2016分子间作用力
分子间作用力课件

定义类型定义与类型物质聚集生命过程分子间作用力的重要性分子间作用力的影响因素030201静电相互作用范德华力范德华力包括取向力、诱导力和色散力。
范德华力在中等距离范围内起作用,通常适用于较小的分子或原子。
原子或分子之间的非静电相互作用。
氢键氢原子与电负性原子之间的相互作用。
氢键通常存在于含有N、O、F等电负性原子的分子中。
氢键具有较高的强度和选择性,对物质的物理和化学性质产生重要影响。
离子相互作用带相反电荷的离子之间的相互作用。
离子相互作用通常发生在盐类和电解质中。
离子相互作用通过库仑力相互吸引,对物质的溶解度和稳定性具有重要影响。
最小势能在势能表面上,分子的位置会不断变化,这些位置被称为最小势能。
最小势能是分子在相互作用下达到稳定状态时的位置。
势能表面使用经典力学方法计算分子间作用力时,需要构建势能表面。
这个表面可以反映分子间的相互作用,帮助我们了解分子的动态行为。
势阱势能表面上的局部最小值称为势阱。
当分子从一个势阱移动到另一个势阱时,会经历一个能量变化的过程。
经典力学方法量子力学方法量子力学模型量子态哈密顿算符分子动力学方法分子动力学模拟01初始条件02统计平均03谱学方法红外光谱拉曼光谱是一种基于拉曼散射效应的谱学方法,可以用来研究分子的振动和转动能级以及分子间的相互作用。
拉曼光谱核磁共振散射实验计算机模拟实验材料科学高分子材料金属和合金分子筛生物学与医学药物设计通过调节分子间作用力改变药物的生物活性,提高药物的疗效和降低副作用。
组织工程利用分子间作用力构建生物材料和支架,促进细胞的粘附和生长,用于组织修复和再生。
医学诊断通过检测分子间作用力的变化,用于疾病诊断和治疗监测。
污染治理利用分子间作用力吸附和去除环境中的有害物质,如重金属离子、有机污染物等。
生态修复通过调节分子间作用力改善土壤和水体的生态状况,促进生态环境的恢复和保护。
环境科学03热力学性质化工过程与设备01分离与提纯02化学反应过程材料表征材料合成材料设计新材料的设计与开发1多尺度模拟方法的发展23建立精确描述分子间作用力的理论模型,为多尺度模拟提供基础。
分子间作用力包括哪些

分子间作用力包括哪些
分子间作用力包括色散力、诱导力、取向力。
分子作用力产生于分子或原子之间的静电相互作用。
扩展资料
分子间作用力
(1)色散力:瞬时偶极和瞬时偶极之间产生的吸引力。
瞬时偶极:由于分子在某瞬间正负电荷中心不重合所产生的`一种偶极。
色散力普遍存在于一切分子之间。
(2)诱导力:由固有偶极和诱导偶极之间所产生的吸引力。
诱导偶极:由于分子受外界电场包括极性分子固有偶极场的影响所产生的一种偶极。
诱导力存在于极性分子与非极性分子之间;
极性分子与极性分子之间。
(3)取向力:由固有偶极之间所产生的吸引力。
取向力只存在于极性分子与极性分子之间。
非极性分子与非极性分子间之间:只有色散力;非极性分子与极性分子之间:具有色散力和诱导力;极性分子与极性分子之间:具有色散力、诱导力和取向力。
分子间力(范德华力):色散力、诱导力和取向力的总称。
分子间力比一般化学键弱得多,没有方向性和饱和性。
分子间的作用力 课件

B、当它们间的距离等于r0时,分子速度最大 C、当它们间的距离小于r0时,分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力做负功, 分子速度变小
D、当它们间距离最小r0时,分子速度为零
解析:分子力是引力和斥力合力.
F引和F斥都随r增大而减小.
2、有两个分子,设想它们之间相隔10倍直径以上的距
离,逐渐被压缩到不能再靠近的距离,在这过程中,下
面关于分子力变化的说法正确的是( CD)
A.分子间的斥力增大,引力变小;
B.分子间的斥力变小,引力变大;
C.分子间的斥力和引力都变大,但斥力比引力变化快;
D.分子力从零逐渐变大到某一数值后,逐渐减小到零,
然后又从零逐渐增大到某一数值.
F
解析:根据图象的规律对比答案 就可选出正确答案.
F斥
r
F分
F引
3.设空间存在两个不受外界影响的分子,当它们间
的距离等于r0 时,分子间作用力为零,则固定一个 分子,另一分子以一定初动能向它靠近的过程中
( ABCD )
1、邻近分子间同时存在相互作用的 引力和斥力。
2、实际表现出来的是分子引力和斥 力的合力,称为分子力。
3、分子间的引力和斥力都跟分子间 距离有关系。
Zxx k
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
F
r0
0
纵轴表示分子间的作用力
正值表示F斥
F斥
横轴表示分子间的距离
r
负值表示F引
r0
F引
F引
F斥
F斥
玻璃板离开水面后,可以看到玻璃板下表面上仍 有水,说明玻璃板离开水时,水层发生断裂.
水分子发生分裂时,由于玻璃分子和水分子、 水分子之间存在引力,外力要要克服这些分子引力, 造成外界拉力大于玻璃板的重力.
分子间的作用力 课件

1.在任何情况下,分子间总是同时存在着引力和斥力,而实际表现 出来的分子力,则是分子引力和斥力的合力。
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2.分子力与分子间距离变化的关系如下: (1)分子间的引力和斥力都随分子间距离 r 的变化而变化,但变化情 况不同,如图所示。其中,虚线分别表示引力和斥力随分子间距离 r 的 变化,实线表示它们的合力 F 随分子间距离 r 的变化。
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2.有人用两万标准大气压的压强压缩钢筒内的油,发现油可以透过 筒壁渗出。这种现象说明什么问题?
答案:说明钢分子间存在空隙。 油可以透过筒壁,一方面是因为高压的作用,另一方面在于钢分子 间存在空隙,只有分子间存在空隙,在高压作用下油才可能被压出。
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3.压紧的两块铅块会“粘”在一起,说明什么问题? 答案:压紧的铅块“粘”在了一起是因为铅块分子间有引力。
2.统计规律:单个分子的运动都是不规则的,具有偶然性,但从总体 来看,大量分子却有一定的规律,这种规律叫做统计规律。大量分子的集 体行为受到统计规律的支配。
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课堂合作探究
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问题导学
一、分子间的间隙及作用力的证明
活动与探究 1 1.U 形管两臂内盛有一定量的水(不注满水),将右端用橡皮塞堵住, 左管继续注入水,右管水面上的空气体积如何变化,说明什么问题? 答案:体积变小。说明气体很容易被压缩,说明气体分子间有空隙。
2.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距 离的减小而增大,但斥力变化得快。
3.当固体不被压缩和拉伸时,分子间距离 r=r0;当固体被压缩时 r<r0, 作用力的合力表现为斥力;当固体被拉伸时 r>r0,作用力的合力表现为引 力。
4.当物体被拉伸到 r≥10r0 时,F 引和 F 斥都迅速减为零,分子力为零。
分子间作用力课件

03
分子间作用力的计算与模拟
势能面的计算
势能面计算的常用方法
例如,共轭梯度法、最速下降法、牛顿迭代法等。
势能面的精度要求
需要达到足够的精度以保证分子力学模拟的准确性。
分子力学方法
分子力学的基本原理
包括哈密顿算符、薛定谔方程等基本原理。
分子力学方法的应用范围
适用于处理中等规模的分子体系,具有较高的计算效率和实用性。
THANK YOU.
通过分子间作用力,将特定的分子或离子作为模板,实现对 超分子结构的调控。
在纳米材料制备中的应用
软模板法
利用分子间作用力,采用软模板法控制纳米材料的形貌和大小,实现材料的 定向合成。
自组装法
利用分子间作用力,实现纳米材料的自组装,形成有序的纳米结构。
在催化反应中的应用
催化活性与分子间作用力
分子间作用力可以影响催化剂的活性中心,从而影响催化反应的活性和选择性。
特点
分子间作用力是一种短程力,作用范围通常在分子之间;其 强度相对较弱,但具有显著的方向性和取向性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分子间作用力的重要性
1 2 3
物质结构和性质
分子间作用力决定了分子的构型、稳定性、物 理性质等,进而影响整个物质的结构和性质。
化学反应与催化
分子间作用力可以影响化学反应的速率和方向 ,对于化学反应的进程和催化作用具有重要意 义。
参数依赖性
许多理论模型需要依赖于经验或半经验的参数,这些参数的准确 性和可靠性可能会影响预测结果。
在实验技术方面的挑战
精度要求高
实验测定分子间作用力往往需要高精度的光谱学 和量子力学测量技术。
样品要求高
需要制备高质量的样品,以减少误差和不确定性 。
高二物理分子间的相互作用力

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• 3.当r>r0时, F引 >F斥,对外表现 的分子力F为引力.
• 4.当r>10r0时,分子间相互作用力变 得十分微弱,可认为分子力F为零(如 气体分子间可认为作用力为零).
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四、引起分子间相互作用力的原因
• 分子间相互作用力是由原子内带正电的原 子核和带负电的电子间相互作用而引起的.
• 分子间的引力和斥力都 随分子间的距离r的增大 而减小,且斥力总比引 力随r的增大衰减得ks快5u精.品课件
三、分子力与分子间距离的关系
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由此可知: 1.当 r=r0 时,分子间引力和斥力相平衡, F引
=F斥分子处于平衡位置,其中 r0 为分子直径的 数量级,约为10对外表现的分子
• 所以,本题正确答案是C.
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练习:
• 1 分子间的相互作用力由引力F引 和斥 力F斥两部分组成,则( )
• A. F引和F斥是同时存在的 • B.F引总是大于F斥,其合力总是表
现为引力 • C.分子之间的距离越小,F引越小,
F斥越大 • D.分子之间的距离越小,F引越大,
F斥越小
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7.3分子间的相互作用力
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一、分子间存在相互作用力
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1.分子间存在相互作用的引力(如:压紧 的铅块结合在一起,它们不易被拉开).
2.分子间存在相互作用的斥力(如:固体和液 体很难被压缩).
3.分子间的引力和斥力同时存在,实际表现出来 的分子力是分子引力和斥力的合力(分子力).
•
B.乙总是克服分子力做功.
•
C.先是分子力对乙做正功,然后乙克服
2016第十三章,分子热运动详解

二、分子热运动
实验观察2
液体扩散现象
10日后
20日后
30日后
二、扩散现象:
现象三:固体扩散
实验3.固体间的扩散现象
长时间堆放煤的墙角 会变黑,用笤帚扫都 扫不干净。
扩散现象等大量事实表明,一切物质的分子都 在不停地做无规则的运动。(表明分子间存在间隙)
影响扩散快慢的主要因素
——温度
2.分子热运动
2.人们通常以10-10 m为单位来量度分子。镜。
二。分子热运动
1.扩散现象:不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象,叫做扩散现 象。 (1)气体可以发生扩散现象 (2)液体可以发生扩散现象 (3)固体可以发生扩散现象 扩散现象等大量事实表明,一切物质的分子都在不停地做无规则 的运动。 2.分子热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,这种运动 叫做分子热运动。(分子本身自发的,不用外力)
2.固体、液体、气体物质的宏观特性和微观描述
固体分子间距
液体分子间距
气体分子间距
分子间距决定了分子间的作用力,从而决定 了固体、液体和气体的特征。 气体分子之间的距离就很远,彼此之间几乎 没有相互作用力。
四、分子动理论
1.分子动理论的初步知识 常见的物质是由分子、原子构成的;物质内 的分子在不停地做热运动;分子之间存在引力和 斥力。
练一练
2.小明看到气象播报中提到可吸入颗粒物非
常微小,于是他就想到,用可吸入颗粒物进入空气
中来说明分子是运动的不是很好吗?他把这个想法
告诉给小英,可小英说他的想法是错误的,你认为 小明的想法对吗?若是不对,错在哪里?
练一练
3.“破镜不能重圆”是因为将玻璃合起来时,
镜子断裂处绝大多数分子距离过大,分子间几乎没 有 相互作用的力 。
分子间作用力

相关实验
实验流程:
1、利用两束高度聚焦的激光束分别捕获两个铷原子, 分隔开几微米的距离。 2、将一束特定波长的激光束照射在原子上,使得体系 在基态和一个或两个里德伯原子之间振荡。 3、当条件合适时,体系将在基态和一对里德伯原子之 间振荡,此时两个原子分别在两束激光的焦点上。 4、测量这些振荡,可以计算出两个里德伯原子之间的 范德华力。
相关实验
法国的科学家2013年首 次对两个原子之间的范德华 力进行了直接的测量,所用 实验方法可以用来建立量子 逻辑门,或者用来进行凝聚 态系统的量子模拟。
原子偶极:科学家首次直接 测量原子间的范德华
相关实验
这项研究直接测量两个位于可控距离内的独立原子 间的范德华力,原子间的距离由实验人员设定。 技术难题: 在测量原子间作用力时,控制两个普通原子之间的 距离是极其困难的,因为相关的距离非常小。 解决方法: 里德伯原子。它比普通原子大很多,其中有一个电 子处于高激发态,因此有一个很大的瞬时电偶极矩,即 使处于相对较远的距离,也会存在也会存在较大的范德 华力,而且可以被精确控制。
分类
分子间作用力,又称范德华力,主要分为三种作用力: 诱导力、色散力和取向力。
色散力:在所有分子或原子间都存在,是分子的瞬时偶极间作用力。相互 作用分子的变形性越大,色散力越大;分子间电离势越低,色散力越大。 诱导力:在极性分子和非极性分子之间,以及极性分子和极性分子之间都 存在,在阳离子和阴离子之间也会出现。 取向力:发生在极性分子与极性分子之间,是由于极性分子的取向产生的 分子间作用力。取向力与分子的偶极矩平方成正比,与绝对温度成反比。
资料查询
1、环球科学……/ 2、中国科技网……/
3、生物谷……http://w相关实验
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I2
254 113.5 184.4
38 相对分 子量 熔点 -219.6 (℃) 沸点 -188.1 (℃)
熔沸点变 化趋势
熔沸点逐渐升高
卤族元素单质物理性质差异
【拓展视野】
一般情况下,相同类型 的分子,相对分子量越大, 分子间作用力越大,熔沸点 越高
100 沸点/℃ 75 50 25 0 -25 -50 NH3 HF
化学必修2 专题1.微观结构与物质的多样性
第二单元. 微粒之间的相互作用力
分子间作用力
书本P15
干冰升华、硫晶体熔化、液氯汽化都 要吸收能量。物质从固态转变为液态 或气态,从液态转变为气态,为什么 要吸收能量?在降低温度、增加压强时, Cl2、CO2等气体能够从气态凝结成液 态或固态。这些现象给我们什么启示?
【课堂练习】
3、下列物质在变化过程中,只需克服 范德华力的是( ) BD A、食盐溶解 B、干冰升华 C、氯化铵受热,固体消失 D、冰熔化
【课堂练习】
分子间作用力 4、干冰升华时,克服的作用力为______, 变大 在这个变化过程中分子间的距离_____,碳、 不变 氧原子之间的共价键_____,物质的化学性质 不变 ____。
【课堂练习】
1、下列各组物质汽化或熔化时,所克服的粒子间 的作用(力)属同种类型的是( A ) A、碘和干冰的升华 B、二氧化硅和生石灰的熔化 C、氯化钠和铁的熔化 AD ) 2、下列过程中离子键被破坏的是( A、NaCl晶体溶于水 B、钠和硫受热熔化 C、碘和干冰升华 D、Na2SO4晶体受热熔化
H2O
H2Te H2S HCl PH3 SiH4× H2Se AsH3 SbH3 HI
×
SnH4
-75
-100 -125
HBr
×
GeH4
-150 CH 4
×
2
3
4
5 周期
一些氢化物的沸点
氢键(H2O HF NH3)
冰中的氢键
书本P16
H O H
H O H O H H
氢键是一种特殊的分子间作用力,
H O H
不是化学键
氢键对物质性质的影响 ⑴氢键的存在使物质的熔沸点相对较高
⑵解释一些反常现象:如水结成冰时, 为什么体积会膨胀。
课堂练习 下列事实与氢键有关的是 ( B)
A.水加热到很高的温度都难以分解
B.水结成冰体积膨胀,密度变小
C.CH4、SiH4、GeH4 、 SnH4的熔点随相 对分子质量的增大而升高 D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
坏分子内的共价键
通常,物质发生固,液,气三态的变化时,分子间 的距离如何变化?分子间的作用力如何变化?
固态到液态或气态,分子间距离变大,分 子间作用力变小
当物质从固态转变为液态或气态时,是吸收还是 放出能量?为什么? 吸收能量,因为要破坏分子间作用力
物质
F2
Cl2
71 -101 -34.6
Br2
有密切关系。请与同学讨论下列问题,加深对 物质结构与性质关系的认识。 1.氯化钠在熔化状态或水溶液中具有导 电性,而液态氯化氢却不具有导电性。这是为 什么? 2.干冰受热汽化转化为二氧化碳气体, 干冰受热汽化转化为二氧化 而二氧化碳气体在加热条件下却不易被分解。 碳破坏的是分子间作用力。 这是为什么? 而二氧化碳要分解就两个氢键 B、冰、液态水中都存在氢键 C、分子间形成的氢键使物质的熔沸点升高 D、H2O是一种稳定的化合物,这是由于氢键所致
化学键与分子间作用力的比较
作用力
化学键 分子间作 用力
存在
原子间 离子间
强弱
强
影响范围
化学性质
分子间
较弱
物理性质
(如熔沸点)
【课堂练习】
判断对错:
对 1、含有共价键的化合物不一定是共价化合物。 2、氯气是共价化合物。 错 3、含有离子键的化合物一定是离子化合物。 对 4、只含有共价键的物质一定是共价化合物。 错 5、化学反应的本质是能量的变化 错 6、范德华力<氢键<化学键 对 7、分子间作用力影响物质的化学性质 错
一、范德华力
书本P15,最后段
范德华力是一种普遍存在于固体、 液体和气体中分子之间的作用力。
荷兰物理学家范德华 ,1910年获得诺 贝尔物理奖 ,因确立真实气体状态方程 和分子间范德华力而闻名于世。 他是分子间作用力的首位发现者, 所以人们又把分子间作用力叫做范德 华力。
分子间作用力
概念:分子间存在的将分子聚集在一起 的作用力称为分子间作用力。
分类: 范德华力与氢键 分子间 存在:________ 比化学键弱得多 大小:________________ 影响物质的熔沸点和溶解性等物理性质 意义: ______________________________
氯化钠在熔化状态或水溶液中, 化学键被破坏,得到离子。氯 化氢是分子化合物,液态氯化 氢依然以分子状态存在,没有 破坏化学键,不能得到离子。 物质中微粒间的作用力的类型与物质性质