分子间作用力 分子晶体
《分子间作用力 分子晶体》课件(教师版)解析
分子晶体熔化时，一般只破坏了分子间作用力，不 破坏分子内的化学键，但也有例外，如硫晶体（S8）熔 化时，既破坏了分子间的作用力，同时部分S－S键断裂， 形成更小的分子。
几种类型的晶体结构和性质
2、分子晶体的特点： 熔点低、硬度小、易升华。
某些分子晶体的熔点
分子晶体
氧
氮
白磷
水
熔点
－218.3 －210.1
44.2
0
分子晶体 硫化氢
甲烷
乙酸
尿素
熔点
－85.6
－182.5
16.7
132.7
3、典型的分子晶体
（1）所有非金属氢化物 如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等
（2）部分非金属单质 如卤素（X2）、氧（O2）、硫（S8）、氮 （N2）、 白
分布是否均匀等。
范德华力比化学键弱得多。一般来说，某 物质的范德华力越大，则它的熔点、沸点就越 高。对于组成和结构相似的物质，范德华力一 般随着相对分子质量的增大而增强。
二、氢键的形成
氧族元素的氢化物的熔点和沸点
温度/℃
100
H2O
0 H2O
H2Te 沸点
H2Se H2S
H2Te熔点
H2S H2Se
晶体类型 金属晶体 离子晶体 原子晶体 分子晶体
构成微粒 结 构 微粒间作
用力
金属离子、 自由电子
金属键
阴、阳离子 离子键
原子 共价键
分子
分子间作 用力
熔、沸点 有高有低
较高
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
很高
3.4 分子间作用力 分子晶体
共价键键
568
能(kJ/mol)
18.8 462.8
N—H … N 20.9 390.8
氢键——
比范德华力要强而比化学键弱的分子间作用力
教科书 P56
1. 请解释物质的下列性质： （1）NH3极易溶于水。 （2）氟化氢的熔点比氯化氢的高。
2. 邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同分异构体,预测 对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛熔点的高低，并解释。
强调：氢键是另一种分子间作用力，不属于化学键。
2、氢键的形成
在一个H2O分子中，共用电子对强烈地偏向O原 子，使H原子几乎成为“裸露”的质子。这个半径很 小、带部分正电荷的H核，就能与另一个H2O分子中 带部分负电荷的O原子的孤电子对接近并产生相互作 用。这种静电相互作用就是氢键。
H2O中氢键的形成过程
H
OO
C
H
O
HO
5、 氢键对物质性质的影响
①对熔点和沸点的影响
分子间形成氢键会导致物质的熔沸点 升高 分子内形成氢键则会导致物质的熔沸点 降低
②对溶解度的影响
溶质分子与溶剂分子之间形成氢键使
溶解度增大。
你知道下列问题的答案吗？
1.构成分子晶体的微粒是什么？ 分子晶体中微粒间的作用力是 什么？
2.分子晶体有哪些共同的物理性 质？为什么它们具有这些共同 的物理性质？
固体及熔融状
熔化或溶 于水导电
不导电
态不导电,有 的溶于水能导
电。
NaCl、 金刚石、 干冰、
CsCl SiO2
冰
点
SiH4
CH4
结论：
H2O 、NH3 、HF比同主族氢化物的沸点高？
猜想：
H2O、 NH3、 HF除了范德华力之外，是否 还存在一种作用力？
6-3 分子晶体和分子间作用力
所谓分子的变形性，即分子的 正负电重心的可分离程度。
分子体积越大，电子越多，变 形性越大。
非极性分子在无外电场作用时， 由于运动、碰撞，原子核和电子 的相对位置变化 … … 其正负电重心 可有瞬间的不重合。
极性分子也会由于上述原因改变 正负电重心。
这种由于分子在一瞬间正负 电重心不重合而造成的偶极
在国际单位制中偶极矩
以 C•m（库仑•米）为单位，
当 q = 1 C， d = 1 m 时，
= 1 C•m
C•m 与 D 两种偶极矩单位的 换算关系为
4.8 D = 1.602 10－19 C 1.0 10－10 m 1.602 10－19 1.0 10－10 C•m
1D = 4.8
3. 色散力 瞬间偶极 —— 瞬间偶极 之间有色散力。
由于各种分子均有瞬间偶极， 故色散力存在于
极性分子 —— 极性分子 极性分子 —— 非极性分子 非极性分子 —— 非极性分子
色散力不仅存在广泛，而且在分子 间力中，色散力经常是重要的。
下面的数据可以说明这一点
kJ•mol－1 取向力
Ar
0
HCl
它仅存在于极性分子之间。 取向力的大小与偶极矩的平方成
正比， F 2
2. 诱导力
诱导偶极 —— 永久偶极 之间的作用称为诱导力。
极性分子作为电场，使非极性 分子产生诱导偶极
极性分子作为电场，使极性分 子的偶极增大，产生诱导偶极
这时诱导偶极与永久偶极之间 产生诱导力。
因此诱导力存在于 极性分子 —— 非极性分子 也存在于 极性分子 —— 极性分子
则偶极矩 = q d
当 d = 1.0 10－10 m 即 d 为 1 A°
2020年春高二化学下学期选修《物质结构与性质》学案3.4.1分子间作用力
专题三第四单元分子间作用力分子晶体第1课时分子间作用力【学习目标】1.熟知常见的分子间作用力(范德华力和氢键)的本质及其对物质性质的影响。
2.会比较判断范德华力的大小，会分析氢键的形成。
【新知导学】一、范德华力1．分析讨论，回答下列问题：(1)液态苯、汽油等发生汽化时，为何需要加热？(2)降低氯气的温度，为什么能使氯气转化为液态或固态？(3)卤素单质F2、Cl2、Br2、I2，按其相对分子质量增大的顺序，物理性质(如颜色、状态、熔点、沸点)有何变化规律？2．上述事实能够说明：(1)固体、液体和气体中分子之间的________叫范德华力。
(2)一般来说，相对分子质量________，范德华力越大。
(3)范德华力一般没有方向性和饱和性，只要分子周围空间允许，当气体分子凝聚时，它总是________________________________________________________________________。
3．范德华力对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响①组成和结构相似的分子，相对分子质量________，范德华力________，物质的熔、沸点就越高。
例如熔、沸点：CF4<CCl4<CBr4<CI4。
②组成相似且相对分子质量相近的物质，分子电荷分布越不均匀，范德华力越大，其熔、沸点就越高，如熔、沸点：CO>N2。
③在同分异构体中，一般来说，支链数________，熔、沸点就越低，如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷。
(2)对物质溶解度的影响溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越______，溶解度越大。
【归纳总结】1.范德华力普遍存在于________、________和________分子之间。
2．影响范德华力的因素：主要包括__________、________________以及分子中电荷分布是否均匀等。
3．范德华力______，物质的________越高，______越大。
分子晶体和离子晶体
分子晶体和离子晶体
晶体是一种具有高度有序结构的物质形态，又分为分子晶体和离子晶体两种，两者具有不同的构成和性质。
一、分子晶体
分子晶体由分子按规则方式排列而成，通常具有较低熔点和易溶于溶剂的特点。
其分子之间通过分子间相互作用力进行结合，包括分子分子之间的相互作用和分子与周围环境的相互作用，例如氢键、范德华力、静电作用等。
分子晶体比较常见的有冰、石英、石蜡等。
二、离子晶体
离子晶体由带正或负电荷的离子按一定比例和规则排列而成，通常具有高熔点和难溶于溶剂的特点，其稳定性也相对较高。
离子之间通过静电作用结合，包括同性离子之间的相互作用和异性离子之间的相互作用，例如氧化物、硫化物、氯化物等。
离子晶体比较常见的有氯化钠、氧化铁、碳酸钙等。
三、分子晶体与离子晶体的比较
1.构成成分：分子晶体由分子按规则方式排列，离子晶体由带正或负电荷的离子按一定比例和规则排列。
2.相互作用力：分子晶体的分子之间通过分子间相互作用力进行结合，包括分子分子之间的相互作用和分子与周围环境的相互作用；离子晶体之间通过静电作用结合，包括同性离子之间的相互作用和异性离子之间的相互作用。
3.性质特点：分子晶体通常具有较低熔点和易溶于溶剂的特点；离子晶体通常具有高熔点和难溶于溶剂的特点，其稳定性也相对较高。
四、结语
分子晶体和离子晶体是晶体结构的两种重要类型，其结构和性质上存在明显的差异。
分子晶体的特点在于分子间相互作用，方便有机物的制备和应用，离子晶体的特点在于其稳定性和高熔点，对于物质的性质和研究有着重要的意义。
对比两者，可以更全面了解晶体结构与物理性质之间的关系，为物质研究和制备提供更多的思路和方法。
分子间作用力分子晶体
分子间作用力分子晶体分子晶体（molecular crystal）是由分子间的非共价作用力形成的晶体结构。
这种晶体结构由分散的分子通过弱的相互作用力组成，而不是由金属键或离子键组成的。
分子晶体是一类非常常见的晶体类型，包括有机晶体、冰晶体等。
范德华力是一种由于分子间电子云的偶极瞬时极化而产生的相互作用力。
它是分子晶体中最弱的一种作用力，但也是最普遍和最重要的。
范德华力随着分子间的距离增加而减弱，但随着分子间电荷分布的改变而变化。
范德华力的强度取决于分子的极性和大小。
氢键是另一种重要的分子间作用力。
它是一种特殊的电荷间相互作用力，通常涉及一个氢原子与一个电负性较大的原子（如氮、氧、氟）之间形成的相互作用。
氢键是一种强作用力，能够使分子更紧密地结合在一起。
它在水分子中的作用是形成水的固态结构（冰）的重要原因。
氢键也在很多有机分子晶体中起到关键作用。
π-π相互作用是一种特殊的分子间力，通常涉及芳香环中的π电子云之间的相互作用。
这种相互作用可以使芳香环平行排列并相互叠加，从而增强晶体的稳定性。
π-π相互作用对于一些有机分子晶体，如芳香族化合物晶体，具有重要的作用。
除了这些主要的分子间作用力，还有其他一些较弱的作用力也可以参与分子晶体的形成，例如离域电子的相互作用和疏水作用等。
分子晶体具有一些独特的性质和应用。
首先，它们通常具有较低的硬度和脆性，这是由于它们之间的非共价作用力较弱所致。
其次，分子晶体通常是电绝缘体，因为它们之间没有可以形成导电电子的共价键。
此外，由于分子晶体中分子之间的间隙，它们通常对溶剂和小分子具有较高的吸附能力。
这些特性使得分子晶体在材料科学、化学和生物学等领域具有广泛的应用，如药物晶体工程、分子传感器、光电器件等。
总之，分子间作用力是分子晶体形成的关键因素。
范德华力、氢键和π-π相互作用等主要作用力共同作用，通过将分子组装在一起形成晶体结构。
分子晶体具有一系列特殊性质和应用，成为材料科学和化学研究中的重要主题。
分子间作用力、氢键、不同类型的晶体
晶体的类型
离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
根据晶体构成 微粒和相互作 用不同分为四 种类型：
1、离子晶体
氯化钠晶体和晶体模型
氯 化 钠
Cl-
Na+
1、离子晶体
• 定义：
离子化合物中的阴、阳离子间按一定方式 有规则地排列而成的晶体叫做离子晶体。
构成微粒 阴、阳离子 作用力
离子键
形成离子晶体的物质： 离子化合物（NaCl、Na2O、BaSO4、铵盐等） 物理性质： 具有 的熔沸点，有 的硬度， 固态时 导电，在熔融状态或水溶液中 导电， 有些离子晶体 于水，有些 溶于水。
【问题探究1】
①在NaCl晶体中每个Na+同时吸 ６ 引着＿个Cl ，每个Cl 同时吸引 着＿个 ６ Na+。
【问题探究2】
②在NaCl晶体中是否存在单 个的NaCl分子? 不存在
符号“NaCl”表示什么含义？
归纳 离子晶体一般熔沸点 较高、硬度较大，不 导电，但在熔融状态 时能导电。
2、分子晶体
原子晶 晶体类型 离子晶体 分子晶体 体 熔沸点 硬 度 较高 较硬
金属晶体
很低
一般很软
很高 很硬
有高有低 有硬有软
晶体不导 晶体不导 导电情况 电、熔化 电、熔化 不导电 能导电 微粒种类 离子 分子 微粒间的 作用力 离子键
一般 不导电 大多良好
原子 共价键
分子间 作用力
总结：1、物质熔沸点高低的比较
化学键
原子间 或离子间
作用力大 作用力小
影响化学性质和 物理性质
范德华力
分子之间
影响物理性质 （熔沸点等）
分子之间无化学键
一些氢化物的沸点
教学PPT分子间作用力(32页)
氢键
■同理，HF及NH3亦分别较同族的氢化物有较高的 沸点， ・而CH4则因为没有分子间氢键，
所以与同族其他氢化物相较，并无较高沸点。
2-64
氢键
＞氢键并非只存在于分子间，有时化合物的结构 条件符合时， 亦可能形成分子内氢键。
＞如下图：
0
H
C
I
I
C
O
0
邻苯二酚_柳 酸 邻羟基苯甲醛■顺丁烯二酸
2-64
分子量相同的戊烷异构物中，新戊烷因对称性最 高，堆轵紧 密，故具有最高熔点。
分子晶体
许多分子晶体也具有如金肩 例如：
曱烷及干冰皆利用＜ 成面心立方
之晶体结构。 在冰的晶体结构中，
水分4 则地排列，当其熔化成水日;
使
坆
望
i§
26
5 6+ 运鍵（•*
L6 A J
范例2-8
氢键是生物体内一种重要的化学键，脱氧椋糖榇醜 的双螺旋结 构就是利用氢键来维系的。下列用点线 表示的键结（不考虑键角），哪些是
＞与另一坱磁铁相遇时，
异极性的两端会彼此吸引。
Cl H Cl
引力
d 6 〆--二-----
§
$
＞例如：氯化氢分子中
^^7 一
■氯原子带部分负电（以S-表4偶板一偶极力 （ ■所以和另一分
子中带部分正电
\ 6+
（以5+表示）的氢原子端靠近时，''1 6
会产生库仑静电引力，
\ 8- 5 1
■称为偶极一偶极力。
点及沸点皆较第1族元素高。
CH2Leabharlann 本章摘要2-1金属键与离子键 6. 离子晶体中的离子键为阴离子与阳离子间的库仑静 电力° 7. 氯化钠晶格中，氯离子与钠离子交错排列，配位数 为6。 8. 卤化钠之熔点顺序为NaF>NaCl>NaBr>NaI。
- 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)。
分子间作用力分子晶体
【学习目标】
1．了解范德华力的类型，把握范德华力大小与物质物理性质的关系。
2．初步认识影响范德华力的主要因素。
3．理解氢键的本质，能了解氢键的强弱，认识氢键的重要性。
4．加深对分子晶体有关知识的认识和应用
【课前预习】
1．分子间作用力存在于之间，是使聚集在一起的作用力。
分子间作用力的实质是，它的强度比化学键。
和是两种常见的分子间作用力。
2．范德华力是一种普通存在于、和中分子之间的作用力。
与共价键相比，范德华力，且没有和。
3．影响范德华力的因素很多，如分子的、分子的、以及分子中等。
对于和相似的分子，其范德华力一般随着的增大而。
4．范德华力主要影响由分子构成的物质的、、等性质，而共价键主要影响共价分子的和原子晶体的。
5．水分子中的键是一种极性很强的共价键，氧原子与氢原子共用的电子对强烈的偏向，于是H原子变成了一个几乎，这样，一个水分子中氢原子，就能与另一个水分子中显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生相互作用，这种相互作用叫做。
6．氢键通常用表示，其中和代表
的非金属原子，如等。
7．当分子间存在氢键时，该物质有熔点和沸点，乙醇和水能以任意比例互溶是因为乙醇分子和水分子间存在。
8．分别从构成微粒、微粒间作用力、熔沸点高低、硬度大小、导电性等方面比较四种晶体：
【问题探究一】大家知道，自然界中水存在三态变化，有固态冰、液态水及水蒸气，三种状态的水，其分子组成与化学性质有何不同呢？分子之间是否也存在着相互作用呢？如何证明这种作用力的存在？
【知识梳理】
一、范德华力
1．分子间作用力
（1）定义：
（2）实质：
（3）分类：
【问题探究二】参看P53表3-8“卤化氢分子的范德华力和共价键键能的比较”分析两者的强弱关系。
【问题探究三】参看P53表3-9卤素单质的相对分子质量和熔、沸点的数据，交流讨论以下问题：
1、卤素单质的熔、沸点有怎样的变化规律？
2、导致卤素单质熔、沸点规律变化的原因是什么？它与卤素单质相对分子质量的变化规律有怎样的关系？
【小结】2．范德华力
（1）特点：、、
（2）影响范德华力大小的主要因素
（3）影响由分子构成的物质的、、等物理性质
【课堂练习】
1．共价键、离子键和范德华力是构成物质时粒子间的不同作用力。
下列物质中，只含有上述一种作用力的是( B )
A．干冰B．氯化钠C．氢氧化钠D．碘
2．下列叙述正确的是（BC）
A．氧气的沸点低于氮气的沸点
B．稀有气体原子序数越大其沸点越高
C．分子间作用力越弱，分子晶体的熔点越低
D．随碳原子数目的增加，烷烃沸点逐渐升高，分子越稳定
3．下列现象可用范德华力来解释的是（C）
A．NaCl的熔点比KCl高B．HF比HCl稳定
C．丙烷的沸点比乙烷高D．H2O的沸点比H2S
【问题探究四】参看P55图3-29，氧和硫同为ⅥA族元素，H2O和H2S的结构也很相似。
从相对分子质量对分子间作用力和物质性质影响的角度分析，应该是H2S的沸点高于H2O，但通常情况下，H2O是液体（沸点为100℃），H2S是气体（沸点为-61℃）。
你知道导致H2O沸点“反常”的原因吗？
二、氢键的形成
1．形成条件
2．氢键的强弱
3．表示方法
4．对性质的影响
【课堂练习】
1、试解释氨极易溶于水的原因。
氨分子与水分子间形成氢键
2、比较HF、HCl、HBr、HI沸点的高低。
HF>HI>HBr>HCl
3．邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同分异构体，已知前者的熔、沸点比后者低。
请从两者结构特点分析它们所形成的氢键可能有何不同？导致两者熔点差异的原因？
形成分子内氢键，使熔沸点降低
形成分子间氢键，使熔沸点升高
2、下列物质中，分子间不能形成氢键的是D
A、NH3
B、N2H4
C、CH3COOH
D、CH3COCH3
二、分子晶体
1．定义：构成的晶体叫分子晶体2．构成微粒
3．微粒间作用力
4．物理特性：。
，固态和熔融状态下导电。
5．干冰晶体结构
干冰属于晶体，组成微粒，微粒间作用力是。
一个晶胞中实际含有个CO2分子，与一个CO2分子等距紧邻的CO2分子有个。
【课堂练习】
1．在单质的晶体中，一定不存在( A )
A．离子键B．分子间作用力C．共价键D．金属键
2．下列物质⑴NaOH ⑵Mg ⑶金刚石⑷冰⑸干冰⑹NH4Cl ⑺石英
⑻白磷⑼铁⑽铝合金⑾金刚砂⑿玻璃⒀晶体硼⒁无定形碳⒂H2SO4中：
属于离子晶体的有：1，6
属于原子晶体的有：3，7，11，13
属于金属晶体的有：2，9，10
属于分子晶体的有：4，5，8，14，15
【总结】
1．几种类型晶体的结构性质比较
2．分子晶体的判断
（1）从化学键的角度
（2）从所含元素的角度
（3）从物理性质角度
【拓展视野】石墨晶体
石墨晶体中层与层之间是通过结合，同一层中碳原子与碳原子通过结合，故石墨是混合晶体。
每个碳原子同时与个碳原子形成个C-C键，最小的环是由个碳原子形成的形，键角为，1mol 石墨中含有C-C键数目为。
【课后巩固】
1．下列现象中，不能用氢键知识解释的是（C ）
A、水的汽化热大于其他液体
B、冰的密度比水小
C、水的热稳定性比H2S大
D、水在4℃的密度最大
2．当干冰气化时，下列所述各项中发生变化的是(AB )
A．分子间距离B．范德华力C．分子内共价键D．化学性质
3．固体乙醇晶体中不存在的作用力是( A )
A．离子键B．极性键C．非极性键D．范德华力
4．下列物质，微粒间只存在范德华力的是(A)
A．Ne B．NaCl C．SiO2D．Na
5．常温下三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl3的说法中正确的是(C)
A．分子中N—CI键是非极性键B．分子中不存在孤对电子
C．它的沸点比PCl3沸点低D．因N—Cl键键能大，它的沸点高6．下列物质内部微粒间既存在极性键又存在非极性键还存在范德华力的是(BD ) A．CO2B．H2O2C．H2O D．CH3CH2OH
7．下列物质性质的变化规律与分子间作用力有关的是( D)
A．HF、HCI、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅
C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D．F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高
8．在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的变化规律是( D)
A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B．金刚石的硬度大于硅，其熔点高于硅
C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次减小
D．F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高
9．下列各物质的物理性质，判断构成固体的微粒问以范德华力结合的是(BC ) A．氮化铝，黄色晶体，熔点2200℃，熔融态不导电
B．溴化铝，无色晶体，熔点98℃，熔融态不导电
C．五氟化钒，无色晶体，熔点19．5℃，易溶于乙醇、丙酮中
D．溴化钾，无色晶体，熔融时或溶于水时能导电
10．下列各组物质汽化或熔化时，所克服的粒子间作用力属于同种类型的是(A D) 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D．苯和乙烷的蒸发
11．共价键、离子键、分子间作用力都是构成物质的粒子间的不同作用力，下列晶体中，存在两种作用力的是( BC)
A．氯化银B．过氧化钠C．干冰D．金刚石
12．判断下列说法是否正确：
①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合（×）
②金属和非金属化合形成离子键（×）
③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引（×）
④根据电离方程式：HCl=H++Cl—判断HCl分子里存在离子键（×）
⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、C12分子里共价键发生断裂生成H、C1原子，而后H、C1原子形成离子键的过程（×）
13．下列八种晶体：A水晶B冰醋酸C氧化镁D白磷
E氩晶体F硫酸铵G铝H金刚石
⑴属于原子晶体的化合物是A，直接由原子构成的分子晶体是
E 。
⑵含有共价键的离子晶体是F属于分子晶体的单质是DE 。
⑶在一定条件下，能导电而不发生化学变化的是G ，
受热熔化后不发生化学键断裂的是BDE，受热熔化需克服共价键的是AH。