范德华力与氢键、溶解性【上课用】

A．①②③
B．①②⑥
C．②⑤
D．⑤⑥
练习：氨在水中的溶解度在常见气体中最大,下
列因素与氨的水溶性没有关系的是（ ）
A、氨和水都是极性较强的分子
B、氨在水中易形成“O-H … N”键
C、氨溶于水建立了“
”的平
衡
D、氨是一种容易液化的气体
练习：水蒸气中常含有部分（H2O）2，要确 定它的存在，可采用的方法是（ ） A、1L水蒸气冷凝后与足量金属钠反应，测产 生氢气的体积 B、1L水蒸气通过浓硫酸后，测浓硫酸增重的 质量 C、该水蒸气冷凝后，测水的pH D、该水蒸气冷凝后，测氢氧原子比
(3)液体分子间若形成氢键，有可能发生缔合 现象，分子缔合的结果会影响液体的密度。
1．范德华力、氢键和共价键的比较
范德华力
氢键
由已经与电负性很强的
物质分子之间普
原子形成共价键的氢原
概念
遍存在的一种相 互作用的力，又
子与另一个分子中电负
性很强的原子之间的作
称分子间作用力
用力
作用 分子或原子(稀 氢原子，氟、氮、氧原
思考：NH3为什么极易溶于水？NH3溶于水是形成N-
H…Ｏ还是形成O-H…N?
溶质与溶剂分子之间的氢键作用，使溶质溶 解度增大，氢键作用力越大，溶解性越好。
NH3溶于水形成氢 键示意图如右,正 是这样，NH3溶于 水溶液呈碱性
３.氢键的键能一般小于40kJ/mol，强 度介于化学键和范德华力之间．因此氢
不属于化学键
2、影响范德华力大小的因素
分子
相对分子 质量
范德华力 (kJ/mol)
HCl 36．5
21.14
HBr 81
23.11
HI 128
26.00
（1）结构 相似 的分子，相对分子质量越 大 ，范德 华力越 大 ，熔、沸越 高 。
请分析下表中数据
分子 CO
相对分 子质量
28
分子的 极性
极性
D、HF稳定性很强，是因为其分子间能 形成氢键
练习：下列事实与氢键有关的是( ) A、水加热到很高的温度都难易分解 B、水结成冰体积膨胀，密度变小 C、CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分 子质量增大而升高
D、HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
D.-OH上氢原子的活泼性：H-O-H>C2H5-O-H
键不属于化学键，而属于分子间作用力
的范畴。
F—H---F O—H--- O N—H--- N
氢键键能 (kJ/mol)
范德华力 (kJ/mol)
共价键键能 (kJ/mol
28.1 13.4 568
18.8 16.4 462.8
17.9 12.1 390.8
４.氢键的存在 (1)分子间氢键 (2)分子内氢键
因为存在一种把分子聚集在一起的作用力 而我们把这种作用力称为分子间作用力。 通常包括范德华力和氢键。
二、范德华力及其对物质性质的影响
1、范德华力：很弱，比化学键小1~2个 数量级。
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
如熔沸点：H2O ＞H2S，HF＞ HCl，NH3＞PH3
越大，分子 稳定性越强
第三节 分子的性质
四、溶解性
1、内因： 相似相溶原理 “相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于 非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。 注：“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。
如：CH3OH、C2H5OH分子中都含-OH，且-OH所占 “份额”较大，所以2种醇均可与水互溶。
相似相溶──水和 甲醇的相互溶解 （深蓝色虚线为氢 键）
DNA的双螺旋结构(碱基配对)
第三节 分子的性质
6.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
注意：分子间氢键使物质熔点升高 分子内氢键使物质熔点降低
⑵氢键的存在使物质的溶解度增大
极性溶剂里，溶质分子与溶剂分子间的氢键 使溶质溶解度增大， 如：HF和NH3在水中 的溶解度比较大，就是这个缘故。
(g/ml) (g/ml) (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？ (4)水的分解温度远高于其沸点的原因是？
液态水中的氢键
邻羟基苯甲醛(熔点:-7℃)
对羟基苯甲醛
(熔点:115-117℃)
分子间氢键使物质熔点升高
分子内氢键使物质熔点降低
（1）分子间氢键 氢键普遍存在于已经与N、O、F形成共价
键的氢原子与另外的N、O、F原子之间。 如：HF、H2O、NH3 相互之间
C2H5OH、CH3COOH、H2O相互之间 （2）分子内氢键
粒子 有气体)
子(分子内、分子间)
共价键
原子间通过 共用电子对 所形成的相 互作用
原子
范德华力
氢键
共价键
有方向性、有 有方向性、有
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ特征 无方向性、无饱和性
饱和性
饱和性
强度 比较
共价键＞氢键＞范德华力
影响
对于A—H……B， 成键原子半
随着分子极性和相对 强度
A、B的电负性越
径越小，键
的因 分子质量的增大而增 大，B原子的半径 长越短，键
练习：下列事实与氢键无关的是( ) A、液态氟化氢中有三聚氟化氢（HF）3的存 在 B、冰的密度比液态水的密度小 C、乙醇比甲醚（CH3-O-CH3）更易溶于水 D、NH3比PH3稳定
练习：共价键、离子键、范德华力和氢键是形成
晶体的粒子之间的四种作用力。下列晶体：
①Na2O2 ②固体氨 ③NaCl ④SiO2 ⑤冰 ⑥干冰，其中含有三种作用力的是( )
某些物质在分子内也可形成氢键，例如HNO3、 或当苯酚在邻位上有—CHO、—COOH、—OH 和—NO2时，可形成分子内的氢键，组成“螯合环” 的特殊结构.
5.氢键的饱和性和方向性
饱和性：在“X—
H…Y”所表示的氢键中， 一个氢原子只能与一个Y 原子结合
方向性：Y原子与X-H
形成氢键时，氢原子尽 量与Y原子的孤对电子方 向一致，即以H原子为中 心三个原子尽可能在一 条直线上。这样可使X与 Y的距离最远，斥力最小， 形成的氢键强。
F2
38 -219.6 -188.1
Cl2
71 -101.0 -34.6
Br2 160 -7.2 58.8
I2
254 113.5 184.4
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？
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。
低级醇中的-OH与水分子的-OH相近，因而能 与水互溶。 而高级醇的烃基较大，使其中的-OH与水分子 的-OH相似因素少多了，因它们在水中的溶解 度明显减小。
思考与交流
练习：（04广东）下列关于氢键的说法 中正确的是( ) A、每个水分子内含有两个氢键 B、在所有的水蒸气、水、冰中都含有 氢键
C、分子间能形成氢键，使物质的熔沸 点升高
A.干冰 B.NaCl
C.NaOH
D.I2
E.H2SO4
沸点/℃100
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
你从图中能得到什么信息？ 如何用分子间作用力解释图中曲线的形状？
大
越小，氢键键能 能越大，共
素
越大
价键越稳定
范德华力
氢键
共价键
①影响物质的熔沸点、
分子间氢键的存
溶解度等物理性质②
在，使物质的熔 ①影响分子
对物 组成和结构相似的物
沸点升高，在水 的稳定性②
质性 质，随相对分子质量
中的溶解度增大，共价键键能
质的 的增大，物质的熔沸
影响
点升高，如F2＜Cl2＜ Br2＜I2，CF4＜CCl4＜ CBr4
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 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
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．