第九章 共价键和分子间作用力
《分子间作用力》教案公开课
《分子间作用力》教案公开课第一章：引言1.1 教学目标让学生了解分子间作用力的概念及其重要性。
激发学生对分子间作用力的兴趣和好奇心。
1.2 教学内容分子间作用力的定义。
分子间作用力在日常生活中的应用。
1.3 教学方法采用问题引导法，让学生通过思考问题来理解分子间作用力的概念。
利用实例和图片展示分子间作用力的应用，增强学生的兴趣。
1.4 教学评估观察学生在课堂上的参与程度和理解程度。
通过提问和学生回答，了解学生对分子间作用力的理解程度。
第二章：分子间作用力的类型2.1 教学目标让学生了解分子间作用力的不同类型。
让学生理解不同类型分子间作用力的特点和作用。
2.2 教学内容分子间作用力的类型：范德华力、氢键、离子键、共价键。
各类型的定义、特点和作用。
2.3 教学方法通过图片和实例，让学生直观地了解不同类型的分子间作用力。
采用小组讨论法，让学生分组讨论不同类型分子间作用力的特点和作用。
2.4 教学评估观察学生在小组讨论中的参与程度和理解程度。
通过提问和学生回答，了解学生对不同类型分子间作用力的理解程度。
第三章：分子间作用力的测量3.1 教学目标让学生了解分子间作用力的测量方法。
让学生掌握分子间作用力的测量技巧。
3.2 教学内容分子间作用力的测量方法：实验方法和计算方法。
实验方法和计算方法的原理和操作步骤。
3.3 教学方法通过实验演示和计算示例，让学生了解分子间作用力的测量方法。
采用实践操作法，让学生亲自动手进行实验和计算。
3.4 教学评估观察学生在实验和计算过程中的参与程度和理解程度。
通过提问和学生回答，了解学生对分子间作用力的测量方法的掌握程度。
第四章：分子间作用力与物质性质的关系4.1 教学目标让学生了解分子间作用力与物质性质的关系。
让学生理解分子间作用力对物质性质的影响。
4.2 教学内容分子间作用力与物质性质的关系：熔点、沸点、溶解度等。
分子间作用力对物质性质的影响：分子间作用力的强弱与物质熔点、沸点、溶解度等性质的关系。
分子动力学分子之间的力学相互作用
分子动力学分子之间的力学相互作用在研究分子动力学时，力学相互作用是一个关键的概念。
分子之间的力学相互作用是指分子之间相互作用的力量或力场，它对分子的运动和行为产生重要影响。
本文将探讨分子动力学中分子之间的力学相互作用，并分析其对分子行为的影响。
一、范德华力范德华力是分子之间最普遍的力学相互作用之一。
它是由相互作用的分子之间的电荷之间的偶极-偶极相互作用引起的。
这种力的大小与分子之间的距离相关，随距离的增加而减小。
范德华力对分子的构型和结构具有重要影响，例如在蛋白质折叠和药物分子的相互作用中起着关键作用。
二、库仑力库仑力是带电粒子之间的力学相互作用，同时也是一种电荷相互作用。
当分子带有正电荷或负电荷时，它们之间会相互引力或相互排斥。
库仑力是分子中离子之间或离子与分子之间相互作用的基础。
这种力的强度与电荷量和距离的关系密切相关。
三、共价键在分子中，分子之间可以通过共享电子对形成共价键。
共价键是一种强力学相互作用，它稳定分子的结构。
通过共价键的形成，原子间的电子云可以重叠并形成共同的电子云区域，这样的共享能够保持原子的稳定。
由于共价键的存在，分子可以形成各种化学物质，例如水和有机化合物。
四、氢键氢键是一种特殊的分子间相互作用力。
它是由于氢原子与其他原子之间的相互作用而产生的。
通常情况下，氢键存在于含有氢原子和带有高电负性的原子（如氮、氧、氟等）的分子之间。
氢键对于分子之间的相互作用和分子结构的稳定起着重要作用，例如在蛋白质的空间折叠和DNA的双链结构中起到关键性的作用。
总结分子动力学中，分子之间的力学相互作用是解释分子行为的重要因素。
范德华力、库仑力、共价键和氢键是分子之间常见的力学相互作用。
它们对分子的结构、稳定性和化学反应都起着关键作用。
了解和研究这些力学相互作用对于进一步深入理解分子动力学和相关领域的研究具有重要意义。
总之，通过研究分子之间的力学相互作用，我们可以更好地理解分子的行为和性质，并为分子动力学研究提供理论依据和实验指导。
破坏离子键共价键分子间作用力氢键
破坏离子键共价键分子间作用力氢键破坏离子键和共价键的分子间作用力——氢键引言：离子键和共价键是化学中常见的分子间作用力，而氢键则是一种破坏离子键和共价键的分子间作用力。
本文将详细介绍氢键的特点、形成条件以及其在生物、化学和材料领域的应用。
一、氢键的特点氢键是一种比较弱的分子间作用力，通常强度在5-30 kJ/mol之间。
与离子键和共价键相比，氢键的强度较弱，但比其他非共价键（如范德华力）要强。
氢键的强度取决于氢键中的氢键双方的电荷分布、电负性差异和距离等因素。
二、氢键的形成条件氢键的形成需要满足一定的条件：1. 至少一个氢原子与较负电性的原子（如氮、氧、氟等）形成共价键。
2. 与该氢原子形成共价键的原子与另一个原子之间存在一定的电负性差异。
3. 氢键的形成需要一定的距离和角度。
三、氢键的应用氢键在生物、化学和材料领域具有广泛的应用，以下是一些典型的例子：1. 生物领域：DNA双链的稳定性就是由氢键维持的。
DNA中的腺嘌呤和胸腺嘧啶之间的氢键是DNA双链稳定性的基础。
2. 化学合成：有机合成中，氢键可以用于分子的定向组装和分子识别。
例如，在药物设计中，通过氢键可以控制分子的立体构型和相互作用。
3. 材料领域：氢键在材料的结构和性能中起着重要作用。
例如，氢键可以影响聚合物的力学性能和热稳定性。
四、破坏氢键的方法虽然氢键是相对较弱的分子间作用力，但在一些情况下需要破坏氢键。
常见的破坏氢键的方法包括：1. 改变环境条件：通过改变温度、压力和溶剂等环境条件，可以破坏氢键。
2. 引入其他分子：一些分子可以与氢键中的原子竞争氢键的形成，从而破坏原有的氢键。
3. 施加外力：通过拉伸或压缩分子，可以破坏氢键。
破坏氢键可以改变分子的结构和性质，对于一些应用中需要的分子变化具有重要意义。
结论：氢键是一种破坏离子键和共价键的分子间作用力。
它具有较弱的强度，但在生物、化学和材料领域有着广泛的应用。
了解氢键的特点、形成条件和破坏方法对于进一步研究和应用氢键具有重要意义。
分子间作用力和分子内作用力
分子间作用力和分子内作用力首先，我们来探讨一下分子间作用力。
分子间作用力是指不同分子之间的相互作用力，它是由于分子之间的电荷分布而产生的。
分子间作用力分为几个不同的类型，包括范德华力、氢键和离子键。
范德华力是一种暂时产生的、无定向的相互作用力，它是由于电子在分子中的运动而产生的。
范德华力的大小和分子之间的距离以及电子电荷分布的不对称程度有关。
这种作用力在大部分的分子间都存在，但是通常很弱，只有在极短的距离下才会变得显著。
氢键是一种特殊的分子间作用力，它只存在于含有氢原子的分子中。
氢键的形成是因为氢原子与其他原子之间的正电荷与负电荷产生吸引作用。
氢键通常比范德华力要强，因此对于一些性质和行为（比如溶解性、沸点和熔点）起着重要的影响。
离子键是由具有正电荷的离子和具有负电荷的离子之间的相互作用力形成的。
在离子晶体中，正负离子通过离子键牢固地结合在一起。
离子键通常是分子间作用力中最强的。
离子晶体的熔点通常很高，是由于需要克服这些强大的离子键才能将其转化为液体状态。
然后，我们来讨论一下分子内作用力。
分子内作用力是分子内部原子之间的相互作用力。
这种相互作用力保持着分子内部原子的结构和稳定性。
分子内作用力包括共价键和离子键。
共价键是由共享一对电子形成的化学键。
共价键是在两个原子之间形成的，通过原子之间的电子密度分布来保持连接。
共价键的强度与电子云的重叠程度有关。
这种作用力在许多物质中都是非常强的，如有机物的化学键。
离子键在分子内部的形成是由于正离子与负离子之间的强大电荷吸引力。
离子键通常形成于金属与非金属原子之间，形成离子晶体。
离子键的强度较大，这是因为正负离子之间的电荷差距较大。
此外，还有一种特殊的分子内作用力称为范德华力。
虽然在分子间作用力中已经提到了范德华力，但是在分子内部也存在范德华力。
分子内范德华力是由于同一个分子中的不同原子之间的电荷分布不对称而产生的。
这种作用力对于分子的结构、稳定性和性质起着重要的影响。
分子间作用力(范德华力、氢键)课件2022-2023学年下学期高二化学人教版(2019)选择性必修2
“—”表示共价键 , “…”表示形成的氢键（X、Y一般为N、O、F）。
教材：P57图2-25
O—H … O
不仅氟化氢分子之间、氨分子之间存在氢键， 而且它们跟水分子之间也存在氢键
类型
N—H … N 水分子间
NH3分子间 HF分子间
F—H … F 氨水中
HF水溶液中
1
2
O—H···O
N—H···N
F—H···F
23.11
HCl 36.5
21.14
(1)组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大 (2)相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大
分子
CO N2
相对分子质量
28 28
分子的极性
极性 非极性
范德华力(kJ•mol-1)
8.75 8.50
6. 范德华力对物质性质的影响：
单质 F2 Cl2 Br2 I2
一、范德华力
1. 概念： 范德华（van der Waals）是最早研究分子间普 遍存在作用力(把分子聚集在一起的作用力)的科 学家，因而把这类分子间作用力称为范德华力。
2. 本质：分子间的一种静电作用
3. 特点：
(1)广泛存在于分子之间 (2)只有分子充分接近时才能体现 (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，总是尽可能多的吸引其他分子。 (4)范德华力很弱，比化学键的键能小1~2数量级 (通常小10-100倍)大约只有几到几十 KJ•mol-1
的大小以五或六原子环 最稳定。分子内氢键可
这里的氢键，不属于分子间作用力,属 于分子内官能团之间的作用力。
以使分子更稳定。且分 子内氢键会削弱分子间 氢键形成.
9.氢键对物质物理性质的影响：
化学键的极性与分子间作用力
化学键的极性与分子间作用力化学键是指原子间通过电荷吸引力或电子共享而形成的化学连接。
在化学键中，极性表示着原子或分子之间的电荷分布不均匀，导致了化学键的极性。
而分子间作用力则是指分子间相互作用的力量。
本文将探讨化学键的极性以及它们对分子间作用力的影响。
一、化学键的极性
化学键的极性是指化学键中的电子在原子或分子中的分布情况。
主要有两种类型的化学键极性：极性共价键和离子键。
1. 极性共价键
极性共价键是由于两个原子之间的电负性差异而产生的。
电负性是指原子或分子吸引和保持共有电子对的能力。
在极性共价键中，电子倾向于被电负性较高的原子吸引，使该原子带有部分负电荷，而较低电负性的原子带有部分正电荷。
这种不均匀分布的电荷使得极性共价键中的原子具有一定的极性。
例如，在氟气分子中，氟原子的电负性远高于氢原子，因此共价键中的电子更靠近氟原子，使氟原子部分带负电荷，氢原子部分带正电荷，形成极性共价键。
2. 离子键
离子键是由于电荷吸引而形成的化学键。
当两个原子之间的电负性差异非常大时，电子会完全转移，形成带正电荷的阳离子和带负电荷
的阴离子。
离子键在晶体中排列成一个三维阵列，相互之间通过离子间作用力结合。
化学键与分子间作用力
化学键与分子间作用力化学键和分子间作用力是化学反应和分子间相互作用的基本力。
它们在化学反应、物质性质和结构中起着重要的作用。
化学键是指两个或多个原子之间的相互作用力。
它们将原子结合在一起，形成分子或晶体。
化学键的形成通常伴随着电子的重新分配。
常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
共价键是由共享电子对形成的。
在共价键中，原子通过共享其最外层电子，以填充自己的电子壳，并形成共享电子对的稳定结构。
共价键可以是单一、双重或三重键，取决于共享电子对的数量。
共价键在分子中起着连接原子并保持分子稳定的作用。
离子键是由阴阳离子之间的静电相互作用力形成的。
阴阳离子是带正电荷和负电荷的原子或分子。
在离子键中，正负电荷的吸引相互作用将阴阳离子结合在一起。
离子键通常在金属和非金属之间形成，并在晶体中起着重要作用。
金属键是存在于金属元素中的特殊类型的化学键。
金属元素的原子可以通过向自己周围的多个原子中共享其电子来形成金属键。
这样的电子共享形成了金属中的电子云，使金属能够导电和形成良好的热导体。
化学键的强度是由键的类型和键长等因素决定的。
共价键通常比离子键强，因为共享电子对比电荷-电荷相互作用更稳定。
金属键通常是最强的化学键，因为它们涉及到大量原子之间的电子云共享。
分子间作用力是指分子之间的相互作用力。
分子间作用力可以是吸引力或排斥力，取决于分子之间的相互作用类型。
常见的分子间作用力包括范德华力、氢键和静电作用力。
氢键是质子和电负度较高的原子（如氧、氮和氟）之间的强烈相互作用。
氢键通常是在水中和有机分子中发生的重要相互作用力。
它们在蛋白质、DNA和其他生物大分子的形成中起着重要作用。
静电作用力是由电荷之间的相互作用力引起的。
当两个带电的分子彼此靠近时，它们的电荷可以相吸引或相互排斥。
正电荷和负电荷之间的吸引力会形成静电作用力。
化学键和分子间作用力在化学反应中起着关键的作用。
在化学反应中，化学键可以被打破或形成，以产生新的化学物质。
基础化学第九章分子结构
杂化轨道理论通过计算分子中的成键电子数和反键电子数，来确定分子中的成键情况， 从而确定分子的几何构型。
杂化轨道理论的应用
杂化轨道理论在化学、生物学和材料科学等领域有着广泛的应用，可以帮助我们理解分 子的性质和行为，预测分子的反应活性和选择性。
分子的极性
分子的极性的定义
分子的极性是指分子中正负电荷分布是否对称。如果分子中正负电荷分布对称，则分子没有极性；如果分子中正负电荷分布 不对称，则分子有极性。
详细描述
分子在溶剂中的溶解度取决于分子与溶剂分子间的相互作用，如范德华力、氢键等。 有些分子能很好地与溶剂分子结合，因此具有较高的溶解度。了解分子的溶解性对 于化学实验和工业生产中分离、纯化物质非常重要。
分子的反应性
分子的反应性与其 电子排布密切相关。 在化学反应中，分 子中的电子会重新 排布以形成更稳定 的结构。了解分子 的反应性有助于预 测其在化学反应中 的行为，从而指导 化学合成和反应机 理的研究。
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分
子第 的四 性章
质
分子的颜色
总结词
分子的颜色是由其内部电子的排布和能量状态决定的。
详细描述
分子吸收光后，电子从基态跃迁至激发态，能量以光子的形式释放出来，其颜色取 决于光子的能量和波长。不同的分子结构会导致电子能级的不同，从而呈现出不同 的颜色。
分子的溶解性
总结词
分子的溶解性取决于分子间的相互作用和溶剂的性质。
分
子 的 几
第 三
何章
构
型
价层电子对互斥理论
01
价层电子对互斥理论的基本概念
价层电子对互斥理论是一种用来预测分子几何构型的理论。该理 论认为，分子中的价电子会在尽可能少的相互排斥力下，尽可能 均匀地分布。
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第九章 共价键和分子间作用力
1. 根据价键理论写出下列分子的结构式：
BBr3、CS2、SiH4、PCl5、C2H4
解： 略。
2. 分别用VB法和MO法说明下列双原子分子共价键的类型。
O2 、B2 、CO
解：略
3. 试用轨道杂化理论说明下列分子的空间构型。
PF3、COCl2、C2H4、SiCl4、H2S
解：PF3：sp3不等性杂化，分子结构为三角锥型。
COCl2：sp2杂化，分子结构为平面三角形。
C2H4：sp2杂化，分子结构为平面三角形。
SiCl4：sp3等性杂化，分子结构为正四面体型。
H2S：sp3不等性杂化，其中两个sp3杂化轨道分别为孤对电子占有，另两个
分别与H成键，故分子结构为V型。
4. 试用轨道杂化理论说明，BF3是平面三角形的空间构型，而NF3却是三角锥
形。
解：BF3中B的价电子结构为2s22p1，形成分子时，进行sp2杂化，三个sp2杂化
轨道分别与三个F原子的p轨道成键，故BF3分子为平面三角形；NF3中的N
价电子结构为2s22p3，形成分子时，进行sp3不等性杂化，其中一个sp3杂化轨
道为孤对电子占有，另三个电子分别与F成键，故分子结构为三角锥型。
5. Use the valence shell electron-pair repulsion theory to predict for each of the
following: ⑴ the geometric arrangement of electron pairs around the central atom,
⑵ the molecule shape.
NO2、SF6、SO32-、ClO4-、C1O3-、NH4+
解： NO2：价电子对数=(5+0)/2=2.5，相当于3，有1对孤对电子，V形构型。
SF6：价电子对数=(6+6)/2=6，无孤对电子，八面体构型。
2
3
SO
：价电子对数=(6+2)/2=4，有一对孤对电子，三角锥体构型。
3
ClO
：价电子对数=(7+1)/2=4，有一对孤对电子，三角锥体构型。
4
NH
：价电子对数=(5+4-1)/2=4，有一对孤对电子，四面体构型。
6. 用VB法和MO法分别说明H2能稳定存在．而He2不能稳定存在。
解：VB法认为共价键具有饱和性，H原子有一个未成对电子，故可以和另一个
H原子构成H2分子，而He原子无未成对电子，已饱和故不能形成He2。按照
MO法，H2的键级为1，而He2的键级为0，所以H2能稳定存在而He2不能稳
定存在。
7. Predict the relative stabilities of the species O2+, O2, O2- according to molecular
orbital theory.
解：2O的键级=(10-5)/2=2.5
2
O
的键级=(10-6)/2=2
2
O
的键级=(10-7)/2=1.5
所以，稳定性：2O>2O>2O
8. 试用MO法说明N2+和CN-的磁性。
解：2N的分子轨道中电子排布为：
1px22pz22py22*s22s22*s12
s1
)()()()()()()(
其中有一个未成对电子，所以2N为顺磁性物质。
CN
的分子轨道中电子排布为：
2px22pz22py22*s22s22*s12
s1
)()()()()()()(
无未成对电子，故CN为反磁性物质。
9. 分别用价键理论和价键轨道理论写出BeCl2的空间构型，并比较两者的异同。
解：略。
10. 试用HMO法写出SO3的空间构型，并说明此分子是否有极性？
解：由于SO3分子结构为平面正三角形，分子含有中四中心六电子键(64)，
结构对称，故SO3分子无极性。
11. 区别下列名词
(1) 分子构型和分子的电子构型；
(2) 杂化轨道和分子轨道；
(3) 等性杂化和不等性杂化；
(4) 成键分子轨道和非键分子轨道；
(5) 极性键和极性分子；
(6) 化学键和氢键。
解：略。
12. 下列说法是否正确?
(1) 原子形成共价键的数目与其基态时所含有的未成对电子数相等；
(2) 直线形分子是非极性分子；
(3) 凡是三原子组成的直线形分子，中心原子是以sp杂化方式成键的。
(4) 同类分子中，分子越大，分子间作用力也越大。
解： （1）不正确；（2）不正确；
（3）正确；（4）正确。
13. 下列分子中，哪些分子具有对称的空间构型？哪些分子有极性？
SO2、NH3、H2S、CHCl3、PCl3、BeF2、CCl4、Cl2
解：具有对称的空间构形的分子有：BeF2、CCl4、Cl2。
有极性的分子有：SO2、NH3、H2S、CHCl3、PCl3。
14. 解释下列现象：
(1) F的电负性大于O，但HF的沸点却低于H2O；
(2) 乙醇(C2H5OH)和二甲醚(CH3OCH3)分子式相同，但前者的沸点为78.5ºC，
后者却为-23ºC；
(3) 邻羟基苯甲酸在CCl4中的溶解度比对羟基苯甲酸大。
解： （1）略。
（2）乙醇能形成分子间氢键，而二甲醚则不能。
（3）邻羟基苯甲酸中存在着分子内氢键从而减小了它的极性，而CCl4是非
极性分子，因此它在CCl4中的溶解性极大。对羟基苯甲酸中不存在分子内
氢键，极性较强，故在CCl4中的溶解性极小。
15. 下列分子间存在什么形式的分子间力？
(1) 苯和四氯化碳；(2)乙醇和水；(3)液氨；(4)氯化氢气体。
解： （1）只存在色散力。
（2），（3），（4）中取向力，诱导力，色散力同时存在。