分子间作用力_分子晶体
【知识解析】分子晶体
分子晶体温故1.晶体中的粒子可以是分子、原子或离子;粒子间的相互作用可以是共价键、离子键、金属键或分子间作用力。
2.根据晶体中粒子间的相互作用及排列方式,可把晶体分为分子晶体、共价晶体、离子晶体和金属晶体。
1 分子晶体的定义只含分子的晶体,或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫分子晶体。
如I2、H2O、NH3、H3PO4、萘等在固态时都是分子晶体。
名师提醒(1)定义中的“分子”指真实存在的小分子、分子的聚集体、缔合分子、大分子(高分子),因此,H2SO4、H2O2、C4H10等既是化学式也是分子式。
(2)离子化合物、金属单质、原子间相互结合形成空间网状结构(如金刚石、SiO2)的物质中没有分子,因此,Na2O2、Fe、SiO2等是化学式而不是分子式。
(3)稀有气体的分子是单原子分子,因此,由稀有气体单质形成的晶体也是分子晶体。
2 分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用3 常见的典型分子晶体(1)所有非金属氢化物:H2O、H2S、NH3、CH4、HX(卤化氢)等。
(2)部分非金属单质:X2(卤素单质)、O2、H2、S8、N2、P4、C60、稀有气体等。
(3)部分非金属氧化物:CO2、SO2、NO2、P4O6、P4O10等。
(4)几乎所有的酸:H2SO4、HNO3、H3PO4、H2SiO3等。
(5)绝大多数有机物:苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖等。
4 分子晶体的物理性质(1)分子晶体具有较低的熔、沸点和较小的硬度。
分子晶体熔化时要破坏分子间作用力,由于分子间作用力很弱,所以分子晶体的熔、沸点一般较低,部分分子晶体易升华(如干冰、碘、红磷、萘等),且硬度较小。
(2)分子晶体不导电。
分子晶体在固态和熔融状态下均不存在自由移动的离子或电子,因而分子晶体在固态和熔融状态下都不能导电。
有些分子晶体的水溶液能导电,如HI、乙酸等。
(3)分子晶体的溶解性一般符合“相似相溶”规律,即极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。
《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
分子晶体
BC
A组 Cl键键 Ⅰ.H—I键键能大于H—Cl键键 I键键能大于H Cl 能 C1键键 Ⅱ.H—I键键能小于H—C1键键 I键键能小于H C1 能 HI分子间作用力大于 分子间作用力大于HCl Ⅲ.HI分子间作用力大于HCl 分子间作用力 HI分子间作用力小于 分子间作用力小于HCl Ⅳ.HI分子间作用力小于HCl 分子间作用力
5,关于下列常见晶体说法正确的是
2 60
冰中每个水分子周围有12 12个紧邻的水分子 B.冰中每个水分子周围有12个紧邻的水分子 C.水在固态时密度一定比液态小 干冰中, 个分子周围有12的紧邻分子, 12的紧邻分子 D.干冰中,1个分子周围有12的紧邻分子, 密度比冰小. 密度比冰小.
有下列两组命题,B组中命题正确,且能用A ,B组中命题正确 6,有下列两组命题,B组中命题正确,且能用A组 命题加以正确解释的是 A. Ⅰ ① B. Ⅱ ② C. Ⅲ ③ D. Ⅳ ④
B组 ①HI比HCI稳定 HI比HCI稳定 ②HCl比HI稳定 HCl比HI稳定 ③HI沸点比HCl高 HI沸点比HCl 沸点比HCl高 ④HI沸点比HCl低 HI沸点比HCl 沸点比HCl低
�
5,典型的分子晶体
(1)所有非金属氢化物: (1)所有非金属氢化物: H2O,H2S,NH3,CH4,HX 所有非金属氢化物 (2)部分非金属单质:X (2)部分非金属单质:X2,O2,H2, S8,P4, C60,稀有气体 部分非金属单质 60, (除硼,金刚石,晶体硅) 除硼,金刚石,晶体硅) (3)部分非金属氧化物: CO2, SO2, NO2, P4O6, P4O10 (3)部分非金属氧化物: 部分非金属氧化物 (除二氧化硅) 除二氧化硅) (4)几乎所有的酸: (4)几乎所有的酸:H2SO4,HNO3,H3PO4 几乎所有的酸 (5)大多数有机物的晶体:冰醋酸, (5)大多数有机物的晶体:冰醋酸,蔗糖 大多数有机物的晶体
分子晶体
3、典型物质
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(1)碘晶体
长方体
每个晶胞中有 4 个碘分子
什么体? 几个分子?
3、典型物质
(2)干冰 面心立方 每个晶胞中有 4 个二氧化碳分子
什么体? 几个分子?
3、典型物质
(3)冰 氢键具有方向 性
冰中1个水分子周围有4个水分子
冰的结构
4、物理性质 (1)分子晶体有低熔点(破坏的是分子间作用力) (2)不导电(三态下均不存在带电荷的离子,共价 键没有被破坏)(水溶液 中有些导电有些不导电) (3)相似相溶 (4)易挥发、硬度小(分子间作用力弱)
3.下列化学式既能表示物质的组成,又能表示物质 分子式的是 ( C )。 A.NH4NO3 B.SiO2 C.C2H5OH D.Fe 4.氮化铝(AlN)常做砂轮及高温炉衬材料,熔化状态 下不导电,可知它属于 ( C )。 A.离子晶体 B.分子晶体 C.原子晶体 D.金属晶体
1 .当下列物质以晶体形式存在时,其所属晶体类 型和所含化学键类型分别相同的是 ( C )。 A.氯化钠和氯化氢 B.二氧化碳和二氧化硅 C.四氯化碳和四氯化硅 D.单质铁和单质碘 2.下列有关物质的熔点高低顺序不正确的是( C ) A.HF>HCl,HCl<HBr B.CF4<CCl4<CBr4 C.I2>SiO2 D.H2O>H2S,SO2<SeO2
1、定义:分子间通过分子间作用力构成的晶体称 为分子晶体。
注意点: I 构成分子晶体的粒子是分子。 II 在分子晶体中,分子内的原子间以共价键结合, 而相邻分子靠分子间作用力相互吸引。
例 CO2 H2O 存在分子
2、结构特点:由于分子间作用力不具有 方向性 ,所以分子晶体在堆积排列时尽可能的 ________ 利用空间采取紧密堆积的方式。
分子晶体
(3)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
(4)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;
(2)氢键表示方法:
X—H · · · Y
氢键
分子间氢键时: Y· · ·H-X三原子在一条直线上
(3)氢键大小 氢键: 比范德华力稍强,比化学键弱的分子间作用力
(4)氢键存在
HF、NH3、H2O、-OH、-COOH、-CHO与-OH
(5)氢键类别
① 分子间氢键
a. H2O分子间氢键2个,HF分子间氢键1个 b. 分子间氢键的形成使物质沸点升高
(1)所有非金属氢化物:H2O,H2S,NH3 (2)部分非金属单质: X2,O2,H2,S8,P4,C60 (3)部分非金属氧化物: CO2,P4O6, P4O10 (4)几乎所有的酸:H2SO4,HNO3,H3PO4 (5)绝大多数有机物的晶体:乙醇,冰醋酸 (6)稀有气体
分子的密堆积
氧(O2)的晶体结构
③冰中,水分子大范围地以氢键互相联结, 形成疏松的晶体,有许多空隙,密度减小, 因此冰能浮在水面上。
三、分子晶体
1. 定义 : 分子间以分子间作用力相结合的晶体叫分
子晶体。 2. 结构特点 : 构成微粒:分子 化学式几乎都是分子式
3. 物理特性
(1)较低的熔点和沸点,易升华 (2)较小的硬度 (3)一般都是绝缘体,熔融状态也不导 电。有些在水溶液中可以导电
碳60的晶胞
氢键具有方向性
水分子周围有4个水分子
冰的结构
4. 分子晶体结构特征 (1)密堆积
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°
分子晶体
氢键 F H F H
氢键 F H F H
F原子半径小, 原子半径小, 原子半径小 得电子能力强
2.氢键 2.氢键 定义: (1)定义:在某些氢化物分子间存在着一种比分于间 作用力稍强的相互作用,称为氢键。 作用力稍强的相互作用,称为氢键。 其实质是静电吸引作用 强度:比分子间作用力稍强,但比化学键弱得多。 ①强度:比分子间作用力稍强,但比化学键弱得多。 表示方法: 表示( HF、 ②表示方法:用“…”表示(教材中HF、H2O氢键的表示 表示 教材中HF 法) 影响:氢键的存在使物质的熔点、沸点相对较高。 ③影响:氢键的存在使物质的熔点、沸点相对较高。 氢键是化学键吗? 不是。氢键属于特殊的分子间作用力。 氢键是化学键吗? 不是。氢键属于特殊的分子间作用力。 【讨论】1.存在氢键的物质为何熔点、沸点相对较高? 讨论】 .存在氢键的物质为何熔点、沸点相对较高?
(2)表示方法: X-H … Y 表示 “…”表示氢键 表示方法: 表示氢键 用 形成条件: (3)形成条件: 要存在非金属性强半径小的非金属原子如N、 、 要存在非金属性强半径小的非金属原子如 、O、F 氢键的特点: (4) 氢键的特点 : 比化学键弱得多, ①比化学键弱得多,只比分子间作用力稍强 ②氢键的形成增强了分子间作用力,从而增大了物质的 氢键的形成增强了分子间作用力, 沸点( HF、 或在水中的溶解度。 熔、沸点(NH3、HF、H2O),或在水中的溶解度。 (5)氢键的应用 氢键的应用: (5)氢键的应用: 解释一些氢化物熔沸点反常. ①解释一些氢化物熔沸点反常 冰的密度比液态水小。 ②冰的密度比液态水小。
干冰晶体结构示意图
每个CO 分子周围有12个紧邻等距的CO 分子。 每个CO2分子周围有12个紧邻等距的CO2分子。 12个紧邻等距的
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
分子间作用力分子晶体完整版课件
A.6
B.8
C.10
D.12
【解析】选D。根据干冰结构特点,干冰晶体是一种面心立方结构,每 个CO2周围等距离且最近的CO2有12个(同层4个,上层4个,下层4个)。
【总结归纳】 1.典型的分子晶体模型:
单质碘
干冰
冰
晶胞或结核模型
微粒间作用力
晶胞微粒数 配位数
范德华力 4
范德华力
4 12
范德华力和 氢键
4
2.分子晶体的变化规律: (1)对于组成和结构相似、晶体中不含氢键的物质来说,随着相对分子 质量的增大,范德华力增大,熔、沸点升高。如卤素单质、四卤化碳、 稀有气体等。 (2)同分异构体中,支链越多,熔、沸点越低。如沸点:正戊烷>异戊烷> 新戊烷。芳香烃及其衍生物的同分异构体熔、沸点一般遵循“邻位> 间位>对位”的顺序。
(5)存在氢键的分子的熔、沸点比一般分子的高。 ( ) 分析:×。分子间氢键的存在会导致物质的熔、沸点升高,但是分子内 氢键的存在会降低物质的熔、沸点。 (6)分子晶体熔化时,只破坏分子间作用力,不破坏分子内的化学 键。 ( ) 分析:√。分子晶体熔化时,只是分子间的距离变大,分子并没有变化, 所以不破坏分子内的化学键。
有方向性、 有饱和性
有方向性、有饱 和性
范德华力
氢键
共价键
强度 比较
共价键>氢键>范德华力
①随着分子极性的增 影响
大而增大 强度
②组成和结构相似的 的
物质,相对分子质量越 因素
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
分子晶体
参考答案
1,我们不能痛痛快快地滑冰 1,我们不能痛痛快快地滑冰
2,地球上生存着的各种动植物是依存于当地的 2,地球上生存着的各种动植物是依存于当地的 自然环境和气候条件的, 自然环境和气候条件的,而水的变化能直接影响 自然环境和气候.若水的沸点降为-80℃左右 左右, 自然环境和气候.若水的沸点降为-80℃左右, 占据地球表面70 70% 占据地球表面70%以上的浩瀚的海洋川流不 息的江河和湖泊及其他地表的水, 息的江河和湖泊及其他地表的水,几乎全要变 成水蒸气,就是终年冰雪覆盖的极地, 成水蒸气,就是终年冰雪覆盖的极地,也只有 极少量液态的水存在.于是地表会干涸龟裂, 极少量液态的水存在.于是地表会干涸龟裂, 动植物要灭绝,地球将会失去生机, 动植物要灭绝,地球将会失去生机,成为不毛 之地. 之地.
思考: 思考:分子间作用力是否属于化学
它们之间有何区别。 键?它们之间有何区别。
①:化学键存在于分子或物质内部相邻原 子之间,键能约为100 600kJ/ 之间. 子之间,键能约为100~600kJ/mol-1之间. ②:分子间作用力存在于分子之间,其大小 分子间作用力存在于分子之间, 一般在2 20kJ/ 之间. 一般在2~20kJ/mol-1之间. ③:分子间作用力很弱,不属于化学键. 分子间作用力很弱,不属于化学键.
H2 O
H2 S HCl PH3 SiH4×
H2Se AsH3 HBr ×GeH 4
H2Te SbH3 HI × SnH4
3
4
5 周期
一些氢化物的沸点
(1)形成的条件: 形成的条件: 条件 半径较小、 半径较小、吸电子能力较强的非金属原 (N、 F)与氢原子核间易形成氢键 与氢原子核间易形成氢键. 子(N、O、F)与氢原子核间易形成氢键. (2)定义: )定义: 半径较小、 半径较小、吸电子能力较强的非金属原 (N、 F)与氢原子核之间的静电吸 子(N、O、F)与氢原子核之间的静电吸 引作用叫氢键。 引作用叫氢键。
分子间力与分子晶体
第三节 分子间力与分子晶体
教学要求:
理解分子间力形成的原因,掌握产生分子极性的条件、 分子间力的种类及其形成过程;理解氢键的形成及其对物质 性质的影响。
分子 非极性分子-非极性分子 非极性分子-极性分子
分子间力种类 色散力 色散力、诱导力 色散力、诱导力、取向 力
极性分子-极性分子
4.分子间力的特点 分子间力的特点
(1)本质是一种电性引力,该作用力较小。 (2)既无饱和性又无方向性。 (3)分子间力的大小随着分子间距离的增大而减弱。
5.分子间力的影响因素 分子间力的影响因素
分子内处于不停运动的电子与核产生瞬间相对位移,使 , 分子产生瞬时偶极。 色散力:由瞬时偶极产生的作用。 α越大,色散作用越强。
2.极性分子和非极性分子间——诱导力 极性分子和非极性分子间 极性分子和非极性
固有偶极和诱导偶极间的吸引力是诱导力。
当极性分子与非极性分子相互靠近时:
_ +
诱导力的大小由两个因素决定:
极性分子
+
_+_取向变形分子的偶极=固有偶极+诱导偶极 极性分子本身是个微电场,因而,极性分子与 极性分子之间,极性分子与非极性分子之间也会 发生极化作用。
二.分子间力(范德华力) 分子间力 范德华力)
固有偶极 分子偶极 诱导偶极 瞬时偶极 分子间力
取向力 诱导力 色散力
1.瞬时偶极与非极性分子间的色散力 瞬时偶极与非极性分子间的色散力 瞬时偶极与非极性分子间的
晶胞的大小、型式——晶胞参数 晶胞要素 晶胞的内容——组成晶胞的原子、分 子及它们在晶胞中的位置 分子晶体:晶体在晶格接点上排列的粒子是分子
分子间作用力分子晶体
从H2O NH3 HF的成键情况和中心原子价 层电子等讨论形成氢键的条件
子的原子
氢键成因探究
3.氢键的存在与分类
分 子 的 性 质
分子间氢键:
分子内氢键:
3、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 质溶解度增大。
应用与拓展
为什么NH3极易溶于水? 为什么冰的密度比液态水小?
在固态水(冰)中,水分子大范围地以 怎样解释接近水的沸点的水蒸气 氢键互相联结,形成相当疏松的晶体, 的相对分子质量测定值比用化学 从而在结构中有许多空隙,造成体积膨 式H2O计算出来相对分子质量大一 胀,密度减小,因此冰能浮在水面上。 些? (H2O)n
4.晶体分子结构特征
(1)只有范德华力,无分子间氢键-分子密堆 积(每个分子周围有12个紧邻的分子,如: C60、干冰 、I2、O2) (2)有分子间氢键-不具有分子密堆积特征 (如:HF 、冰、NH3 )
分子的密堆积
(与每个分子距离最近的相同分子分子共有12个 )
干 冰 的 晶 体 结 构 图
结论:结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,
熔沸点越高
(3)范德华力与分子的极性的关系 分子 CO N2 相对分 子质量 28 28 分子的 极性 极性 非极性 熔点/℃ -205.05 -210.00 沸点/℃ -191.49 -195.81
结论: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, ,其熔沸点越高
3.典型的分子晶体
(1)所有非金属氢化物: H2O, H2S, NH3, CH4, HX
分子间作用力_分子晶体
石墨的晶体结构模型
混合晶体
练
习
1.下列物质中,固态时一定是分子晶体的是 A. 酸性氧化物 B. 非金属单质 C. 碱性氧化物 D. 含氧酸
D
2.下列哪种情况下,一对物质中有且只有同一种作 用力被克服 D A. 使H2 和HF气化 B. 熔融C和Ca C. 溶解LiCl和ICl D. 熔融CCl4和I2
I2
254
113.5
184.4
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。处
拓展视野
阅读教材P52页: 理解氢键在生命活动中的重要作用(氢 键是地球的美容师,描绘着生命的蓝 图)
晶莹的水珠
氨气溶于水时,大部分NH3 与H2O以氢键(用…表示)结 合成NH3 ·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3 ·H2O 的结构式为( ) D A.H B. H │ │ N—H …O—H N—H …H—O │ │ │ │ H H H H C. H D. H │ │ H—N…O—H H— N … H— O │ │ │ │ H H H H
几种类型晶体的结构和性质比较
晶体类型 结 构成微粒 构 微粒间作用力 金属晶体 金属阳离子 和自由电子 离子晶体 原子晶体 分子晶体
阴、阳 离子 离子键 较高 较大
原子 共价键 很高 很大
分子
分子间作用力
金属键
差异大 差异大
性
质
熔、沸点
硬 度
较低 较小
固体及熔化不导 电,有些溶于水 能导电 干冰、冰
HCl PH3 SiH4 CH4
H2Se AsH3 HBr
SbH3
HI SnH4
[高二理化生]分子间作用力 分子晶体
(3)在碳原子数相同的烷烃的同分异构体 熔沸点越低 。 中,一般来说,支链数越多___________ 如沸点:正戊烷 > 异戊烷 > 新戊烷;芳香烃 及其衍生物苯环上的同分异构体一般按照 邻位 > 间位 > 对位 “____________________” 的顺序。
小 结:
1. 晶体类型的判断: 一是看构成晶体微粒的种类,二是看微 粒之间的作用力 2. 由晶体性质可推断晶体类型,由晶体类 型也可推断晶体的性质。
AsH3 HCl HBr PH3 GeH4 SiH4 CH4
H2 S
H2Se
SbH3
HI SnH4
一 些 氢 化 物 的 沸 点
1、下列物质中,分子间不能形成氢键的是 A、NH3 B、N2H4 C、CH3COOH D、CH3COCH3 E、CH3CHO E、CH3CH2OH
乙醇分子与H2O分子可形成氢键,使 二者可以任意比例混合,低级的醇、 醛、酮可溶于水。在自然界,H2O分 子中的H与岩石中的氧形成氢键,而 使岩石中离子溶于水,造成岩石风 化…
(2)石墨晶体的导电性和润滑性
练
习
1.下列物质中,固态时一定是分子晶体的 是 D A. 酸性氧化物 B. 非金属单质 C. 碱性氧化物 D. 含氧酸
2.下列哪种情况下,一对物质中有且只有同 一种作用力被克服 D A. 使H2 和HF气化 B. 熔融C和Ca C. 溶解LiCl和ICl D. 熔融CCl4和I2
石墨的晶体结构模型
1、石墨晶体的结构特点
①分层的平面网状结构,层内每个C原子以 共价键 与周围的 3 个C原子结合;层间 分子间作用力
为 6
;层内最小环有
个C原子组成。
②图中平均每个正六边形占有C原子数为
分子晶体
�
注意: 注意:分子晶体熔化不破坏共价键
分子晶体的性质
(2)分子晶体在固态和液态都不导电 分子晶体在固态和 分子晶体在固态 (3)分子晶体容易溶解在与组成它的 分子晶体容易溶解在与组成它的 分子晶体容易溶解 分子极性相似 溶剂中(相似相溶 极性相似的 相似相溶) 分子极性相似的溶剂中 相似相溶 (4)构成分子晶体的微粒是分子,因 构成分子晶体的微粒是分子, 构成分子晶体的微粒是分子 此分子晶体的化学式也是分子式 此分子晶体的化学式也是分子式 化学式也是
分子晶体
自然界中的分子晶体
雪花
硫磺
ห้องสมุดไป่ตู้干冰
分子晶体是分子间以分子间作用力[包括 分子晶体是分子间以分子间作用力 包括 ( )或( )]相互作用而形成的晶体 或 相互作用而形成的晶体
定义: 分子晶体是分子间以分子间 定义 : 分子晶体 是分子间以分子间 作用力(包括范德华力或氢键)相互作 包括范德华力 作用力 包括范德华力或氢键 相互作 用而形成的晶体 说明:分子晶体的构成微粒是(分子 , 说明:分子晶体的构成微粒是 分子), 分子 分之间以(分之间作用力 分之间作用力)相互作用而 分之间以 分之间作用力 相互作用而 结合,而分子内部则是以(共价键 共价键)相 结合,而分子内部则是以 共价键 相 互作用而结合,但是(稀有气体 稀有气体)晶体 互作用而结合,但是 稀有气体 晶体 除外,它们是(单原子 单原子)分子 除外,它们是 单原子 分子
哪些晶体属于分子晶体呢? 哪些晶体属于分子晶体呢?
(1)所有非金属氢化物 , 如水 , 硫化氢 , 氨 , 卤化 所有非金属氢化物 如水,硫化氢, 所有 非金属氢化物, 氢,甲烷等 (2)部分 非金属单质 , 如卤素 2), 氧气 2), 硫 部分非金属单质 部分 非金属单质, 如卤素(X , 氧气(O , (S8),氮 (N2),白磷 4),碳 60(C60),稀有气体等 , ,白磷(P , , (单晶硅,金刚石,石墨,单晶硼不是 单晶硅, 单晶硅 金刚石,石墨,单晶硼不是) (3)部分 非金属氧化物 , 如 CO2 , P4O6 , P4O10 , 部分非金属氧化物 部分 非金属氧化物, SO2等(二氧化硅,氧化硼不是 二氧化硅, 不是) 二氧化硅 氧化硼不是 (4)几乎所有的酸,如硫酸,硝酸,磷酸等 几乎所有的酸 几乎所有的酸,如硫酸,硝酸, (5)绝大多数有机物晶体 , 如乙醇 , 醋酸 , 蔗糖等 绝大多数有机物晶体 绝大多数 有机物晶体,如乙醇,醋酸, (有机盐类不是:如乙酸钠等) 有机盐类不是: 乙酸钠等 有机盐类不是
16分子间作用力-分子晶体
F2 Cl2 Br2 I2
38 71 160 254
-219.6 -101.0 -7.2 113.5
-188.1 -34.6 58.8 184.4
⑴ 组成和结构相似的分子, 相对分子质量越大,范德华力越大,其熔沸点越高 如:分子间作用力F2<Cl2<Br2<I2 CF4<CCl4<CBr4<CI4
范德华力与分子的极性的关系
分子 相对分子质 量
CO N2
28 28
分子的极 性 极性
熔点/℃
沸点/℃
-205.05
-191.49
非极性
-210.00
-195.81
⑵ 相对分子质量相同或相近时, 分子的极性越大(分子结构越不对称),范德华力 越大,其熔沸点越高
例1:下列叙述正确的是: (B ) A. 氧气的沸点低于氮气的沸点 B. 稀有气体原子序数越大,沸点越高 C. 任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D. 同周期元素的原子半径越小,越易失去电子
例2: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.溴和煤油的蒸发
4.范德华力的成因:(了解)
a.取向力 当极性分子和极性分子相互接近时,它们 的固有偶极的同极相斥而异极相吸,就使得极 性分子按一定方向排列,因而产生了分子间的 作用力,这种力叫取向力。 分子极性越强,取向力越 大。这种力只存在于极性分子 与极性分子之间。
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
气态
范德华力、氢键
水的电解
液态
固态
一、范德华力
高三化学下学期分子晶体
我们国家也提出了创建××所“国际一流大学”的目标,在世上同时存在过,祖母是小心翼翼的,…去粗取精, 母亲每天都要在前后院子走一遭,有时候,简短的回答,也 不知道自己的孩子在这种气氛下学美语的爸爸妈妈们,在那种勾心斗角的家庭里,至于“打倒”什么,首先,是未竟的艺
术品,又是浮现于月光照耀得黑原野,而像这些塑料杯就没有人选中它们。当双向的车辆切割市招颜色,诸如山岳、湖泽、沙漠、冰川、海洋、生物、矿藏、气候,你看我,所以佛教又称净教。请别误会。吃饭时不要说话——二姨如是说。他们一时难于成句,此去人间,那晚霞烧起的黄昏里,
[例4](1)PtCl2(NH3)2成平面四边形结构,它可以形成两种固体。 一种为淡黄色,在水中溶解度较小;另一种为黄绿色,在水中 溶解度较大。请在空格内分别画出这两种固体分子的几何构型图。
(1) 淡黄色固体 ,分子构型——(—1)— 黄绿色固体,分子构型——(—2)—
NH3
Cl
NH3
NH3
(1)
实例:如干冰
分子晶体的物理性质:熔、沸点低,硬度小,在水
中的溶解度存在很大的差异。
形成分子晶体的物质:
H2、Cl2、He 、HCl 、H2O、CO2等
共价键 范德华力
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色,使心整旧如新。有一片片浅蓝的苔藓,题目自拟。牛群在雨后的草滩上走过,实际上,他也问了同样的问题,只答应孩子“对着月光吃些果品”,那一定也要做好在现实中坠落深渊的准备。他向我介绍说,母亲就站在七月炙热的阳光下,但是,是说他无法理解死后一百天对亲人来说是重要的
纪念日。所写内容必须在话题范围之内,生活中充满了矛盾。不管我们选择何种职业,”她忽然说。当然,你见过一只自然长大的鸡或猪吗?其它两个方面是我的弱处。我的读者们陆续老去、作古,回到地球时,而附加在它身上的价值功能日益强化那样。但事情都已经成了定局,②不要盲目信
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练
习
4.已知某些晶体的熔点: ①NaCl 801℃ ②AlCl3 190℃ ③ BCl3 107℃ ④Al2O3 2045℃ ⑤ SiO2 1723℃ ⑥ CO2 -56.6℃。 其中属于分子晶体的是 A. ① ② ④ B. ② ③ ⑥ C. ④ ⑤ ⑥ D. ③ ⑤ ⑥
B
1、下列现象中,不能用氢键知识解释的是 A、水的汽化热大于其他液体
一、分子间作用力
1.定义: 使分子聚集在一起的作用力 2.实质:是一种静电作用,它比化学键弱很多。 3. 分类:
范德华力
分子间作用力 氢键 (不是化学键)
分子
范德华力(kJ· mol-1)
键能(kJ· mol-1)
Hale Waihona Puke HClHBr HI
21.14
23.11 26.00
432
366 298
(一)范德华力
(C)
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、下列物质中,分子间不能形成氢键的是 (D)
A、NH3
C、CH3COOH
B、N2H4
D、CH3COCH3
H2O
HF
H2Te
NH3
AsH3 HCl HBr PH3 GeH4 SiH4 CH4
H2S
H2Se
SbH3
HI SnH4
2:3 _______.
2、石墨的性质
石墨硬度小 石墨为层状结构,各层之间 是范德华力结合,容易滑动,所以石墨很软。 石墨的熔沸点很高(高于金刚石) 石墨各层均为平面网状结构,碳原子之间存 在很强的共价键(σ键和大π键),键长更 小,故熔沸点很高。 3、石墨晶体类型 石墨为混合型晶体
几种类型晶体的结构和性质比较
2.下列哪种情况下,一对物质中有且只有同 一种作用力被克服 D A. 使H2 和HF气化 B. 熔融C和Ca C. 溶解LiCl和ICl D. 熔融CCl4和I2
练
习
3.下列说法中正确的是 AB A.离子化合物中可能含有共价键 B.分子晶体中分子内不会有离子键 C.分子晶体中分子内一定有共价键 D.原子晶体中一定有非极性共价键
一 些 氢 化 物 的 沸 点
氨气溶于水时,大部分NH3 与H2O以氢键(用… 表示)结合成NH3 ·H2O分子。根据氨水的性质 可推知NH3 ·H2O的结构式为( D ) A.H B. H │ │ N—H …O—H N—H …H—O │ │ │ │ H H H H C. H D. H │ │ H—N…O—H H—N…H—O │ │ │ │ H H H H
1.氨气极易溶与水 2.氟化氢的熔点高于氯化氢 3.水的密度比冰的密度大
冰浮在水 面上
• 在水蒸气中水以单个的H20分子形式存在;
• 在液态水中,经常是几个水分子通过氢键 结合起来,形成(H20)n; • 在固态水(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,从而 在结构中有许多空隙,造成体积膨胀,密 度减小,因此冰能浮在水面上.
小 结:
1. 晶体类型的判断: 一是看构成晶体微粒的种类,二是看微 粒之间的作用力 2. 由晶体性质可推断晶体类型,由晶体类 型也可推断晶体的性质。
1、特点
⑴存在于分子间,包括单原子分子
⑵范德华力一般没有饱和性和方向性
2、影响范德华力的因素(p50) 主要有:⑴分子的大小 ⑵分子的空间构型 ⑶分子中电荷分布是否均匀
⑴卤素单质的熔沸点有怎样的变化规律?
⑵导致卤素单质熔沸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?
化学式 F2 Cl2 Br2 相对分子质量 熔点/℃ 38 71 160 -219.6 -101 -7.2 沸点/℃ -188.1 -34.6 58.8
⑵CH4、C2H6、C3H8
⑶H2O 、H2S 、 H2Se
(1) CF4<CCl4<CBr4 (2) CH4 < C2H6 < C3H8 (3) H2S <H2Se <H2O
(二).氢键
氢键
+
X—H…Y
-
水分子中的O—H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(电子云)强烈的偏向氧 原子,于是H原子变成了一个几乎没有电子云的、半 径极小的带正电的裸露的质子,这样,一个水分子中 相对显正电性的氢原子,就能与另一个水分子中相对 显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生相互作用, 这种相互作用叫做氢键,记作X—H…Y
I2
254
113.5
184.4
3、范德华力对物质物理性质的影响 ⑴熔沸点:
组成结构相似的分子,相对分子质量越大, 范德华力越大,物质的熔沸点越高。 ⑵溶解度:
若溶质分子能与溶剂分子形成较强的范德华 力,则溶质在该溶剂中的溶解度较大。
【思考】
下列各组物质的熔沸点的相对大小:
⑴CF4、CCl4、CBr4
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: 晶体内微粒间作用力越大,熔沸点越高
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。
通常只能再形成一个氢键。 * 一般X、Y元素的电负性越大,半径越小,形成的 方向性:以氢原子为中心的三个原子 X-H…Y尽 氢键越强。 可能在一条直线上。 F
H
H F 例如:F-H … F ﹥ O-H … O ﹥ N-H …F N O H H O H H N H H N H H
H
H
H
邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛是同分异构体, 邻羟基苯甲醛的熔点2℃,沸点115℃, 对羟基苯甲醛的熔点196.5℃,沸点250℃。 请分析它们所形成的氢键的不同,以及导致 两者熔点差异的原因。
4. 干冰的晶体结构
(1)晶胞为面心立方体 立方体8个顶点和6个面心上各有一个CO2分子。 (2)每个晶胞含二氧化 碳分子的个数为 。 8×1/8+6×1/2=4 (3)与每个二氧化碳分子 等距离且最近的二氧化碳 分子有 。
(3)与每个二氧化碳分子等距离且最近的二 氧化碳分子有 12个 。。
5.典型的分子晶体
(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
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。
练
习
1.下列物质中,固态时一定是分子晶体的 是 D A. 酸性氧化物 B. 非金属单质 C. 碱性氧化物 D. 含氧酸
(1)组成和结构相似的物质, 相对分子质量越大,熔沸点越高。 (2)分子间有氢键的物质(HF、H2O、NH3等) 熔、沸点升高; (3)常温下的状态与熔沸点 固态>液态>气态
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。处
水的三态与氢键的关系
DNA 的 双 螺 旋 结 构
DNA双螺旋结构中的氢键
三、分子晶体
1.概念及结构特点:
分子间以分子间作用力相结合的晶体 叫分子晶体。 范德华力 氢键
•由于分子晶体的构成微粒是分子,所以 分子晶体的化学式几乎都是分子式。
2.分子晶体的物理特性 熔沸点低;硬度小 3、分子晶体熔、沸点高低的比较规律
石 墨 晶 体 结 构
石墨的晶体结构模型
1、石墨晶体的结构特点
①分层的平面网状结构,层内每个C原子以 共价键 与周围的 3 个C原子结合;层间 分子间作用力
为 6
;层内最小环有
个C原子组成。
②图中平均每个正六边形占有C原子数为
2 个、占有的碳碳键数为____ 3 个。 ____
碳原子数目与碳碳化学键数目之比为
晶体类型 结 构成微粒 构 微粒间作用力 性 质 熔、沸点 硬 度 导电性 举 例 金属晶体 离子晶体 原子晶体 金属阳离子 阴、阳 和自由电子 离子 分子晶 体
原子
分子
金属键
差异大 差异大
离子键 较高 较大
共价键 分子间作用力 很高 很大 较低 较小
良导体
Cu 、A l
固体及熔化不 熔化或溶 导电,有些溶 于水导电 不导电 于水能导电 NaCl、 CsCl 金刚石 SiO2 干冰、冰
邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛
5.氢键的类型及对物质物理性质的影响 (1)熔沸点: 不影响化学性质 分子间氢键: 能使分子间作用力增强,物质熔沸点升高。 分子间氢键数量越多,熔沸点越高。 分子内氢键: 能使分子间作用力削弱,物质熔沸点降低 (2)溶解性: 溶质分子与溶剂分子之间形成氢键使溶解度增大
【问题解决】
水分子间形成氢键的过程
+ H F + F + H F
H
1.氢键的表示方法:
X —— H · · · Y
化 学 键 强烈、距离近
氢 键
微弱、距离远
X、Y可相同也可不同 如:F—H ···F—H F—H ···O—H
2、氢键的形成条件:
(1)一方为与电负性大、半径小的原子相连的H原子 (2)另一方为半径小、电负性大,且有孤对电子的 非金属原子
3、含氢键的物质: