范德华力 氢键
化学键分子间作用力氢键
化学键分子间作用力氢键化学键指的是分子内原子之间的相互作用力，而分子间作用力则是指不同分子之间的相互作用。
分子间作用力一般分为三种类型：范德华力、电子偶极相互作用力和氢键。
其中氢键是分子间作用力中最为强大、常见和重要的一种。
氢键是指氢原子与较电负的原子发生作用力的一种静电相互作用力。
可以说，氢键是生命之源和物质世界的基础。
一、氢键的定义氢键是指氢原子与较电负的原子（如氮、氧和氟）上的孤对电子或π电子的相互作用力。
通俗的说，就是一个分子中的氢原子与另一个分子中的氧、氮、氟等原子之间的作用力，在分子中扮演着重要的角色。
氢键是一种独特的静电相互作用力，发生在分子之间，不同于共价键和离子键。
二、氢键的形成原理氢键的形成是因为氢原子与氧、氮、氟等元素的电负性相差较大，氢原子中心的正电荷和氧、氮、氟原子上的负电子相吸引，导致氢、氮、氧、氟之间发生静电相互作用力。
在氢键中，氢原子所带的正电性与氮、氧和氟原子上带有的负电性相互吸引形成一个小的电偶极。
因此，可以说氢键是氢与氧、氮、氟等元素之间的一种电子偶极相互作用力。
三、氢键的种类氢键根据成键方向可以分为线性氢键和非线性氢键。
线性氢键的配置形成氢键的方向是一条直线，而非线性氢键的配置则是对称的，可以是任意角度。
1. 线性氢键线性氢键是氢原子与较电负的原子上孤对电子或π电子成键的一种形态。
线性氢键通常是由两个分子之间相互作用所形成，成键的方向是成一条直线。
线性氢键除了O–H…O型的氢键外还有N–H…O型的，两者基本相同，只是其中的H原子的反应物不同。
2. 非线性氢键非线性氢键是指氢键的成键方向并不是线性，而是是不对称的。
除了H-O-H型氢键以外，有OH…π，NH…π和CH…O等类型的非线性氢键。
四、氢键在生物体系中的作用氢键在生物体系中发挥着多种多样的作用。
例如在DNA 的双螺旋结构中，两个串联的DNA链之间的成键就是O-H…O 型的氢键；在蛋白质的三维结构中，氢键是蛋白质分子内的一种重要的成键方式，涉及到蛋白质的稳定、折叠和功能性；在蛋白质与DNA相互作用后形成的复合物中，氢键也是重要的成键方式之一。
范德华力氢键
分子极性和非极性判别方法
评
(1)几何形状法（正负电荷中心是否重合）
AB型----极性分子
A2型非金属单质---非极性分子 ABn型：具有平面三角形、直线形、正四面
体型等结构的为非极性分子；而V形、三角
形等为极性分子
(2)化合价法
ABn型分子中中心原子的化合价的绝对值等
于该元素的价电子数(最高正价)时，该分
二、范德华力
评
1.存在分子之间，无方向性、饱和性
2.结构相似的物质，相对分子质量越大，
范德华力越大，熔沸点越高。
3.范德华力的大小决定物理性质，与化
学性质无关
(2) 范德华力与相对分子质量的关系
分子
HClHBrHI来自Ar相对分子质量
36．5
81
128
40
范德华力(kJ/mol)
21.14
23.11
26.00
8.50
熔点/℃
-114.8
-98.5
-50.8
沸点/℃
-84.9
-67
-35.4
单质
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
F2
38
Cl2
71
Br2
160
I2
254
-219.6 -101.0 -7.2 113.5
-188.1 -34.6 58.8 184.4
结论：结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大
ks5u精品课件
(3)范德华力与分子的极性的关系
分子 CO
相对分 子质量
28
分子的 极性
极性
熔点/℃ 沸点/℃ -205.05 -191.49
N2
28
非极性 -210.00 -195.81
范德华力-氢键
课堂练习
1、固体冰中不存在的作用力是 ( A)
A.离子键
B.极性键
C. 氢键
D. 范德华力
课堂练习
2、离子键、共价键、分子间作用力都是微粒间的 作用力。下列物质中，只存在一种作用力的是
（ B）
A.干冰 B.NaCl
C.NaOH D.I2
材料二、四卤化碳的熔沸点与 相对原子质量的关系
温度/℃
250
沸点 熔点
200
CBr4× ×
150
CI4
100 CCl×4 50
× CBr4
0
-50
-100
-150
-200
100×200 300 400 500
CCl4 相对分子质量
×CF4 × CF4
-250
材料三、部分主族元素氢化物的沸点
沸点/℃ 100
75
50
25
0
H2Te
-25 -50
H2S H2Se AsH3
HCl
SbH3
HI
×
SnH4
-75
HB×r
-100
PH3
SiH4×
GeH4
-125
-150 CH4×
2 3 4 5 周期序数
材料四
信息提示：直链烷烃 是指与甲烷结构相似 相差若干“CH2”原子 团的一系列物质，如 C2H6、Ｃ3Ｈ8、 Ｃ4Ｈ10等。
分子间作用力
【问题探究一】
冰山融化现象是物理变化还是化学变化？
冰山融化过程中有没有破坏其中的 化学键？
那为什么冰山融化 过程仍要吸收能量呢？
【问题探究二】
什么是范德华力？ 范德华力有什么特点？ 范德华力对物质哪些性质有影响？
范德华力 氢键
5.氢键对物质性质的影响 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 氢键的存在使物质的熔沸点相对较高 熔沸点相对 ⑵氢键的存在使物质的溶解度增大 氢键的存在使物质的溶解度增大
（3）解释一些反常现象：如水结成冰时， ）解释一些反常现象：如水结成冰时， 反常现象
为什么体积会膨胀。 为什么体积会膨胀。
范德华力是分子间作用力的一种, 范德华力是分子间作用力的一种,分子间作用力 虽然只存在于分子间,但它与分子结构密不可分， 虽然只存在于分子间,但它与分子结构密不可分， 受到分子内部结构的影响: 受到分子内部结构的影响:包括分子的相对分子 质量、分子空间结构、分子内的电荷分布等。 质量、分子空间结构、分子内的电荷分布等。
氢 键
1.氢键：静电作用力和一定程度的轨道重叠作用 氢键： 氢键 2.氢键的表示方法 氢键的表示方法:X—H…Y 氢键的表示方法
3.氢键的形成条件 氢键的形成条件: 氢键的形成条件 共价键， 原子电负性强， 原子电负性强 ⑴有X-H共价键，X原子电负性强，原子 共价键 半径小， 半径小，如F、O、N等。 、 、 等 中的Y必须电负性强、 ⑵ X—H…Y中的 必须电负性强、原子 中的 必须电负性强 半径小、具有孤对电子 孤对电子。 、 可以相同 可以相同， 半径小、具有孤对电子。X、Y可以相同， 也可以不同。 也可以不同。
【问题探究四】 问题探究四】
为什么冰会浮 在水面上呢？ 在水面上呢？
冰 晶 体 中 的 孔 穴 示 意 图
课堂练习 下列事实与氢键有关的是 下列事实与氢键有关的是 有关 （ B）
A.水加热到很高的温度都难以分解 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 水结成冰体积膨胀， 水结成冰体积膨胀 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 、 、 、 的热稳定性依次减弱
分子间作用力的类型
分子间作用力的类型
分子间作用力的类型包括以下几种：
1. 范德华力：是分子之间产生的短程力，可以被看作是由于分子极化或诱导极化引起的电荷分布不均而产生的吸引力。
范德华力较弱，只在非常接近的分子之间起作用。
2. 氢键：是一种特殊的范德华力，通常发生在氢原子与高电负性原子（如氧、氮和氟）之间。
氢键的形成使得分子之间的结合更强，常见于水分子之间以及含有氢键的有机分子中。
3. 极性相互作用：是极性分子之间的相互作用力。
极性分子由于电荷分布的不均匀而具有正负电荷区域，这些电荷区域之间会发生吸引作用。
极性相互作用比范德华力强，但仍比化学键弱。
4. 离子键：是由于正负离子之间的电荷相互作用而形成的化学键。
离子键较强，通常发生在金属和非金属之间，形成离子化合物。
5. 高分子间作用力：高分子间的作用力主要有两种类型，一种是由于范德华力、极性相互作用和氢键等非共价键作用力导致的物理交联；另一种是由于共价键的形成产生的化学交联，如交联聚合物。
这些作用力可以使高分子在溶液或固体中形成稳定的结构。
需要注意的是，这些作用力通常是同时存在的，不同类型的作用力在不同的情况下可能有不同的相对重要性。
氢键,范德华力,ππ作用构筑的mof
氢键，范德华力，ππ作用构筑的mof标题：氢键、范德华力和ππ作用构筑的MOF：从微观到宏观的奇妙世界引言：在我们周围的物质世界中，有一类特殊的材料，它们由氢键、范德华力和ππ作用所构筑而成。
这些材料被称为金属有机骨架（MOF），其结构独特而多样，具有广泛的应用前景。
本文将从微观到宏观的角度，带您一同探索这个奇妙世界。
第一部分：微观世界的奇迹1. 氢键：微弱而神奇的力量氢键是一种分子间相互作用力，由带有部分正电荷的氢原子与带有部分负电荷的电子云或原子间的负电荷区域相互作用形成。
这种微弱的力量在MOF的形成过程中起到了至关重要的作用，使得分子能够紧密地连接在一起，形成稳定的结构。
2. 范德华力：微小而无处不在的力量范德华力是一种分子间的吸引力，是由于分子的电子云的不均匀分布而产生的。
尽管这种力量非常微小，但是它在MOF的构筑中起到了重要的作用。
范德华力的存在使得分子能够在特定的空间中排列，形成有序的结构。
3. ππ作用：碳氢化合物的独特互作用ππ作用是一种分子间的相互作用力，是由于芳香环上的π电子云相互作用而产生的。
这种作用力在MOF中具有重要的意义，特别是在含有芳香环的有机配体中。
ππ作用的存在使得这些配体能够与金属离子形成稳定的结构，为MOF的构筑提供了基础。
第二部分：宏观世界的应用前景1. 储能与分离技术：MOF的能源应用MOF材料因其高度可控的孔隙结构和表面活性，被广泛应用于气体储能、气体分离、催化剂载体等领域。
例如，某些MOF材料能够吸附和储存大量的氢气，为氢能源的开发提供了新的途径。
2. 气体吸附与分离：MOF的环境应用MOF材料在环境领域也有着广泛的应用前景，特别是在气体吸附与分离方面。
例如，MOF材料可以高效地吸附二氧化碳等温室气体，有助于减缓气候变化。
此外，MOF材料还可以用于污水处理和有害气体去除等环境保护领域。
3. 药物传递系统：MOF的生物医学应用MOF材料在生物医学领域的应用也备受关注。
范德华力和氢键对物质的物理性质的影响
范德华力和氢键对物质的物理性质的影响
德华力和氢键是物质结构中重要的物理性质，它们能够影响物质的性质，从而
影响其作用。
德华力是由电子之间不可见的潜在力组成，它以极短的距离加以作用，能够使
物质具有结构弹性、变形性以及其他特定性质。
有理想表示可以这样表示，它将立体化合物的原子形成隐藏的网络形态，这样就可以有效地改变物质的性质。
例如，德华力可以影响结晶晶体的形状，以及结晶晶体的拉伸和抵抗力量。
氢键则可以用来牢牢地连接物质中的原子和分子之间，有效地影响它们的密度、熔解温度、形貌等等，使它们具有稳定的化学结构。
氢键在气体状态的混合物中会稍有变化，但是在其他状态中会通过伪势来形成很强的结合。
舍伍德（Schwartz）-ster氏定律认为，没有氢键的物质的性质都会受到影响，从而对熔点有直接的估
计值。
例如，在生物材料，如淀粉，分子结构中的氢键有助于结构的稳定，使医护材料在改变温度时能够维持形状和结构。
总而言之，德华力和氢键都是物质结构中极其重要的物理性质，它们可以共同
影响物质的性质，促进物质的化学反应，也有助于改变物质的温度特性及稳定性，从而在许多层次上影响物质的反应。
分子间作用力：范德华力与氢键(s)
( A)
氨气溶于水时，大部分NH3 与H2O以氢键 · H2 （用…）表示结合成NH3 ·H 2O分子。根据氨水 的性质可推知NH3 · H2 ·H 2O的结构式为（ D ） A.H B. H │ │ …O— …H— —H H —O O N —H … N— H … │ │ │ │ H H H H C. H D. H │ │ …O— …H— —H H H — N… H—N… —O O │ │ │ │ H H H H
非极性分子：分子空间构型对称的分子。 极性分子：分子空间构型不对称的分子。
判断分子极性的武林秘籍：中心原子的化合价与最外层 电子数相同的分子为非极性分子。 “相似相溶规律”：极性分子组成的溶质，易溶于 极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质，易 溶于非极性分子组成的溶剂
。为什么NH3极易溶于水？
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? 氯化钠为离子化合物，在熔化状态下或在水分子作用下离子 键断裂后成为自由移动的阳、阴离子，从而能导电。而液态 氯化氢是共价化合物，由分子组成，无自由移动的带电粒子， 因此液态氯化氢不能导电。 2．干冰受热汽化转化为二氧化碳气体，而二氧化 碳气体在加热条件下却不易被分解。这是为什么? 干冰受热转化为气体，只是克服能量较低的分子间作用力， 而二氧化碳分解则需要克服能量较高的共价键，因此比较 困难。
分子间作用力
与氢键
【问题探究一】
干冰气化现象是物理变化还是化学变化？
干冰气化过程中有没有破坏其中的 化学键？
那为什么干冰气化过程仍要吸收能量呢？
分子间作用力
分子间存在着将分子聚集在一起 的作用力，这种作用力称为分子间作 用力又称为范德华力
【问题探究二】
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氢键
已经与电负性很强的原子 形成共价键的氢原子与另 一分子中电负性很强的原 子之间的作用力 分子间或分子内氢原子与 电负性很强的N、O、F之间 较弱 溶解性、熔沸点
共价键
原子之间通 过共用电子 对形成的化
对物 熔沸点 质的 影响
0.00
水的 沸点 (℃)
100.00
水在0 ℃ 水在4 ℃ 水在20 水在100 时密度 时密度 ℃时密 ℃时密 (g/ml) (g/ml) 度(g/ml) 度(g/ml)
0.999841 1.000000 0.998203 0.958354
液态水中的氢键
范德华力、氢键和共价键的对比
范德华 力 概念 分子间 普遍存 在的作 用力 存在 分子之 范围 间
8.50
无
2、影响范德华力大小的因素
①结构相似的分子，相对分子质量 越大，范德华力越大。
②分子极性越强，范德华力越大
3、范德华力对物质性质的影响
化学键影响物质的化学性质（主）和 物理性质 范德华力影响物质的物理性质（熔、沸 点及溶解度等） 分子间范德华力越大，熔沸点越高
分子间 将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的作用力 —————
氢键及其对物质性质的影响
3.氢键的存在
(1)分子间氢键
(2)分子内氢键
邻羟基苯甲醛(熔点:-7℃) 对羟基苯甲醛 (熔点:115-117℃)
4.氢键对物质性质的影响：
①对物质熔沸点的影响 分子间氢键使物质熔点升高
分子内氢键使物质熔点降低
②对物质的溶解性的影响
●●●
水的物理性质:
水的 熔点 (℃)
共价键 将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的————
练习：
下列变化过程只是克服了范德华力 的是（ C ）
A、食盐的熔化
B、水的分解
C、碘单质的升华 D、金属钠的熔化
沸点/℃100
75 50 25 0 -25 -50 -75 -100 -125 -150 CH 4 NH3 HF
H2O
H2Te SbH3 H2S HCl PH3 SiH4× H2Se AsH3 HBr HI
×
SnH4
×
GeH4
×
2
3
4
5 周期
一些氢化物的沸点
1.表示：氢键可以用X—H…Y表示。X和Y可 以是同种原子，也可以是不同种原子，但 都是电负性较大、半径极小的非金属原子 （一般就是Ｎ、Ｏ、Ｆ）。表示式中的实 线表示共价键，虚线表示氢键。 2.氢键的键能一般小于40kJ/mol，强度 介于化学键和分子间作用力之间．因此 氢键不属于化学键，而属于分子间作用 力的范畴。
范德华力及其对物质性质的影响
1、范德华力：分子之间的相互作用力， 很弱，比化学键小1~2个数量级。只能 在很小的范围内存在。不属于化学键
分子 HCl HBr HI CO Ar
范德华力 （kj/mol）
共价键键能 (kj/mol)
21.14 23.11 26.00 8.75
431.8 366 298.7 745