4分子间作用力-分子晶体

⑴离子晶体
离子所带电荷越多、离子半径越小，晶格能越大， 离子键越强，晶体熔沸点越高、硬度越大。
⑵原子晶体
原子半径越小、键长越短、键能越大，共价键越 强，晶体熔沸点越高、硬度越大。
⑶金属晶体
金属原子半径越小、单位体积内自由电子数目越 多，金属键越强，晶体熔沸点越高、硬度越大。
⑷分子晶体
组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分
共价键 将CO2气体溶于水，破坏了CO2分子的————
作用微粒 作用力强弱 化学键
相邻原 子之间
意义
影响物质的化学 作用力强烈 性质和物理性质 影响物质的物理 作用力微弱 性质（熔、沸点 及溶解度等）
范德华力 分子之间
晶体熔沸点高低的判断
1. 不同晶体类型的物质：
原子晶体>离子晶体>分子晶体
2. 同种晶体类型的物质：
(1) 所有非金属氢化物： H2O、H2S、NH3、CH4、HX (2) 大多数非金属单质: X2、N2、 O2、 H2、 S8、 P4、C60 (3) 大多数非金属氧化物: CO2、 SO2、N2O4、P4O6、P4O10 (4) 几乎所有的酸： H2SO4 、HNO3 、H3PO4 (5) 大多数有机物： 乙醇，冰醋酸，蔗糖
6、分子晶体熔、沸点高低的比较规律
比较分子晶体的熔、沸点高低，实际上就 是比较分子间作用力（包括范德华力和氢键） 的大小。
首先看：分子间是否有氢键的物质（HF、 H2O、NH3等），含有氢键的熔、沸点高。
其次：（1)组成和结构相似的物质
相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔 沸点越高。 例如：烷烃、烯烃、炔烃、饱和一元醇、醛、 羧酸等同系物的沸点均随着碳原子数的增加而 升高。
B. 稀有气体原子序数越大沸点越高
C. 分子间作用力越弱，则由分子组成的物质
熔点越低
D. 同周期元素的原子半径越小越易失去电子
H2O
一 些 氢 化 物 的 沸 点
HF H2Se AsH3 HBr GeH4
H2Te
NH3
H2S HCl PH3 SiH4
SbH3 HI
SnH4
CH4
2、氢键
1.氢键的形成过程 在水分子中的O—H中，共用电子对强 烈的偏向氧原子，使得氢原子几乎成 为 “裸露”的质子，其显正电性， 它能与另一个水分子中氧原子的孤电 子对产生静电作用，从而形成氢键。
（2）氢键的形成条件： 氢原子与电负性大而原子半径小的非 金属元素原子，如氟、氧、氮原子
（3）氢键的表示方法
化 学 键
X —— H ···Y
氢键 微弱、距离远
强烈、距离近
X、 Y为电负性大，而原子半径较小的且有孤 对电子非金属原子，可相同也可不同，如F、O、 N等。
氢键是比范德华力要强而比化学键弱的分子间作用力
(2)对溶解度的影响
在极性溶剂里，如果溶质分子与溶剂分 子间可以生成氢键，则溶质的溶解度增大。
水和甲醇的相互溶解
（深蓝色虚线为氢键）
3.水中的氢键对水的性质的影响：
（1）水分子间形成氢键，增大了水分 子间的作用，使水的溶、沸点比H2S高
（2）水结冰时，体积膨胀，密度减小
练
习
1．下列有关水的叙述中，可以用氢键的知 识来解释的是( BD ) A．水比硫化氢气体稳定 B．水的熔沸点比硫化氢的高 C．氯化氢气体易溶于水 D．0℃时，水的密度比冰大
晶体类型
结 构 微粒间作 用力
熔、沸点 构成微粒
金属晶体
金属离子、 自由电子
离子晶体 原子晶体 分子晶体
阴、阳离子 原子 分子 分子间作 用力 低 小 不良 P4、干冰
金属键
有高有低 有高有低 良导体 Na、Mg、 Al、Cu
离子键
较高 硬而脆 不良(熔融、 水溶液导电) NaOH、 NaCl
共价键
专题3
微粒间作用力与物质性质 第四单元 分子间作用力 分子晶体
我们生活中，经常见到许多 由分子聚集而成的物质。状态 也不一定相同。
分子间作用力
分子间存在一种把分子聚集在一起的作用 力——分子间作用力
分子间作用力是一种静电作用， 比化学键弱得多
范德华力
常见的两种 分子间作用力
氢键
范德华(J.D.van der Waals,1837～1923)，荷兰物理学家。他首 先研究了分子间作用力，1910年获诺贝尔物理学奖，因确立真 空气体状态方程和分子间范德华力而闻名于世。
水分子间形成的氢键
2. 氢键：
•（1）氢键的定义：
除范德华力外的另一种分子间作用力，它 是由已经与电负性大的原子（F、O、N等）形成 共价键的H原子遇另一分子中电负性大原子半径 小且有孤对电子的原子（如F、O、N）能形成氢 键。
•注意：
氢键是另一种分子间作用力，不属于化学键。
氢键成因探究
参照H2O中氢键的形成，讨论 NH3 、HF中 氢键的形成，CH4为什么没有形成氢键，并 讨论形成氢键的条件？
CO2和SiO2的一些物理性 质如下表所示。请你从两种晶 体的构成微粒及微粒间作用力 的角度，分析导致干冰和二氧 化硅晶体性质差异的原 因。
干冰的晶体结构 ——面心立方晶胞
CO2分子处于8个顶点和6个面心
1个干冰晶体晶胞中含有 4 个CO2分子
与CO2分子距离最近的CO2分子共有 12 个
将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的分子间作用力 —————
2．固体乙醇晶体中不存在的作用力是( C ) A．极性键 B．非极性键 C．离子键 D．氢键影响
分子晶体
干冰及其晶胞
分子晶体： 分子通过分子间作用力结合形成的晶体
碘晶体及其晶胞
分子晶体
分子通过分子间作用力结合形成的晶体 1.定义：
2.构成微粒： 分子
3.微粒间的作用：
分子间作用力（部分分子晶体中还存在氢键）
(1)范德华力很弱， (2)范德华力一般没有饱和性和方向性
卤素单质的相对分子质量和熔、沸点
单质 F2 Cl2 Br2 I2 相对分子质量 38 71 160 254 熔点/℃ -219.6 -101.0 -7.2 113.5 沸点/℃ -188.1 -34.6 58.8 184.4
通过观察上面的表格，解决一下两个问题？ （1）卤素单质的熔、沸点有怎样的变化规律？ （2）导致卤素熔、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又怎样的 关系？
子间作用力越大，熔沸点越高；
相对分子质量相近的分子晶体，分子极性越大，分子
间作用力越大，熔沸点越高；
具有分子间氢键的分子晶体，分子间作用力显著增大，
熔沸点升高。
（1）试判断：①SiO2，②CO2，③CS2 ④NaCl晶体 的熔点由高到低排列的顺序是 ① >④ > ③ >② . （填相应物质的编号）。
对于组成和结构相似的分子，其 熔、沸点一般随着相对分子质量的增 大而升高
（3）. 影响范德华力大小的因素
组成和结构相似的分子，一般相 对分子质量越大，范德华力越大。克 服分子间作用力使物质熔化和气化就 需要更多的能量，熔、沸点越高。
还有：分子的大小、分子的空间构型、 分子中的电荷分布情况也都会影响范德华 力。
很高 大 绝缘体 (半导体) 金刚石、 SiO2
性 质
硬度 导电性 举例
几种类型的范德华力
教科书P54拓展视野----了解
（4）.范德华力与物质性质的关系
对于分子构成的物质，范德华力 影响物质的熔、沸点、溶解度
例：氧气在水中的溶解度比氮气大，原 因是氧分子与水分子之间的范德华力大
练
习
C )
1.下列物质中，其沸点可能低于SiCl4的是( A. GeCl4 B. SiBr4 C. CCl4 D. NaCl 2. 下列叙述正确的是( B C ) A. 氧气的沸点低于氮气的沸点
(2)相对分子质量接近的,看分子极性,对 称性差、分子极性强的,熔沸点高一些.
例如①试着比较CO、N2的熔沸点高低。
极性越大，熔沸点就越高 ②在碳原子数相同的烷烃的同分异构体中，一般 熔沸点越低。如沸点：正戊烷 来说，支链数越多___________ > 异戊烷 > 新戊烷；芳香烃及其衍生物苯环上的 邻位 > 间位 > 对位 的 同分异构体一般按照“____________________” 顺序。
(4).氢键的方向性与饱和性：
氢键具有方向性与饱和性 (５).氢键的类型：
ຫໍສະໝຸດ Baidu
(1).分子间氢键
F —— H ····F —— H
对羟基苯甲醛 熔点：115℃
邻羟基苯甲醛 熔点：2℃
沸点：250℃
沸点：196.5℃
分子间氢键
分子内氢键
（7）氢键对物质性质的影响
①.氢键对物质溶、沸点的影响
分子间氢键增大了分子间的作用力使物质的溶、沸 点升高。 分子内氢键减少了分子间的作用力，是物质的熔沸 点降低。
由于分子晶体的构成微粒是分子，所以 分子晶体的化学式都是分子式。
4.分子晶体的特点
低熔点、低沸点、硬度小。 某些分子晶体的熔点
分子晶体 熔点 分子晶体 熔点 氧 －218.3 硫化氢 －85.6 氮 －210.1 甲烷 －182.5 白磷 44.2 乙酸 16.7 水 0 尿素 132.7
5.典型的分子晶体
1. 范德华力
(1)是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子 间的作用力。
(2)范德华力与共价键的区别
请同学们根据下面的数据，比较范德华力与共价 键的区别？ HCl HBr HI 分子 范 德 华 力 (kJ/mol) 共价键键能 (kJ/mol)
21.14 432
23.11 366
26.00 298