范德华力和氢键对物质的物理性质的影响
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
5.范德华力与氢键可同时存在于分子之间吗?
提示:可以。范德华力是分子与分子间的相互作用力,而氢键是分子间
比范德华力稍强的作用力,它们可以同时存在于分子之间。
【归纳总结】 范德华力、氢键及共价键的比较
范德华力
概念 物质分子之间 普遍存在的一 种相互作用力
氢 键
由已经与电负性很大的原 子形成共价键的氢原子与 另一个电负性很大的原子 之间的作用力 分子内氢键、分子间氢键
①影响物质的熔、沸点, 溶解度等物理性质②组 成和结构相似的物质,随 着相对分子质量的增大, 物质的熔、沸点升高。 如F2<Cl2<Br2<I2, CF4<CCl4<CBr4
对于A—H…B—,A、B 的电负性越大,B原子 的半径越小,键能越大
对物 质性 质的 影响
分子间氢键的存在,使 物质的熔、沸点升高, 在水中的溶解度增大, 如熔、沸点:H2O>H2S, HF>HCl,NH3>PH3
不发生 偏移 共用电子对_______
极性键
非极性键 电中性 同种 非金属元素 _____
成键原 子电性
成键元素
显电性 不同种 非金属元素 一般是_______
H—Cl、 举例
Cl—Cl、H—H
2.分子的极性: (1)极性分子与非极性分子。
不重合 不为零 重合 为零
(2)共价键的极性与分子极性的关系。
2.对溶解度的影响:在极性溶剂里,如果溶质分子与溶剂分子间可以形
成氢键,则溶质的溶解性增大。例如,乙醇和水能以任意比例互溶。
3.对水密度的影响:绝大多数物质固态时的密度大于液态时的密度,但
是在0℃附近水的密度却是液态的大于固态的。水的这一反常现象也
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？
2022届高三化学高考备考二轮复习专题：物质结构与性质综合题课件
(
)，三种分子中键角由大到小的顺序为________________。
[解析] N、P、As 属于同一主族元素，其电负性：N＞P＞As，因三种氢化 物分子中的中心原子电负性逐渐减弱，则分子中成键电子对逐渐远离中心原子， 致使成键电子对的排斥降低，键角逐渐减小，即键角由大到小的顺序为 NH3＞PH3 ＞AsH3。
的沸点比
高，原因是_______________。
(4)硼酸晶体是片层结构，其中一层的结构如图所示。硼酸在冷水中溶解度很小，但在 热水中较大，原因是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)HF、C2H2 都是由分子构成的分子晶体，分子晶体的熔、沸点受分子间作用力的影响，由于 在 HF 分子之间除了存在范德华力外，还存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使物质气化需 要消耗的能量比一般的普通分子消耗的能量高，即 HF 的沸点比乙炔的高。在 BF3 分子中的 B 原子上有空轨道，而 HF 分子中的 F 原子上有孤电子对，当 BF3 与 HF 靠近时，HF 分子中 F 原子的孤电子对填充 BF3 分子中 B 原子的空轨道，二者形成配位键，从而结合形成 HBF4。
间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是______________。
(2)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________________
分子间作用力课件2021-2022学年高二下学期鲁科版(2019)选择性必修2
化学与生命 DNA双螺旋结构中的氢键
DNA分子有两条链，链内原子之间以很强的共价键结合，链之 间则是两条链上的碱基以氢键配对，许许多多的氢键将两条链连 成独特的双螺旋结构，这是遗传基因复制机理的化学基础。
知识整合
共价键与范德华力、氢键的比较
共价键 范德华力
氢键
概
念 相邻的原子间 把分子聚集在
强烈的相互作 一起的作用力
酚)，其原因是
。
由于
能形成分子内氢键，所以水杨酸的第二级电离更困
难，故 Ka2(水杨酸)< Ka(苯酚）
④解释一些反常现象 如水结成冰时，为什么体积会膨胀。
冰 水
O
O
HHHH
O
HH
O HH
O HH
冰 水
追根寻源
为什么水呈现出独特的物理性质
水分子之间存在着氢键，使水的沸点比硫化氢的沸点高出139 ℃，导致在 通常状况下水为液态，地球上因此有了生命。冰中的水分子之间最大程度地形 成氢键。由于氢键有方向性，每个水分子的两对孤对电子和两个氢原子只能沿 着四个sp3杂化轨道的方向分别与相邻水分子形成氢键，因此每个水分子只能与 周围四个水分子接触。水分子之间形成的孔穴造成冰晶体的微观空间存在空隙， 反映在宏观性质上就是冰的密度比水的密度小。正是由于冰的这一独特结构， 使冰可以浮在水面上，从而使水中生物在寒冷的冬季得以在冰层下的水中存活。
③氢键也影响物质的电离、溶解等过程
如：氨气极易溶于水，溶解度约为1：700；乙醇能与水任意比互溶
★★★如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键，则溶质的 溶解度增大。
又如：已知苯酚
具有弱酸性，其 Ka=1.1×10‒10；水杨酸
第一级电离形成的离子
分子间作用力：范德华力与氢键
三、氢键及其对物质性质的影 响
• 氢键的本质 氢原子与电负性大的原子X以共价键结合 时，H原子还能够跟另外一个电负性大的原 子Y之间产生静电引力的作用，成为氢键， 表示为：X-H…Y（X、Y为N、O、F）。 • 氢键的特征 氢键既有方向性（X-H…Y尽可能在同一 条直线上），又有饱和性（X-H只能和一个 Y原子结合）。 氢键的大小，介于化学键与范德华力之 间，不属于化学键。但也有键长、键能。
b．范德华为荷兰物理学家。因他首先研究了分子间作用力， 故这种力称之为范德华力。 c．分子内含有共价键的分子(如Cl2、CO2、H2SO4等)或 稀有气体(如He、Ne等)单原子分子之间均存在分子间作 用力。 d.分子间作用力比化学键弱得多.
①分子间作用力对物质的熔沸点、溶解度的影响规律： a．范德华力越大，物质的熔沸点越高。
b．解释一些反常现象：如水结成冰时，为什么体积会膨胀。 根据元素周期律，卤素氢化物的水溶液均应为强酸性， 但HF表现为弱酸的性质，这是由于HF分子之间氢键 的存在。
氢键的大小稍大于分子间力，比键要弱得多。氢键的形 成对化合物的物理和化学性质具有重要影响，在生命物 质的形成及生命过程中都扮演着重要角色。
分子间作用力
与氢键
水有三态变化:
吸热 吸热
固
放热
液
放热
气
0℃ 100℃
干冰升华、硫晶体熔化、液氯汽化都要吸收能量。 物质从固态转变为液态或气态，从液态转变为气 态，为什么要吸收能量?在降低温度、增加压强时， C12、CO2等气体能够从气态凝结成液态或固态。 这些现象给我们什么启示?【问 Nhomakorabea探究一】
影响范围 化学性质
物理性质 物理性质
课堂练习
离子键、共价键、金属键、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 ）
第二章第三节第1课时键的极性和分子的极性范德华力和氢键
第三节分子的性质第1课时键的极性和分子的极性范德华力和氢键1.了解共价键的极性和分子的极性及产生极性的原因。
2.知道范德华力、氢键对物质性质的影响。
3．能应用分子结构的知识判断分子的极性。
键的极性和分子的极性[学生用书P28]1．键的极性2．分子的极性3．键的极性和分子的极性的关系(1)一般只含非极性键的分子是非极性分子。
(2)含有极性键的分子，若分子结构是空间对称的，则为非极性分子，否则是极性分子。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)极性分子中不可能含有非极性键。
( )(2)离子化合物中不可能含有非极性键。
( )(3)非极性分子中不可能含有极性键。
( )(4)一般极性分子中含有极性键。
( )(5)H2O、CO2、CH4都是非极性分子。
( )答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2．下列各组物质中，都是由极性键形成极性分子的一组是( )A．CH4和Br2B．NH3和H2OC．H2S和CCl4D．CO2和HCl解析：选B。
CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子，NH3、H2O、H2S都是由极性键形成的极性分子，Br2是由非极性键形成的非极性分子。
分子极性的判定1．判断分子极性的一般思路2．判断AB n型分子极性的方法(1)化合价法：AB n型分子中，中心原子的化合价的绝对值等于该原子的价电子数时，该分子为非极性分子，此时分子的空间结构对称；若中心原子的化合价的绝对值不等于其价电子数，则分子的空间结构不对称，该分子为极性分子。
具体实例如下：分子BF3CO2SO3(g) H2O NH3SO2中心原子的化合价的绝对值3 4 6 2 3 4中心原子的价电子数3 4 6 6 5 6分子极性非极性非极性非极性极性极性极性类型实例键的极性立体构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形非极性分子XY HCl、NO 极性键直线形极性分子XY2 (X2Y) CO2、CS2极性键直线形非极性分子SO2极性键V形极性分子H2O、H2S 极性键V形极性分子XY3BF3极性键平面三角形非极性分子NH3极性键三角锥形极性分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形非极性分子下列叙述中正确的是( )A．NH3、CO、CO2都是极性分子B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子[解析] CO2是非极性分子，A项错误。
5分子的性质
分子的性质【考点归纳】1．分子间作用力(1)定义：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
分子间作用力最常见的是范德华力和氢键，氢键不属于化学键，其强度比化学键弱得多，但它比范德华力稍强。
(2)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。
范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。
一般来说组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大，如F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4；同分异构体中，支链越多，范德华力越小；相对分子质量相近的分子，极性越大，范德华力越大。
(3)氢键：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。
常用A—H…B表示氢键，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键的键能越大。
氢键具有一定的方向性和饱和性，氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种，分子间氢键的作用，形成的“缔合分子”增大了分子间作用力，使得物质的熔沸点升高(如水)、溶解度增大(如氨)、电离度降低(如氢氟酸为弱酸)等，由于分子内的氢键作用，形成具有“环状结构”的物质，减小了分子间的作用力，使物质的熔沸点降低、溶解度减小等。
[易错提醒]“几乎裸露的质子(H)”与“氮、氧、氟”原子之间才可能形成氢键，其他原子与氢原子不能形成氢键，例如乙醇(CH3CH2OH)甲基(—CH3)上的氢原子与水中的氧原子之间不能形成氢键。
有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子间不一定有氢键；一个氢原子只能形成一个氢键，这就是氢键的饱和性；氢键主要影响物质的物理性质。
2.分子极性的判断（1）根据键的类型及分子的立体构型判断，非极性分子、极性分子的判断，首先看键是否有极性，然后再看各键的空间排列状况。
键无极性，分子必无极性(O3除外)；键有极性，各键空间排列均匀，使键的极性相互抵消，分子无极性；键有极性，各键空间排列不均匀，不能使键的极性相互抵消，分子有极性。
范德华力和氢键
讨论水的特殊性： 讨论水的特殊性： 特殊性 (1)水的熔沸点比较高？ 水的熔沸点比较高？ 水的熔沸点比较高 (2)为什么水结冰后体积膨胀？ 为什么水结冰后体积膨胀 为什么水结冰后体积膨胀？ (3)为什么水在 ℃时密度最大？ 为什么水在4℃时密度最大 最大？ 为什么水在
液态水中的氢键
在水蒸气中水以单个的H 分子形式存在 分子形式存在； 在水蒸气中水以单个的 20分子形式存在； 在液态水中， 在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合 如上图）； 起来，形成（ 起来，形成（H20）n(如上图）；在固态水 ） 如上图）；在固态水 水分子大范围地以氢键互相联结， （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， 形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空 造成体积膨胀，密度减小， 隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在 水面上． 水面上．
４.氢键的存在 氢键的存在 (1)分子间氢键 (1)分子间氢键 (2)分子内氢键 (2)分子内氢键
邻羟基苯甲醛(熔点 ℃) 邻羟基苯甲醛 熔点:-7℃ 熔点 对羟基苯甲醛 (熔点 熔点:115-117℃) 熔点 ℃
5.氢键对物质性质的影响： 5.氢键对物质性质的影响： 氢键对物质性质的影响 ①对物质熔沸点的影响 对物质熔沸点的影响 熔沸点 分子间氢键使物质熔点升高 分子间氢键使物质熔点升高 分子内氢键使物质熔点降低 分子内氢键使物质熔点降低
思考： 思考：
分子间 将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的作用力 将干冰气化，破坏了 ————— 共价键 气体溶于水，破坏了CO2分子的———— 将CO2气体溶于水，破坏了
练习： 练习： 下列变化过程只是克服了范德华力 的是（ 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
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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。