范德华力和氢键

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。
水在4 ℃ 时密度 (g/ml)
水在20 ℃时密
度 (g/ml)
水在 100 ℃ 时密度 (g/ml)
0.00 100.00 0.999841 1.000000 0.998203 0.958354
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？ (3)为什么水在4℃时密度最大？
液态水中的氢键
在水蒸气中水以单个的H20分子形式存在； 在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合
起来，形成（H20）n(如上图）；在固态水 （冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，
形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空
隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在
水面上．
随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是 冰晶结构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少； 另一是水分子间距因热运动不断增大．0～4℃间， 前者占主导优势， 4℃以上，后者占主导优势， 4℃时，两者互不相让，导致水的密度最大．
相似相溶──水和 甲醇的相互溶解 （深蓝色虚线为氢 键）
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
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 个分币的面积土布满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。
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。如卤素单质
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
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？
思考与交流:
判断下列分子中，哪些是极
性分子，哪些是非极性分子? H2、O2、P4、CO2、H2O、 CH4、Cl2、HCl、C60、HCN、 BF3、CH3Cl、NH3
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。
-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
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。
②对物质的溶解性的影响
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讨论:我们在学习化学的过程中还有什么地方能 用氢键的知识来解释的？ (1)水的特殊物理性质 (2)蛋白质结构中存在氢键 (3)核酸DNA中也存在氢键 (4)甲醇易溶于水 (5)乙醇与水互溶 …………
水的物理性质:
水的 熔点 (℃)
水的 沸点 (℃)
水在0 ℃ 时密度 (g/ml)
高淳县湖滨高级中学高二化学备课组 执教人:徐钰轩
复习回顾
极性键
空间不对称 极性分子
共价键
空间对称
双原子分子：HCl、NO、IBr V型分子：H2O、H2S、SO2 三角锥形分子：NH3、PH3 非正四面体：CHCl3
非极性键
非极性分子
单质分子：Cl2、N2、P4、O2 直线形分子：CO2、CS2、C2H2 正四面体：CH4、CCl4、CF4
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： 下列变化过程只是的分解 C、碘单质的升华 D、金属钠的熔化
沸点/℃100
H2O
75
50
25 HF
0 -25
NH3 -50
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 分子内氢键使物质熔点降低
讨论：尿素、醋酸、硝酸是相对分子质量相近 的三种分子，但这三种物质的熔点和沸点相差 比较大．尿素常温下是固体，熔点在200℃以上； 醋酸的熔点为16.6℃，在温度低于16.6℃时即凝 结成冰状的固体；常温下硝酸是一种具有挥发 性的液体,熔点为-41.6 ℃.根据上述三种物质熔、 沸点差异较大的事实，分析它们可能含有的氢 键，画出示意图．
变性作用是蛋白质受物理或化学因素 的影响，改变其分子内部结构和性质的作 用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结 构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。 强酸、强碱使蛋白质变性，是因为强酸、 强碱可以使蛋白质中的氢键断裂,从而使蛋 白质发生变性.
二、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 8.50 431.8 366 298.7 745 无