学生用选修3：专题3第四单元分子间作用力+分子晶体

第四单元 分子间作用力 分子晶体 [课标要求]

1．结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。 2．举例说明分子间作用力对物质的状态等方面的影响。 3．列举含有氢键的物质，知道氢键的存在对物质性质的影响。 4．知道分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。

分子间作用力和范德华力 1．分子间作用力 概念 共价分子之间存在的静电作用 分类 常见的分子间作用力是范德华力和氢键 特点 比化学键弱得多，主要影响物质的物理性质 2.范德华力

概念 范德华力是存在于分子之间的一种作用力，普遍存在于固体、液体和气体分子之间 特征 作用力很弱，约比化学键键能小1个～2个数量级。无方向性和饱和性 影响因素 分子的大小、空间构型及分子中电荷分布是否均匀 对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点；范德华力越大，物质的熔、沸点越高

1.范德华力普遍存在于分子之间；一般说来，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高。 2．氢键X—H…Y的形成条件是X、Y的电负性大、半径小。 3．分子间氢键使物质的熔、沸点升高，分子内氢键使物质的熔、沸点降低；溶质与溶剂分子间形成氢键时，物质的溶解度增大。 4．分子晶体是分子间通过分子间作用力(范德华力或氢键)构成的晶体，其熔、沸点较低，硬度小，熔融状态不导电。 5．干冰晶体是面心立方晶胞，配位数是12。 1．范德华力与化学键比较，哪种作用强度更大？ 2．范德华力与化学键的作用微粒有什么不同？

1．化学键与范德华力的比较 化学键 范德华力

概念 物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用 把分子聚集在一起的作用力 存在 分子(或晶体)内原子间 分子间(近距离) 强弱 较强 比化学键弱得多 对物质性 质的影响 影响化学性质(分子)和物理性质(晶体) 主要影响物理性质

2．对范德华力存在的理解 (1)离子化合物中只存在化学键，不存在范德华力。 (2)范德华力只存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间及稀有气体分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质的微粒之间不存在范

德华力。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)分子间作用力就是范德华力( ) (2)范德华力存在于任何物质中( ) (3)范德华力比化学键弱得多( ) (4)CH4、C2H6、C3H8的熔点、沸点依次升高( ) (5)HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，是因为分子间作用力依次减弱( ) 2．下列关于范德华力的叙述中，正确的是( ) A．范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊化学键 B．范德华力的作用比化学键弱 C．任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D．范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量 3．下列叙述与范德华力无关的是( ) A．气体物质在加压或降温时能凝结或凝固 B．干冰易于升华 C．氟、氯、溴、碘单质的熔点、沸点依次升高 D．氯化钠的熔点较高

氢键的形成

1．氢键的形成和表示方法 H原子与电负性大、半径较小的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子Y的孤电子对接近并产生相互作用，即形成氢键，通常用X—H…Y表示。 2．氢键形成的条件 (1)氢原子位于X原子和Y原子之间。 (2)X、Y原子所属元素具有很大的电负性和很小的原子半径，一般是指位于元素周期表右上角的氮、氧、氟原子。 3．氢键的类型 氢键有分子内氢键和分子间氢键两种。 4．氢键与物质的性质 含有分子间氢键的物质有较高的熔点和沸点，氢键会影响物质溶解性。 [特别提醒]

(1)氢键具有饱和性和方向性。 (2)粒子间作用强弱关系：化学键＞氢键＞范德华力。 (3)氢键分为分子间氢键和分子内氢键，对物质性质的影响分子间氢键大于分子内氢键。如熔点、沸点：

(4)与H原子结合的X原子的电负性越大，形成氢键时氢键的作用能越大。

1．范德华力、氢键及共价键均属于化学键吗？ 2．H2O的熔、沸点高于H2S的原因是什么？ 范德华力、氢键与共价键的比较 作用力 范德华力 氢键 共价键

概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力 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分子中电负性很大的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用

分类 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、 非极性共价键 特征 无方向性、 无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性 强度比较 共价键>氢键>范德华力

影响强度的因素

组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 A—H…B中A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键越牢固 成键原子半径越小，

键长越短，键能越大，共价键越稳定

影对物质性质的响 影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质

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

①影响分子的稳定性。共价键键能越大，分子稳定性越强②影响原子晶体的熔点。共价键键能越大，含有该共价键的原子晶体的熔点越高

1．下列说法不正确的是( ) A．氢键是一种化学键 B．分子间氢键使物质具有较高的熔、沸点 C．能与水分子形成氢键的物质易溶于水 D．水结成冰体积膨胀与氢键有关 2．下列事实，不能用氢键知识解释的是( ) ①水和乙醇可以完全互溶 ②溴化氢比碘化氢稳定 ③干冰易升华 ④液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式 A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 3．固体乙醇晶体中不存在的作用力是( ) A．离子键 B．氢键 C．非极性键 D．范德华力 4．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是( ) A．氢键；范德华力；非极性键 B．氢键；氢键；极性键 C．氢键；极性键；范德华力 D．范德华力；氢键；非极性键

分子晶体 石墨晶体

1．分子晶体 (1)分子晶体的结构

(2)分子晶体与物质类型的关系 类 型 实 例 所有非金属氢化物 H2O、NH3、CH4等 部分非金属单质 卤素(X2)、O2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、稀有气体等 部分非金属氧化物 CO2、P4O6、P4O10、SO2等 几乎所有的酸 HNO3、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 多数有机物的晶体 苯、乙醇等 (3)三种典型的分子晶体 单质碘 干冰 冰

晶胞或结构模型 微粒间作 用力 范德华力 范德华力 范德华力和氢键

晶胞微 粒数 _4_ _4_ －

配位数 － _12_ _4_

(4)分子晶体的物理性质 ①分子晶体由于以比较弱的分子间作用力相结合，因此一般熔点较低，硬度较小。 ②对组成和结构相似，晶体中又不含氢键的分子晶体来说，随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔、沸点升高。 [特别提醒] 分子间只存在范德华力的分子晶体服从紧密堆积排列原理；分子间存在氢

键的分子晶体，由于氢键具有方向性，故不服从紧密堆积排列原理。 2．石墨晶体 (1)石墨晶体的结构

①石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排列成六边形，一个个六边形排列成平面的网状结构，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。 ②在同一层内，相邻的碳原子以共价键相结合，每一个碳原子的一个未成对电子形成大π键。 ③层与层之间以范德华力相结合。 (2)石墨的晶体类型和性质 ①类型：石墨晶体中既有共价键，又有范德华力，同时还有金属键的特性，是一种混合键型晶体。 ②性质：熔点高，质软，具有导电性。

1．下列各组晶体都属于化合物组成的分子晶体是( ) A．H2O、O3、CCl4 B．CCl4、(NH4)2S、H2O2 C．SO2、SiO2、CS2 D．P2O5、CO2、H3PO4 2．下列有关分子晶体的说法中正确的是( ) A．分子内均存在共价键 B．分子间一定存在范德华力 C．分子间一定存在氢键 D．其结构一定不能由原子直接构成 3．石墨晶体中层与层、同层原子间的主要作用力分别是( ) A．范德华力，范德华力 B．共价键，范德华力 C．范德华力，共价键 D．共价键，共价键 4．石墨的片层结构如图所示，试回答：

(1)片层中平均每个正六边形含有________个碳原子。 (2)在片层结构中，碳原子数、C—C键、六元环数之比为________。 (3)n g碳原子可构成________个正六边形。 晶体类型的比较和判断

1．四种晶体类型的比较 类型 项目 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体

构成晶体的微粒 阴、阳离子 原子 分子 金属离子和自由电子 微粒间的作用 离子键 共价键 分子间作用力(范德华力或氢键) 金属键

确定作用力强弱的一般判断方法 离子电荷、半径 键长(原子半径) 组成结构相似时，比较相对分子质量大小

离子半径、价电子

数

熔、沸点 较高 高 低 差别较大(汞常温下为液态，钨熔点为3 410 ℃) 硬度 略硬而脆 大 较小 差别较大

导热和导 电性 不良导体(熔化后或溶于水导电) 不良导体(个别为半导体)

不良导体(部分溶

于水发生电离后导电) 良导体