范德华力与氢键(定1)
第2章 小专题 大智慧 范德华力、氢键和共价键的比较
[例证]
下列变化过程中无化学键断裂或生成的是
( )
A．石墨转化为金刚石 C．干冰升华 [解析]
B．NaCl晶体溶于水 D．氮的固定
A、D中属于化学反应，均涉及化学键的断裂和
生成，B项晶体溶于水有化学键断裂；C项干冰升华破
坏的仅是分子间作用力，故C项正确。 [答案] C
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第 2 章
专题专练
范德华力、氢键和共价键的比较
概念
范德华力 物质分子之 间普遍存在 的一种相互 作用力，又 称分子间作 用力
氢键
共价键
由已经与电负性很大的原 原子间通过共用 子形成共价键的氢原子与 电子对所形成的 另一个分子中电负性很大 相互作用 的原子之间的作用力
质，相对分子质量越大， 半径越小，键能 能越大，共
分子间作用力越大 越大 价键越稳定
范德华力 ①影响物质的熔沸、点 对物 质性 质的
氢键
共价键
分子间氢键的存
影响
在，使物质的熔、 及溶解度等物理性质 ①影响分子 沸点升高，在水 ②组成和结构相似的物 的稳定性② 中的溶解度增大， 质，随相对分子质量的 共价键键能 如熔、沸点： 增大，物质的熔、沸点 越大，分子 H2O>H2S， 升高，如F2<Cl2<Br2<I2， 稳定性越强 HF>HCl， CF4<CCl4<CBr4 NH3>PH3
分类
特征
极性共价键、非 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键 无方向性、 有方向性、有饱 有方向性、有饱和性 无饱和性 和性
范德华力
氢键 共价键>氢键>范德华力
共价键
强度
键的极性和分子的极性 范德华力和氢键及其对物质性质的影响
氢键的存在可以 影响分子的极性 从而影响分子的 性质和反应性
氢键的形成条件
氢原子与电负性较大的原子（如F、O、N）形成共价键 氢原子与电负性较大的原子之间存在一定的距离 氢原子与电负性较大的原子之间的角度合适 氢原子与电负性较大的原子之间的电子密度较高
氢键对物质性质的影响
氢键对物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质有重要影响 氢键对物质的化学性质有重要影响如反应速率、反应选择性等 氢键对物质的生物活性有重要影响如药物的活性、酶的活性等 氢键对物质的晶体结构有重要影响如晶体的稳定性、晶体的形态等
取向力是由于分子间的极性相互作用引起的 氢键是由于分子间的氢原子与电负性原子之间的相互作用
引起的
范德华力的影响因素
分子极性：分子极性越大 范德华力越强
分子间距离：分子间距离 越近范德华力越强
温度：温度越高范德华力 越弱
压力：压力越大范德华力 越强
范德华力对物质性质的影响
范德华力影响物质的熔点、 沸点、硬度等物理性质
子
键的极性的影响
影响分子的极性： 键的极性决定了 分子的极性
影响分子的稳定 性：键的极性影 响分子的稳定性
影响分子的反应 性：键的极性影 响分子的反应性
影响分子的物理性 质：键的极性影响 分子的物理性质如 溶解度、熔点等
Prt Three
分子的极性
分子的极性的定义
极性分子：分子中 存在电荷分布不均 匀的情况导致分子 具有正负电荷中心
添加标题
判断分子的极性：通过比较 分子中所有键的极性来判断
分子的极性
非极性分子：分子中所有键 的极性之和小于0分子为非极
性分子
添加标题
添加标题
添加标题
电负性差：两个原子的电负 性差越大键的极性越强
范德华力 氢键
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：
分子间的力范德华力和氢键
分子间的力范德华力和氢键分子间的力：范德华力和氢键分子间的力是指分子之间相互作用的力，其中范德华力和氢键是两种常见的分子间力。
本文将对这两种力进行介绍和解析。
一、范德华力范德华力（van der Waals force）是一种相互吸引的力，起因于分子内部电荷分布的不均匀性。
它可以分为三种类型：弱的分散力（London力）、较强的取向力和最强的诱导力。
1. 分散力（London力）分散力是最弱的一种范德华力，主要存在于非极性分子之间。
分子内由于电子云的运动造成瞬时偶极矩的形成，进而引发相邻分子的极化作用，使它们之间发生吸引。
这种吸引力是瞬时性的，范德华力是由于瞬时偶极矩之间相互作用而形成的。
2. 取向力取向力是存在于极性分子之间的范德华力，是由于分子内的极性键引起的。
它是根据分子极性键的方向而产生的相互作用，类似于磁铁的N极和S极之间的吸引力。
3. 诱导力诱导力是范德华力中最强的一种类型，是由于一种分子的极化而诱发另一种分子的极化。
当一个非极性分子接近一个由极性键组成的分子时，它会被诱导成有临时极性，这样会引发两种分子之间的相互吸引。
总结：范德华力是一种微弱但广泛存在的分子间作用力，它对物质的性质和相互作用具有重要影响。
二、氢键氢键（hydrogen bond）是分子间的一种特殊强力相互作用，主要存在于带有氢原子的分子中。
氢键可以发生在分子中的氢与另一个带有电负性原子（如氮、氧和氟）之间的相互作用。
氢键的形成是通过氢原子与接受者原子形成一个氢和一个共价键，同时将电子密度极大地转移到接受者原子上。
氢键通常是可逆的，并且在分子之间形成临时的化学键，类似于范德华力的诱导力。
氢键的强度通常比较大，可以影响物质的性质和化学反应。
三、范德华力与氢键的区别范德华力和氢键虽然都属于分子间作用力，但是它们有一些明显的区别。
1. 强度不同：范德华力相对较弱，而氢键相对较强。
2. 形成条件不同：范德华力主要由于分子内电荷的不均匀性形成，而氢键则是通过氢原子和电负性原子之间的相互作用形成。
范德华力和氢键及其对物质性质的影响 PPT课件
H2O: O—H…O
NH3:
N—H…N
NH3和H2O： O—H…N
3.氢键的特点 (1).饱和性和方向性
a.由于 H 的体积小，1 个 H 只能形成一个氢键；
b.由于 H 的两侧电负性极大的两原子的负电排斥， 使(A — H ···B —)中A和B两个原子一般在H原子 两侧且呈直线排列。除非其它外力有较大影响时， 才改变方向。
Waals，1837~1923年)。荷兰科学家， 1910年获得诺贝尔物理奖。1837年6 月1日，生于莱顿。1873年，他获得 莱顿大学的博士学位，在论文中他 首次证明了分子体积以及分子间作 用力的存在。这种把分子聚集在一 起的作用力，叫做分子间作用力即
范德华力。
一、范德华力
1.使分子聚集在一起的作用力，其实质是电性引力。
范德华力和氢键及其对物 质性质的影响
夯实基础：
范德
华力 一、范德华力
和氢
键及
其对
物质
性质 的
二、氢键
影响
思考与交流
1、降温加压气体为什么会液化？ 2、降温时液体为什么会凝固？
—— 分子间存在一种使其聚集在一起的 作用力！
这种把分子聚集在一起的作用力，叫做 分子间作用力也称为范德华力。
资 料
范德瓦尔斯(J．D．van der
有分子内氢键 沸点： 44 － 45 ℃
(2).溶解度
若溶质与溶剂之间能形成氢键，物质的溶解度 较大。例如：NH3极易溶于水。
(3).物质的硬度
若分子之间存在氢键，物质的硬度增大！
(4).物质的密度——使物质密度反常！
例如：水的固体(冰)密度小于液体！
Why：冰的密度小于水的密度？
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
高中化学选择性必修二分子间作用力和氢键知识点
高中化学选择性必修二分子间作用力和氢键知识点笔记一．分子间作用力１．定义：分子间存在着将分子聚集在一起的作用力，称分子间作用力。
分子间作用力也叫范德华力．２．实质：一种电性的吸引力．３．影响因素：分子间作用力随着分子极性．相对分子质量的增大而增大．分子间作用力的大小对物质的熔点．沸点和溶解度都有影响．一般来说．对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越强，物质的熔沸点也越高．４．只存在于由共价键形成的多数化合物，绝大多数非金属单质分子和分子之间．化学键是分子中原子和原子之间的一种强烈的作用力，它是决定物质化学性质的主要因素。
但对处于一定聚集状态的物质而言，单凭化学键，还不足以说明它的整体性质，分子和分子之间还存在较弱的作用力。
物质熔化或汽化要克服分子间的作用力，气体凝结成液体和固体也是靠这种作用力。
除此以外，分子间的作用力还是影响物质的汽化热、熔化热、溶解黏度等物理性质的主要因素。
分子间的作用力包括分子间作用力（俗称范德华力）和氢键（一种特殊的分子间作用力）。
分子间作用力约为十几至几十千焦，比化学键小得多。
分子间作用力包括三个部分：取向力、诱导力和色散力。
其中色散力随分子间的距离增大而急剧减小，一般说来，组成和结构相似的物质，分子量越大，分子间距越大，分子间作用力减小，物质熔化或汽化所克服的分子间作用力减小，所以物质的溶沸点升高。
化学键与分子间作用力比较二．氢键－特殊的分子间作用力1．概念：氢键是指与非金属性很强的元素（主要指Ｎ、Ｏ、Ｆ）相结合的氢原子与另一个分子中非金属性极强的原子间所产生的引力而形成的．必须是含氢化合物，否则就谈不上氢键。
２．实质：氢键不是化学键，属于分子间作用力的范畴．但比普通分子间作用力要强得多．３．存在：水．冰．氨．无机酸．醇等物质能形成氢键．４．分类：分子内氢键和分子间氢键５．影响：分子间氢键的形成除使物质的熔沸点升高外，对物质的溶解度．硬度等也都有影响．６．表示法：用＂X—H…Y＂表示，且三原子要在一条直线上．X、Y与H构成分子。
分子间作用力(范德华力、氢键) 高二化学课件(人教版2019选择性必修2)
O—H … N O—H … F N—H … O
F—H … O
4、特点： ①氢键具有方向性和饱和性
方向性：A—H…B—总是尽可能在同一直线上。 饱和性：每个裸露的氢原子核只能形成一个氢键
每个孤电子对也只能形成一个氢键。
②氢键比化学键的键能小1~2个数量级，不属于化学键，也是一
种分子间的作用力。以冰晶体为例：共价键>氢键 >范德华力
因氢键而相互缔合，形成所谓的缔合分子。
课堂练习3：下列有关水的叙述中，不能用氢键的知识来解释的是（ D）
A、 0℃时，水的密度比冰大
B、水的熔沸点比硫化氢的高
C、测得H2O的相对分子质量大于18
D、水比硫化氢气体稳定
③氢键对溶解度的影响
与水分子间能形成氢键的物质在水中的溶解度增大
氨气极易溶于水、乙醇、乙醛、乙酸与水互溶而乙烷不溶于水
共价键的键能(KJ•mol-1) 范德华力(KJ•mol-1) 氢键(KJ•mol-1)
467
11
18.8
5、类别： ① 分子间氢键 分子间氢键存在于如HF、H2O、NH3 、C2H5OH、
CH3COOH 等同种分子之间，也存在于它们相互之间
② 分子内氢键
对羟基苯甲醛不能形
成分子内氢键
邻羟基苯甲醛
降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实表明，分子之间 存在着相互作用力 ——分子间作用力（包括范德华力和氢键）
一、 范德华力
1、概念：
把分子聚集在一起的作用力，称为范德华力
实质： 分子间的一种静电作用
2、特点：
①范德华力很弱，比化学键的键能小1~2数量级
分子
HCl HBr HI
范德华力(kJ/mol) 21.14 23.11 26.00
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分子
HCl HBr HI CO Ar
范德华力 21.14 23.11 26.00 8.75 8.50 （kj/mol）
共价键键能 431.8 366 298.7 745 无 (kj/mol)
化学键与范德华力的比较
化学键
范德华力
概念 相邻的原子间强 把分子聚集在 烈的相互作用 一起的作用力
存在范围 分子内、原子间
２.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。
３.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。
DNA的双螺旋结构(碱基配对)
思考：
分子间 将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的—作—用——力—
将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的—共—价——键
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
四、氢键及其对物质性质的影响
１.定义：当氢原子与电负性大的X 原子以共价键结合时，它们之间的 共用电子对强烈地偏向X，使H几乎 成为“裸露”的质子，这样相对显 正电性的H与另一分子中相对显负电 性的X(或Y)中的孤对电子接近并产 生相互作用，这种相互作用称氢键。
H2O
75
50
25 HF
0 -25
NH3 -50
-75 -100 -125
H2S
HCl
PH3
SiH4×
H2Se AsH3
HB×r
GeH4
H2Te SbH3
HI
×
SnH4
-150 CH4×
2 3 4 5 周期 一些氢化物的沸点
思考？夏天经常见到许多壁虎在墙壁或 天花板上爬行，却掉不下来，为什么？
壁虎为什么能在天花板土爬行自如?这曾是一个困扰 科学家一百多年的谜。用电子显微镜可观察到，壁虎 的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级 尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力?实验证明，如果在一 个分币的面积上布满100万条壁虎足的细毛，可以吊起 20kg重的物体。近年来，有人用计算机模拟，证明壁 虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙 体之间的范德华力。
较弱
很强
对物 熔沸点 质的 影响
溶解性、熔沸点
主要影响化 学性质
蛋白质结构中的氢键
二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有 周期性的结构的构象，是多肽链局部的空间结构（构象）， 主要有α－螺旋、β－折叠、β－转角等几种形式，它们是构 成蛋白质高级结构的基本要素。 蛋白质的生物学活性和理 化性质主要决定于空间结构的完整
分子间范德华力越大，熔沸点越高
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
沸点/℃100
作用力强 弱
较
强
影响的性 质
主要影响 化学性质
分子之间
与化学键相比 弱的多
主要影响物理性 质（如熔沸点）
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）
４.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℃)
5.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
互为同分异构体的物质，能形成分子 内氢键的，比形成分子间氢键的熔、 沸点要低。
水的物理性质:
水的熔 水的沸 水在0 ℃时 水在4 ℃ 水在20 水在100 点(℃) 点(℃) 密度(g/ml) 时密度 ℃时密度 ℃时密度
自学: 科学视野—表面活性剂和细胞膜
我们知道：分子内部原子间存在 相互作用——化学键，形成或破坏 化学键都伴随着能量变化。
物质三相之间的转化也伴随着能 量变化。这说明：分子间也存在着 相互作用力。
二、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
(g/ml) (g/ml) (g/ml)
0.00 100.00 0.999841 1.000000 0.998203 0.958354
缔合分子
讨论水的特殊性： (1)水的熔沸点比较高？ (2)为什么水结冰后体积膨胀？
液态水中的氢键
②对物质的溶解性的影响
●●●
溶质与溶剂间形成氢键的存在使该物质 的溶解度增大
范德华力、氢键和共价键的对比
范德华 力
氢键
共价键
概念 分子间 已经与电负性很强的原子 原子之间通
普遍存 形成共价键的氢原子与另 过共用电子
在的作 一分子中电负性很强的原 对形成的化
用力
子之间的作用力
学键
存在 分子之 分子间或分子内氢原子与 相邻原子之
范围 间 电负性很强的N、O、F之间
间
强度 微弱