析 并不是所有的分子中都有共價(jià)鍵 如稀有氣體 但是所有分子晶體中都有分子間作用力 5 存在氫鍵的分子的熔 沸點(diǎn)比一般分子的高 分析 分子間氫鍵的存在會(huì)導(dǎo)致物質(zhì)的熔 沸點(diǎn)升高 但是分子內(nèi)氫鍵的存在會(huì)降低物質(zhì)的熔 沸點(diǎn) 6 分子晶體熔化時(shí) 只破壞分子間作用力 不破壞分子內(nèi)的化學(xué)鍵 分析 分子晶體熔化時(shí) 只是分子間的距離變大 分子并沒(méi)有變化 所以不破壞分子內(nèi)的化學(xué)鍵 2 下列晶體中 不是分子晶體的是 A 氯化銨B 硫酸C 氦氣D 三氧化硫 解析 選A A項(xiàng)中晶體的組成微粒為陰 陽(yáng)離子 因此氯化銨不是分子晶體 3 下列物質(zhì)中分子間能形成氫鍵的是 A N2B HBrC NH3D H2S 解析 選C 電負(fù)性大的元素與H形成的化合物可以形成氫鍵 4 下列變化中 吸收熱量是用于克服分子間作用力的是 A 加熱金屬鐵使之熔化B 加熱晶體碘使之變成蒸氣C 加熱碘化氫使之分解D 加熱金剛石使之熔化 解析 選B 鐵屬于金屬晶體 熔化時(shí)克服金屬鍵 故A錯(cuò)誤 碘單質(zhì)的晶體屬于分子晶體 加熱晶體碘使之變成蒸氣克服分子間作用力 故B正確 加熱碘化氫使之分解克服的是共價(jià)鍵 故C錯(cuò)誤 加熱金剛石使之熔化 克服的是共價(jià)鍵 故D錯(cuò)誤 5 SJ P60改編 下列有關(guān)氫鍵的因果說(shuō)法中 正確的是 解析 選C 氫鍵屬于分子間作用力 它比化學(xué)鍵弱 分子內(nèi)氫鍵的存在可以降低物質(zhì)的熔 沸點(diǎn) 由于氨氣分子與水分子之間可以形成氫鍵 因此氨氣的溶解度較大 鄰羥基苯甲醛存在分子內(nèi)氫鍵 因此它的熔 沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn)低 一 分子間作用力1 范德華力 氫鍵與共價(jià)鍵的比較 2 范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響 1 對(duì)物質(zhì)熔 沸點(diǎn)的影響 一般來(lái)說(shuō) 組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì) 相對(duì)分子質(zhì)量越大 范德華力越大 物質(zhì)的熔 沸點(diǎn)通常越高 如熔 沸點(diǎn) I2 Br2 Cl2 F2 Rn Xe Kr Ar Ne He 2 對(duì)物質(zhì)溶解性的影響 如在273K 101kPa時(shí) 氧氣在水中的溶解度 0 049cm3 L 1 比氮?dú)庠谒械娜芙舛?0 024cm3 L 1 大 就是因?yàn)镺2與水分子之間的范德華力比N2與水分子之間的范德華力大所導(dǎo)致的 3 氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響 1 對(duì)物質(zhì)熔 沸點(diǎn)的影響 某些氫化物分子間存在氫鍵 如H2O NH3 HF等 會(huì)使其在同主族氫化物中沸點(diǎn)反常 如H2O H2Te H2Se H2S 當(dāng)氫鍵存在于分子內(nèi)時(shí) 它對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響與分子間氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)產(chǎn)生的影響是不同的 鄰羥基苯甲醛的氫鍵存在于分子內(nèi)部 對(duì)羥基苯甲醛存在分子間氫鍵 因此對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn) 沸點(diǎn)分別比鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn) 沸點(diǎn)高 2 對(duì)物質(zhì)密度的影響 氫鍵的存在 會(huì)使某些物質(zhì)的密度出現(xiàn)反常 如液態(tài)水變?yōu)楸?密度會(huì)變小 3 對(duì)物質(zhì)溶解度的影響 如NH3極易溶于水 甲醇 乙醇 甘油 乙酸等能與水混溶 就是因?yàn)樗鼈兣c水形成了分子間氫鍵 4 氫鍵對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響 氫鍵的存在使一些物質(zhì)具有一些特殊結(jié)構(gòu) 如冰晶體的孔穴結(jié)構(gòu) DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)等 針對(duì)訓(xùn)練 1 2015 銀川高二檢測(cè) 下列說(shuō)法不正確的是 A 分子間作用力是分子間相互作用力的總稱(chēng)B 分子間氫鍵的形成對(duì)物質(zhì)的溶解度有影響C 分子間有氫鍵必有范德華力D 氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵 它廣泛地存在于自然界中 解題指南 解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn) 1 分子間作用力包括氫鍵和范德華力 它們影響物質(zhì)的物理性質(zhì) 2 范德華力普遍存在于分子中 氫鍵只存在于一些特殊的物質(zhì)中 解析 選D 分子間作用力是分子間相互作用力的總稱(chēng) A正確 范德華力是分子與分子間的相互作用力 而氫鍵是分子間比范德華力稍強(qiáng)的作用力 它們可以同時(shí)存在于分子之間 C正確 分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔 沸點(diǎn)升高外 對(duì)物質(zhì)的溶解度等也有影響 B正確 氫鍵不是化學(xué)鍵 化學(xué)鍵是原子與原子間強(qiáng)烈的相互作用 D錯(cuò)誤 2 2015 黃山高二檢測(cè) 下列屬于分子晶體性質(zhì)的是 A 固體中含有共價(jià)鍵B 能溶于CS2 熔點(diǎn)112 8 沸點(diǎn)444 6 C 熔點(diǎn)1400 可作半導(dǎo)體材料 難溶于水D 由原子構(gòu)成 質(zhì)軟 導(dǎo)電 解題指南 解答本題需注意以下兩點(diǎn) 1 掌握分子晶體的物理性質(zhì) 低熔點(diǎn) 易升華 硬度小 一般不導(dǎo)電 2 分子晶體中可能含有共價(jià)鍵 含有共價(jià)鍵的固體不一定是分子晶體 解析 選B 分子晶體中不一定含有共價(jià)鍵 A錯(cuò)誤 分子晶體熔點(diǎn)一般比較低 C錯(cuò)誤 分子晶體由分子構(gòu)成 一般不導(dǎo)電 D錯(cuò)誤 方法規(guī)律 分子晶體的判斷方法 1 依據(jù)組成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷 組成分子晶體的微粒是分子 微粒間的作用力是分子間作用力 2 依據(jù)物質(zhì)的分類(lèi)判斷 大多數(shù)非金屬單質(zhì) 氣態(tài)氫化物 非金屬氧化物 酸 絕大多數(shù)有機(jī)化合物形成的晶體是分子晶體 3 依據(jù)晶體的熔 沸點(diǎn)判斷 分子晶體的熔 沸點(diǎn)較低 4 依據(jù)熔融狀態(tài)下是否導(dǎo)電判斷 分子晶體在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電 補(bǔ)償訓(xùn)練 1 下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是 HF的沸點(diǎn)比同主族其他元素的氫化物高 甲硫醇 CH3SH 比甲醇的沸點(diǎn)低 HBr在水中的溶解性很大 鄰羥基苯甲醛的熔 沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲醛的低 H2O是一種非常穩(wěn)定的化合物A B 全部C D 解析 選A 是因?yàn)镠F分子間存在氫鍵 是因?yàn)榧状挤肿娱g存在氫鍵 是因?yàn)镠Br與水的極性相同 鄰羥基苯甲醛形成了分子內(nèi)氫鍵 對(duì)羥基苯甲醛形成了分子間氫鍵 是因?yàn)樗械腍 O鍵穩(wěn)定 2 下列敘述與分子間作用力無(wú)關(guān)的是 A 氣體物質(zhì)加壓或降溫時(shí)能凝結(jié)或凝固B 干冰易升華C 氟 氯 溴 碘單質(zhì)的熔沸點(diǎn)依次升高D 氯化鈉的熔點(diǎn)較高 解析 選D NaCl的熔點(diǎn)高是因?yàn)镹aCl晶體的晶格能較高 離子鍵較強(qiáng) 二 分子晶體的結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 自主導(dǎo)練 1 2015 梧州高二檢測(cè) 冰是人類(lèi)珍貴的淡水資源 在冰中每個(gè)水分子被4個(gè)水分子包圍形成變形的正四面體 通過(guò)氫鍵相互連接成龐大的冰晶體 其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示 1 1mol冰中有mol 氫鍵 2 在冰的結(jié)構(gòu)中 每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連接 在冰晶體中除氫鍵外 還存在范德華力 11kJ mol 1 已知冰的升華熱是51kJ mol 1 則冰晶體中氫鍵的能量為kJ mol 1 3 用x y z分別表示H2O H2S H2Se的沸點(diǎn) 則x y z的大小關(guān)系是 其判斷依據(jù)是 解題指南 解答本題要注意以下兩點(diǎn) 1 分子間作用力包括氫鍵和范德華力 2 分子間氫鍵的存在使物質(zhì)的熔 沸點(diǎn)升高 解析 1 由于1個(gè)水分子與4個(gè)水分子形成4個(gè)氫鍵 而每個(gè)氫鍵被兩個(gè)H2O分子共有 所以1mol冰中含有4 mol 2mol氫鍵 2 氫鍵的能量為打開(kāi)H Y作用力需要的能量 1個(gè)冰晶體分子有兩個(gè)氫鍵 則鍵能為 20kJ mol 1 3 某些氫化物分子間存在氫鍵 如H2O NH3 HF等 會(huì)使同主族氫化物沸點(diǎn)反常 如H2O H2Te H2Se H2S 答案 1 2 2 20 3 x z y水分子間存在氫鍵 故沸點(diǎn)最高 硒化氫比硫化氫相對(duì)分子質(zhì)量大 分子間作用力大 故硒化氫沸點(diǎn)高 方法規(guī)律 影響物質(zhì)性質(zhì)的因素 2 2015 綏化高二檢測(cè) 下圖是干冰晶體的晶胞 由圖可知 每個(gè)CO2分子周?chē)嚯x相等且最近的CO2分子數(shù)目為 A 6B 8C 10D 12 解析 選D 根據(jù)干冰結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 干冰晶體是一種面心立方結(jié)構(gòu) 每個(gè)CO2周?chē)染嚯x且最近的CO2有12個(gè) 同層4個(gè) 上層4個(gè) 下層4個(gè) 總結(jié)歸納 1 典型的分子晶體模型 2 分子晶體的變化規(guī)律 1 對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似 晶體中不含氫鍵的物質(zhì)來(lái)說(shuō) 隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大 范德華力增大 熔 沸點(diǎn)升高 如鹵素單質(zhì) 四鹵化碳 稀有氣體等 2 同分異構(gòu)體中 支鏈越多 熔 沸點(diǎn)越低 如沸點(diǎn) 正戊烷 異戊烷 新戊烷 芳香烴及其衍生物的同分異構(gòu)體熔 沸點(diǎn)一般遵循 鄰位 間位 對(duì)位 的順序 3 易形成分子晶體的物質(zhì) 1 所有非金屬氫化物 如水 硫化氫 氨 過(guò)氧化氫 甲烷等 2 部分非金屬單質(zhì) 如鹵素X2 碘 氧氣 硫 S8 氮?dú)?N2 白磷 P4 C60等 3 部分非金屬氧化物 如CO2 SO2 SO3 P4O6 P4O10等 4 幾乎所有的酸 如H2SO4 HNO3 H3PO4 H2SiO3 H2SO3等 5 絕大多數(shù)有機(jī)物 如苯 乙醇 乙酸 葡萄糖等 警示 分子晶體的注意問(wèn)題 1 分子晶體可能由原子構(gòu)成 如稀有氣體 2 分子晶體中含有物質(zhì)的分子 分子是形成晶體的粒子 3 分子晶體的熔 沸點(diǎn)較低 一般熔 沸點(diǎn)的大小規(guī)律是原子晶體 離子晶體 分子晶體 金屬晶體的熔 沸點(diǎn)變化較大 要依據(jù)具體物質(zhì)來(lái)比較 4 分子晶體熔化時(shí) 不破壞化學(xué)鍵 破壞的是分子間作用力 針對(duì)訓(xùn)練 2015 珠海高二檢測(cè) 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的C60是一種新的分子 它具有空心類(lèi)足球的結(jié)構(gòu) 被稱(chēng)為 足球分子 最近科學(xué)家又確認(rèn)存在著另一種 分子足球N60 它與C60的結(jié)構(gòu)相似 在高溫或機(jī)械撞擊時(shí) 其積蓄的巨大能量會(huì)在一瞬間釋放出來(lái) 下列關(guān)于N60的說(shuō)法中不正確的是 A N60易溶于水B N60是N2的一種同素異形體C 等物質(zhì)的量分解吸收的熱量N60 N2D N60是共價(jià)鍵結(jié)合的空心球狀結(jié)構(gòu) 解析 選A 根據(jù)相似相溶原理 N60為非極性分子 水為極性分子 N60不易溶于水 補(bǔ)償訓(xùn)練 如圖為硼分子的基本結(jié)構(gòu)單元 已知它為正二十面體 有二十個(gè)等邊三角形和一定數(shù)目的頂角 每一個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)硼原子 通過(guò)觀察 此分子由個(gè)硼原子構(gòu)成 解析 該晶體的晶胞由二十個(gè)等邊三角形構(gòu)成 而每個(gè)等邊三角形有3個(gè)頂點(diǎn) 這樣共有20 3 60 個(gè) 頂點(diǎn) 但每個(gè)頂點(diǎn)又被相鄰的5個(gè)等邊三角形所共有 所以該晶胞實(shí)際擁有的頂點(diǎn)數(shù)應(yīng)為20 3 12 個(gè) 答案 12 三 四種晶體類(lèi)型的比較 針對(duì)訓(xùn)練 1 下列說(shuō)法中正確的是 A 離子晶體中每個(gè)離子的周?chē)?個(gè)帶相反電荷的離子B 金屬導(dǎo)電的原因是在外加電場(chǎng)的作用下金屬產(chǎn)生自由電子 電子定向運(yùn)動(dòng)C 分子晶體的熔 沸點(diǎn)低 常溫下均呈液態(tài)或氣態(tài)D 原子晶體中的各相鄰原子都以共價(jià)鍵相結(jié)合 解析 選D 選項(xiàng)A中離子晶體中每個(gè)離子周?chē)龓喾措姾呻x子的個(gè)數(shù)與離子半徑有關(guān) 如一個(gè)Cs 可同時(shí)吸引8個(gè)Cl 選項(xiàng)B中金屬內(nèi)部的自由電子不是在電場(chǎng)力的作用下產(chǎn)生的 選項(xiàng)C中分子晶體的熔 沸點(diǎn)很低 在常溫下也有呈固態(tài)的 如S屬于分子晶體 但它在常溫下為固態(tài) 2 下面的排序不正確的是 A 晶體熔點(diǎn)由低到高 CF4碳化硅 晶體硅C 熔點(diǎn)由高到低 Na Mg AlD 晶格能由大到小 NaF NaCl NaBr NaI 解析 選C A中全為分子晶體 相對(duì)分子質(zhì)量越大 分子間作用力越大 熔點(diǎn)越高 正確 B中全為原子晶體 原子半徑越小 共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)越短 越牢固 熔點(diǎn)越高 正確 C中全為金屬晶體 原子半徑越小 金屬鍵越強(qiáng) 熔點(diǎn)越高 錯(cuò)誤 D中全為離子晶體 離子所帶電荷相同 離子半徑越小 晶格能越大 正確 補(bǔ)償訓(xùn)練 下列有關(guān)冰晶體的說(shuō)法 正確的是 A 冰晶體中氫原子和氧原子以共價(jià)鍵結(jié)合 屬于原子晶體B 冰晶體中水分子之間的作用力是范德華力和氫鍵 屬于原子晶體C 冰晶體中水分子之間的作用力是共價(jià)鍵 屬于分子晶體D 冰晶體中水分子之間的作用力是范德華力和氫鍵 屬于分子晶體 解析 選D 在冰晶體中 氫元素和氧元素是以共價(jià)鍵結(jié)合的 但水分子之間是以范德華力和氫鍵結(jié)合的 因此冰晶體屬于分子晶體