分子间作用力:范德华力与氢键
分子间作用力 氢键大小
分子间作用力(范德华力)和氢键都是影响物质物理性质(如熔点、沸点等)的重要因素。
分子间作用力广泛存在于分子之间,它是分子之间相互靠近时存在的相互作用力。
范德华力可以分为三种类型:取向力、诱导力和色散力。
取向力只存在于极性分子之间,它主要是由永久偶极之间的相互作用所引起的。
诱导力存在于极性分子和非极性分子之间,它主要是由极性分子的永久偶极诱导非极性分子发生极化而产生的。
色散力则存在于非极性分子之间,主要是由于瞬间偶极的相互诱导所产生的。
氢键是一种特殊的分子间作用力,它只存在于含有孤对电子的原子(如N、O、F)和氢原子之间。
与范德华力相比,氢键通常具有更高的强度。
这是因为氢键的形成是由于电子的共享,而不是简单的静电吸引。
总结来说,范德华力和氢键都是分子间作用力,但氢键的强度通常高于范德华力。
有机化学基础知识点有机物的氢键和范德华力
有机化学基础知识点有机物的氢键和范德华力有机化学基础知识点:有机物的氢键和范德华力有机化学是研究有机物及其反应的科学领域。
在有机化学中,氢键和范德华力是两个重要的概念,它们在分子之间的相互作用中起着关键作用。
本文将介绍有机物的氢键和范德华力的基本概念和特点。
一、有机物的氢键氢键是指由氢原子与一对电负性较高的原子之间的相互作用力。
在有机化学中,氢键的形成主要涉及氢原子和氮、氧、氟等元素的原子之间的作用。
有机物中,氢键通常出现在含有特定官能团的分子中,如羟基(-OH)、胺基(-NH2)、酮基(-C=O)等。
这些官能团中的氧、氮原子能够通过共价键与氢原子结合,并与其他分子中的氧、氮原子形成氢键。
氢键的形成能够增加分子间的相互吸引力,使有机物的沸点、溶解度和表面张力等物理性质发生改变。
同时,氢键也影响有机物的化学性质,例如反应速率和反应路径等。
二、有机物的范德华力范德华力是指分子间由于电子在运动中形成的瞬时偶极子与相邻分子诱导出的即时偶极子之间的作用力。
范德华力是一种较弱的相互作用力,它普遍存在于物质之间。
在有机物中,范德华力是分子之间相互作用的主要力量。
即使是非极性分子,由于电子在运动中出现的瞬时偶极矩,也能够与其他分子诱导出即时偶极子,从而发生范德华力的相互作用。
范德华力对有机物的物理性质起着重要作用。
范德华力的强弱决定了物质的相对稳定性、沸点、溶解度和相变等性质。
在化学反应中,范德华力也参与了反应的进行和反应速率的影响。
三、氢键与范德华力的比较氢键和范德华力都属于分子间的相互作用力,但在性质和强度上存在一定的差异。
1. 性质:- 氢键:涉及氢原子与电负性较高的原子之间的作用,较为特殊且较强的相互作用力。
- 范德华力:涉及分子间由于电子在运动中形成的偶极子之间的作用,是更为普遍的相互作用力。
2. 强度:- 氢键:通常比范德华力要强,能够在官能团中形成较为稳定的氢键网络。
- 范德华力:相对较弱,但随着分子大小的增加,范德华力也会增强。
分子间的力范德华力和氢键
分子间的力范德华力和氢键分子间的力:范德华力和氢键分子间的力是指分子之间相互作用的力,其中范德华力和氢键是两种常见的分子间力。
本文将对这两种力进行介绍和解析。
一、范德华力范德华力(van der Waals force)是一种相互吸引的力,起因于分子内部电荷分布的不均匀性。
它可以分为三种类型:弱的分散力(London力)、较强的取向力和最强的诱导力。
1. 分散力(London力)分散力是最弱的一种范德华力,主要存在于非极性分子之间。
分子内由于电子云的运动造成瞬时偶极矩的形成,进而引发相邻分子的极化作用,使它们之间发生吸引。
这种吸引力是瞬时性的,范德华力是由于瞬时偶极矩之间相互作用而形成的。
2. 取向力取向力是存在于极性分子之间的范德华力,是由于分子内的极性键引起的。
它是根据分子极性键的方向而产生的相互作用,类似于磁铁的N极和S极之间的吸引力。
3. 诱导力诱导力是范德华力中最强的一种类型,是由于一种分子的极化而诱发另一种分子的极化。
当一个非极性分子接近一个由极性键组成的分子时,它会被诱导成有临时极性,这样会引发两种分子之间的相互吸引。
总结:范德华力是一种微弱但广泛存在的分子间作用力,它对物质的性质和相互作用具有重要影响。
二、氢键氢键(hydrogen bond)是分子间的一种特殊强力相互作用,主要存在于带有氢原子的分子中。
氢键可以发生在分子中的氢与另一个带有电负性原子(如氮、氧和氟)之间的相互作用。
氢键的形成是通过氢原子与接受者原子形成一个氢和一个共价键,同时将电子密度极大地转移到接受者原子上。
氢键通常是可逆的,并且在分子之间形成临时的化学键,类似于范德华力的诱导力。
氢键的强度通常比较大,可以影响物质的性质和化学反应。
三、范德华力与氢键的区别范德华力和氢键虽然都属于分子间作用力,但是它们有一些明显的区别。
1. 强度不同:范德华力相对较弱,而氢键相对较强。
2. 形成条件不同:范德华力主要由于分子内电荷的不均匀性形成,而氢键则是通过氢原子和电负性原子之间的相互作用形成。
分子间作用力——范德华力
分子间作用力——范德华力范德华力是指分子之间的作用力,这种作用力主要是由极性分子之间的电荷分布和氢键作用引起的。
它是最常见的分子间作用力,可以解释许多分子物理和化学特性。
范德华力从来没有被经典物理学所解释,它是由古典力学所忽视的,但是它是促使分子间作用的主要力量。
范德华力的发现是在20世纪30年代的荷兰物理学家Peter D. van der Waals的工作中的。
他发现了一种分子间的调整力,与其其他分子间力不同,这种力被称之为范德华力。
他发现,当分子破坏温和氢键时,一种弱小的但仍然可观测的力量将产生作用。
范德华力是一种范德华弛豫作用。
它是由分子间反应活动引起的,涉及到分子内和分子间能量的调整,这样可以使分子以最低的总能量排列在一起。
由于分子间的排斥力不够大,因此范德华力就发挥作用了。
还有一些其他的因素也可以影响范德华力的大小,比如空间气压。
范德华力是弱的电磁作用,只有在非常小的距离(几个原子半径)内才可以引起作用。
因此,范德华力可以看作是分子的低能状态的关键,它影响分子的结构和性质。
范德华力可以解释许多分子物理和化学特性,比如粘性、表面张力、溶解度等等。
这些特性可以归因于分子间的范德华力。
例如,范德华力使得液体有粘性,因为液体分子之间存在一种粘合作用;表面张力也是由范德华力引起的,当液体分子聚集在一起时,它们之间就会有一种粘合力,从而使表面变得紧密和被张力约束;溶解度也是范德华力的结果,因为溶质的分子在溶剂的分子之间存在一种扩散性的弱电荷,这样就会减小溶质分子的结合能,从而使溶质溶于溶剂。
范德华力也被认为是催化反应中的关键作用力。
催化剂的分子间可能有一种特殊的范德华弛豫作用,可以稳定反应产物,使反应的速率大大提高。
这种作用力可以促进反应的发生,也就是催化的过程。
范德华力也被用于生物物理学中,被认为是凝胶结构形成的原因之一。
一些生物物质,比如蛋白质和糖类,可以通过范德华力形成凝胶样结构,这种结构对于生物体的维持和维护有着很重要的作用。
分子之间是如何作用的
分子之间是如何作用的分子之间的相互作用是理解许多物理和化学过程的关键。
这种相互作用包括范德华力、氢键、疏水相互作用、静电相互作用、共价键等等。
这些作用力在分子的结构和功能中起着至关重要的作用。
一、范德华力范德华力是分子间相互作用的一种基本形式,它源于分子间的静电相互作用。
当两个原子或分子相互接近时,它们会感受到一种吸引力,这就是范德华力。
这种力主要与分子或原子的电负性和极化率有关。
范德华力可以分为三种类型:色散力、诱导力和取向力。
二、氢键氢键是一种特殊的分子间相互作用,它涉及到氢原子和其他原子或分子之间的相互作用。
在一个氢键中,氢原子与一个电负性原子(如氮、氧或氟)成键,而这个电负性原子又与另一个电负性原子或氢原子成键。
这样,氢原子就与两个不同的原子或分子相互作用,形成了氢键。
氢键比范德华力更强,也具有更高的选择性。
三、疏水相互作用疏水相互作用是水溶液中分子间相互作用的一种形式,它源于分子间的非极性区域。
当一个分子的非极性区域与另一个分子的极性区域相互接近时,它们会形成疏水相互作用。
这种相互作用会导致分子的聚集或蛋白质的折叠。
四、静电相互作用静电相互作用是分子间相互作用的一种形式,它源于分子间的电荷分布不均匀。
当两个带电荷的分子相互接近时,它们会感受到一种静电吸引力。
这种相互作用在生物分子中特别重要,例如在DNA的双螺旋结构中。
五、共价键共价键是分子间相互作用的最强形式,它涉及到原子间的共享电子。
在一个共价键中,两个原子通过共享一对电子来相互连接。
这种连接是稳定的,因为共享电子的键合能量远远低于两个原子单独存在时的能量。
共价键的形成通常涉及原子间的近距离接触,并需要一定的能量来激发电子以形成共享电子对。
六、配位键配位键是一种特殊的共价键,涉及到金属原子或离子与配位基之间的相互作用。
在一个配位键中,金属原子或离子提供了一个空轨道,而配位基提供了孤对电子。
这些电子被金属原子或离子捕获,形成了稳定的配位键。
空间相互作用力 化学
空间相互作用力化学
空间相互作用力是化学中一个非常重要的概念,它指的是分子之间的相互作用力,这种力可以影响分子的结构、性质和反应。
在化学中,空间相互作用力可以分为两种类型:分子间作用力和分子内作用力。
分子间作用力是指分子之间的相互作用力,这种力可以影响分子的结构和性质。
分子间作用力包括范德华力、氢键和离子-离子相互作用力。
范德华力是分子间的一种吸引力,它是由于分子中电子的运动而产生的。
氢键是一种分子间的相互作用力,它是由于氢原子与氧、氮或氟原子之间的相互作用而产生的。
离子-离子相互作用力是由于正负电荷之间的相互作用而产生的。
分子内作用力是指分子内部的相互作用力,这种力可以影响分子的结构和反应。
分子内作用力包括共价键、离子键和氢键。
共价键是分子内部的一种相互作用力,它是由于原子之间的共享电子而产生的。
离子键是分子内部的一种相互作用力,它是由于正负离子之间的相互作用而产生的。
氢键是分子内部的一种相互作用力,它是由于氢原子与氧、氮或氟原子之间的相互作用而产生的。
空间相互作用力在化学中起着非常重要的作用。
它可以影响分子的结构和性质,从而影响分子的反应。
例如,氢键可以影响分子的结构和性质,从而影响分子的反应。
离子-离子相互作用力可以影响分子的结构和性质,从而影响分子的反应。
共价键可以影响分子的结
构和性质,从而影响分子的反应。
空间相互作用力是化学中一个非常重要的概念,它可以影响分子的结构、性质和反应。
在化学中,我们需要深入理解空间相互作用力的作用机制,从而更好地理解分子的结构和反应。
分子间作用表征
分子间作用表征
分子间作用力是分子之间存在的相互作用力总称。
包括范德华力、氢键等。
范德华力是存在于分子之间的一种作用力,它包括取向力、诱导力和色散力。
这种力产生于分子的极性或电性,但分子量小的物质只存在色散力,而分子量大的物质只存在取向力。
范德华力的大小与分子的相对分子质量成正比,与分子的极性成正比,与分子间的距离成反比。
氢键是一种特殊的分子间作用力,它存在于不同种类的分子之间,包括水分子、氨分子和醇类等。
氢键具有较高的稳定性,可以影响物质的熔点、沸点和溶解度等物理性质。
除了范德华力和氢键外,分子间作用力还包括离子键、共价键等化学键和疏水作用力、亲水作用力等。
这些作用力在不同程度上影响着物质的性质和行为。
总之,分子间作用力的表征对于理解物质的性质和行为非常重要,可以通过测量分子间的相互作用能、分析分子光谱等方法进行表征。
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 )
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分子之间的相互作用力和分子内的相互作用力是化学中非常重要的概念,它们决定了物质的性质以及化学反应的进行。
现在我们来详细探讨分子之间的相互作用力和分子内的相互作用力。
首先,我们来看分子之间的相互作用力。
分子之间的相互作用力可以分为三种主要类型:范德华力、氢键和离子作用。
范德华力是一种吸引力,是由于非极性分子的电子在空间中不均匀分布所引起的。
这种相互作用力相对较弱,只能在极短距离内起作用。
范德华力在非常大的分子群体中起到了重要的作用,例如液体和气体的存在。
氢键是一种较强的分子间作用力,它通常发生在含有氮、氧或氟等具有较强电负性原子的分子之间。
氢键主要由氢原子与电负性较强的原子之间的相互作用产生,例如水分子之间的相互作用。
氢键起到了连接许多重要的生物分子如蛋白质和DNA的作用。
离子作用是由于带电粒子之间的相互作用所引起的。
当一个分子失去或获得一个或多个电子时,它将带有净电荷,这样的分子被称为离子。
离子之间的相互作用力取决于它们所携带的电荷的大小和距离。
离子作用力通常比其他分子间作用力更强,因此离子化合物在固体中通常具有较高的熔点和沸点。
接下来,我们来看分子内的相互作用力。
分子内的相互作用力主要包括化学键和分子内力。
化学键是由于原子之间的电子共享或偏移而形成的。
共价键是最常见的化学键类型,它是通过原子之间的电子共享来形成的。
共价键的强度取决于电子的共享程度和原子之间的距离。
离子键是由正负离子之间的相互吸引力形成的。
金属键是由于金属原子之间的电子云重叠而形成的。
分子内力是由于分子内原子之间的距离和角度的变化而引起的相互作用力。
这些力主要包括键角力、扭转力和拉曼力等。
它们对于确定分子的几何结构和分子的振动模式具有重要作用。
总之,分子之间的相互作用力和分子内的相互作用力是化学中至关重要的概念。
它们决定了物质的性质、化学反应的进行以及生物分子的结构和功能。
深入理解这些相互作用力对于我们理解化学和生物过程的基本原理至关重要。
分子间作用力和氢键
分子间作用力和氢键
分子间作用力是指分子之间的相互作用的结果,这些相互作用的力使得分子能够相互间产生非常有效的结合。
其中包括Van der Waals力(vdW力)、范德华力、弹性力以及疏水力。
氢键是一种特殊的分子间作用力,它是由不同原子中的氢原子与有给定电子配置的原子(如氮、氧或硫原子)之间建立的一种能量较低的结合力。
由于氢原子只有一个电子,它比其他原子更容易完成共价键,因此氢键也被称为半共价键。
氢键是生物大分子无极限稳定性的基础,因为它们能够使得生物大分子结构完整、紧凑。
此外,氢键还可以促进各种化学反应的发生,比如酶催化、蛋白质结构变化、DNA的复制等。
分子间的作用力
分子间的作用力
分子间作用力的类型有:氢键、范德华力、卤键。
其中范德华力又可以分为三种作用力:取向力、诱导力和色散力。
极性分子与极性分子之间,取向力、诱导力、色散力都存在。
极性分子与非极性分子之间,则存在诱导力和色散力。
非极性分子与非极性分子之间,则只存在色散力。
(1)取向力:发生在极性分子与极性分子之间。
由于极性分子的电性分布不均匀,一端带正电,一端带负电,形成偶极。
因此,当两个极性分子相互接近时,由于它们偶极的同极相斥,异极相吸,二个分子必将发生相对转动。
这种偶极子的相互转动,就使偶极子的相反的极相对,叫做“取向”。
这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力,叫做取向力。
(2)诱导力:发生在极性分子与非极性分子之间以及极性分子之间。
在极性分子和非极性分子间,由于极性分子的影响,会使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移,产生诱导偶极,与原极性分子的固有偶极相互吸引,这种诱导偶极间产生的作用力叫诱导力。
同样地极性分子间既具有取向力,又具有诱导力。
(3)色散力:当非极性分子相互接近时,由于每个分
子的电子不断运动和原子核的不断振动,经常发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移,产生瞬时偶极。
而这种瞬时偶极又会诱导邻近分子也产生和它相吸引的瞬时偶极。
由于瞬时偶极间的不断重复作用,使得分子间始终存在着引力,因其计算公式与光色散公式相似而称为色散力。
分子间的三种力
分子间的三种力分子间的三种力是指分子之间相互作用的力,包括范德华力、离子键和氢键。
这些力在化学和生物学中起着重要的作用,影响着物质的性质和行为。
1. 范德华力范德华力是一种吸引力,它是由于分子之间电荷分布不均匀而产生的。
在一个分子中,电子围绕原子核运动,并形成一个电荷云。
这个电荷云并不总是均匀分布的,有时候会出现短暂的极性。
当两个非极性分子靠近时,它们之间会发生相互作用。
范德华力可以被分为两种类型:引力和斥力。
当两个非极性分子靠近时,它们的电荷云会发生重叠,形成一个共享区域。
这个共享区域导致了一个吸引力,在两个分子之间形成了一个临时偶极矩。
这种吸引力被称为范德华引力。
另一方面,当两个极性分子靠近时,它们之间会发生排斥作用。
这是因为它们的电荷云重叠,导致两个分子之间的斥力增加。
范德华力在物质的相变、溶解度、沸点和密度等方面起着重要作用。
它是液体和固体形成的基础,也是分子间相互作用的主要力量之一。
2. 离子键离子键是由正负电荷之间的吸引力形成的。
当一个或多个电子从一个原子转移到另一个原子时,它们会产生一个正离子和一个负离子。
这些离子通过静电吸引力相互吸引在一起,形成稳定的结构。
离子键通常发生在金属和非金属之间,因为金属倾向于失去电子而非金属倾向于获得电子。
这种电荷转移可以导致非金属原子带有负电荷,并形成负离子,而金属原子则带有正电荷,并形成正离子。
离子键是非常强大的化学键,因此具有高熔点和高沸点。
这也是为什么许多盐类物质在常温下呈固体状态的原因。
3. 氢键氢键是一种特殊类型的化学键,它是由于氢原子与较电负的原子(如氮、氧和氟)之间的相互作用而形成的。
在这种相互作用中,氢原子与一个带有部分负电荷的原子发生吸引力。
氢键通常发生在水分子、蛋白质和DNA等生物大分子中。
在水中,氧原子带有部分负电荷,而氢原子带有部分正电荷。
这导致了水分子之间的氢键形成,使得水具有高沸点、高表面张力和高溶解度等特性。
在蛋白质和DNA中,氢键起着稳定空间结构和保持功能活性的重要作用。
分子间作用力的表现
分子间作用力的表现引言:分子间作用力是指分子之间相互吸引或排斥的力量,是物质世界中的基本力量之一。
分子间作用力的表现形式多种多样,包括范德华力、静电作用力、氢键等。
本文将从不同的角度介绍分子间作用力的表现。
一、范德华力范德华力是分子间最常见的一种作用力。
它是由于分子中的电子云不断运动所产生的临时电荷引起的。
当两个分子接近时,它们的电子云会发生共振,形成瞬时偶极子,从而使分子之间产生引力。
范德华力的大小与分子的极性、电子云的分布等因素有关。
范德华力的表现形式多样,例如液体的粘性、气体的凝聚等都与范德华力有关。
二、静电作用力静电作用力是指带电粒子之间相互作用的力量,也是一种常见的分子间作用力。
当两个带电分子或离子相互靠近时,它们之间会发生静电相互作用,产生引力或斥力。
静电作用力的大小与带电粒子的电荷量、距离等因素有关。
静电作用力的表现形式包括静电吸附、静电排斥等现象。
三、氢键氢键是一种特殊的分子间作用力,它是由于氢原子与较电负性的原子(如氮、氧、氟等)形成的。
氢键的形成需要有一个氢原子与一个较电负性的原子之间的共享电子对。
氢键的强度与氢键中的氢键合伙原子之间的距离和角度有关。
氢键的表现形式广泛,包括水的高沸点、蛋白质的三维结构稳定等。
四、疏水作用疏水作用是一种分子间的力量,它是由于非极性分子之间的相互作用所产生的。
疏水作用的强度与分子的亲水性有关,亲水性越强,疏水作用越弱。
疏水作用的表现形式包括液体的表面张力、脂肪酸的聚集等。
五、范德华力与静电作用力的共同表现范德华力和静电作用力在某些情况下会共同表现。
例如,当两个带电分子或离子之间的距离较远时,范德华力是主导作用力;而当它们之间的距离较近时,静电作用力会逐渐增大,范德华力相对减小。
这种共同表现使得分子间作用力更加复杂而多样化。
结论:分子间作用力的表现形式多种多样,包括范德华力、静电作用力、氢键等。
这些力量的作用使得物质在不同条件下呈现出各种不同的性质与现象。
分子间作用力和原子间作用力
分子间作用力和原子间作用力
分子间作用力和原子间作用力是物质中分子和原子之间的相互作用力,它们的区别如下:
分子间作用力:分子间作用力是指分子之间的相互作用力,包括范德华力、氢键等。
范德华力是一种较为弱的作用力,是由于短暂的电荷分布不均引起的吸引力和排斥力。
而氢键是一种相对较强的分子间作用力,通常是由于氢原子和一些带有强电负性的原子(如氧、氮等)形成的。
原子间作用力:原子间作用力是指原子之间的相互作用力,包括共价键、金属键等。
共价键是由两个原子共享一对电子形成的,是分子中最常见的原子间作用力之一。
金属键是指金属中原子之间的相互作用力,通常是由于金属原子的自由电子互相作用形成的。
总的来说,分子间作用力和原子间作用力是物质中不同层次的相互作用力,其性质、强度和作用机制都有所不同。
在物质的结构和性质中,它们都起着至关重要的作用。
高中化学选修3分子间作用力和氢键知识点总结
高中化学选修3分子间作用力和氢键知识点总结一.分子间作用力1.定义:分子间存在着将分子聚集在一起的作用力,称分子间作用力。
分子间作用力也叫范德华力.2.实质:一种电性的吸引力.3.影响因素:分子间作用力随着分子极性.相对分子质量的增大而增大.分子间作用力的大小对物质的熔点.沸点和溶解度都有影响.一般来说.对于组成和结构相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点也越高.4.只存在于由共价键形成的多数化合物,绝大多数非金属单质分子和分子之间.化学键是分子中原子和原子之间的一种强烈的作用力,它是决定物质化学性质的主要因素。
但对处于一定聚集状态的物质而言,单凭化学键,还不足以说明它的整体性质,分子和分子之间还存在较弱的作用力。
物质熔化或汽化要克服分子间的作用力,气体凝结成液体和固体也是靠这种作用力。
除此以外,分子间的作用力还是影响物质的汽化热、熔化热、溶解黏度等物理性质的主要因素。
分子间的作用力包括分子间作用力(俗称范德华力)和氢键(一种特殊的分子间作用力)。
分子间作用力约为十几至几十千焦,比化学键小得多。
分子间作用力包括三个部分:取向力、诱导力和色散力。
其中色散力随分子间的距离增大而急剧减小,一般说来,组成和结构相似的物质,分子量越大,分子间距越大,分子间作用力减小,物质熔化或汽化所克服的分子间作用力减小,所以物质的溶沸点升高。
化学键与分子间作用力比较化学键分子间作用力概念相邻的原子间强烈的相互作用物质分子间存在的微弱的相互作用能量较大很弱性质影响主要影响物质的化学性质主要影响物质的物理性质二.氢键-特殊的分子间作用力1.概念:氢键是指与非金属性很强的元素(主要指N、O、F)相结合的氢原子与另一个分子中非金属性极强的原子间所产生的引力而形成的.必须是含氢化合物,否则就谈不上氢键。
2.实质:氢键不是化学键,属于分子间作用力的范畴.但比普通分子间作用力要强得多.3.存在:水.冰.氨.无机酸.醇等物质能形成氢键.4.分类:分子内氢键和分子间氢键5.影响:分子间氢键的形成除使物质的熔沸点升高外,对物质的溶解度.硬度等也都有影响.6.表示法:用"X—H…Y"表示,且三原子要在一条直线上.X、Y与H构成分子。
化学键 分子间作用力 氢键 大小值是多少
化学键、分子间作用力和氢键的大小值如下:
1.化学键:化学键是分子内相邻原子之间强烈的相互作用力,其大小取决于
成键原子的电子分布和几何形状。
键能通常以千卡(kcal)或电子伏特(eV)为单位进行测量。
对于一般的共价键,键能通常在50-200 kcal/mol或15-
70 eV之间。
2.分子间作用力:分子间作用力(范德华力)是分子之间的弱相互作用,包
括诱导力、色散力和取向力。
这些力的大小通常在1-5 kcal/mol或2-10 kJ/mol之间。
3.氢键:氢键是一种特殊的分子间作用力,由一个氢原子与另一个电负性较
强的原子之间的相互作用形成。
氢键的强度介于分子间作用力和共价键之间,通常在10-30 kcal/mol或28-64 kJ/mol之间。
化学键通常具有较高的键能,而分子间作用力和氢键通常具有较小的能量值。
需要注意的是,这些值只是大致的范围,具体数值取决于具体的分子和环境条件。
分子间作用力:范德华力与氢键(s)
( A)
氨气溶于水时,大部分NH3 与H2O以氢键 · H2 (用…)表示结合成NH3 ·H 2O分子。根据氨水 的性质可推知NH3 · H2 ·H 2O的结构式为( D ) A.H B. H │ │ …O— …H— —H H —O O N —H … N— H … │ │ │ │ H H H H C. H D. H │ │ …O— …H— —H H H — N… H—N… —O O │ │ │ │ H H H H
非极性分子:分子空间构型对称的分子。 极性分子:分子空间构型不对称的分子。
判断分子极性的武林秘籍:中心原子的化合价与最外层 电子数相同的分子为非极性分子。 “相似相溶规律”:极性分子组成的溶质,易溶于 极性分子组成的溶剂;非极性分子组成的溶质,易 溶于非极性分子组成的溶剂
。为什么NH3极易溶于水?
1.氯化钠在熔化状态或水溶液中具有导电性,而液 态氯化氢却不具有导电性。这是为什么? 氯化钠为离子化合物,在熔化状态下或在水分子作用下离子 键断裂后成为自由移动的阳、阴离子,从而能导电。而液态 氯化氢是共价化合物,由分子组成,无自由移动的带电粒子, 因此液态氯化氢不能导电。 2.干冰受热汽化转化为二氧化碳气体,而二氧化 碳气体在加热条件下却不易被分解。这是为什么? 干冰受热转化为气体,只是克服能量较低的分子间作用力, 而二氧化碳分解则需要克服能量较高的共价键,因此比较 困难。
分子间作用力
与氢键
【问题探究一】
干冰气化现象是物理变化还是化学变化?
干冰气化过程中有没有破坏其中的 化学键?
那为什么干冰气化过程仍要吸收能量呢?
分子间作用力
分子间存在着将分子聚集在一起 的作用力,这种作用力称为分子间作 用力又称为范德华力
【问题探究二】
分子间作用力范德华力与氢键
分子间作用力范德华力与氢键范德华力是由于非极性分子中的电子云不均匀分布所产生的。
虽然分子是中性的,但在任何时刻都可能存在由于电子运动而导致的电子云的不均匀分布。
这种不均匀分布导致了瞬时偶极矩的产生,进而产生相互作用力。
范德华力一般都比较弱,但当大量分子紧密排列在一起时,它们的总和可以产生很大的影响,例如固体的结构和性质。
氢键是一种相对较强的分子间作用力,它只存在于包含氢原子和带有电负性较高的原子(如氧、氮、氟等)的分子之间。
氢键的形成需要两个条件:一是氢原子与电负性较高的原子之间的电子不对称分布,形成部分正电荷;二是电负性较高的原子与另一个分子中的电子云形成相互作用。
这种相互作用力很强,可以影响分子的结构和性质。
范德华力和氢键在化学和生物学中扮演着重要的角色。
在化学反应中,它们可以影响反应速率和平衡常数。
在分子团聚和相互吸引方面,它们可以影响物质的物理性质。
在生物分子的结构和功能中,它们可以影响分子的折叠和稳定性,并在生物大分子的相互作用和识别中起到关键作用。
在生物体内,范德华力和氢键对蛋白质的折叠和稳定性起到了至关重要的作用。
蛋白质是生物体内功能最为复杂和多样的大分子,其折叠结构决定了其功能。
范德华力和氢键可以通过长程作用和局域作用相互协同,使蛋白质在折叠过程中形成稳定的三维结构。
此外,范德华力和氢键还可以参与蛋白质与其他分子(如酶底物或配体)的结合,从而影响蛋白质的功能。
在药物设计和分子识别中,范德华力和氢键也被广泛应用。
药物分子与靶蛋白之间的相互作用通常涉及范德华力和/或氢键。
通过理解和优化范德华力和氢键的作用,可以设计更有效的药物分子和分子识别工具。
总之,范德华力和氢键是分子间作用力中重要的组成部分。
它们在化学、生物学和药物设计等领域都扮演着重要的角色。
理解和掌握这些作用力的特性和原理,对于理解分子结构、物性和功能具有重要意义。
分子间的作用力是范德华力和氢键
分子间的作用力是范德华力和氢键
分子间的作用力是化学中非常重要的概念,其中范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。
首先,让我们来谈谈范德华力。
范德华力是一种由分子间的瞬时诱导极化引起的吸引力,它是由于分子内部电子的运动而产生的瞬时偶极矩而产生的。
这种作用力是所有分子之间都存在的,即使是非极性分子也会受到范德华力的影响。
范德华力的大小取决于分子的极化能力和分子间的距离,通常随着分子间距离的增加而迅速减小。
其次,让我们来谈谈氢键。
氢键是一种比范德华力更强的分子间作用力,它通常发生在含有氢原子的极性分子中。
氢键是由于一个带有部分正电荷的氢原子与一个带有部分负电荷的氧、氮或氟原子之间的相互作用而产生的。
这种作用力在生物学和化学中起着至关重要的作用,例如在蛋白质的空间结构和DNA的双螺旋结构中起着关键作用。
总的来说,范德华力和氢键都是分子间作用力的重要代表,它们对物质的性质和行为产生着深远的影响。
通过研究和理解这些分
子间作用力,我们可以更好地理解物质的性质和化学反应,为材料科学、药物设计等领域的发展提供重要的理论基础。
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注意: 注意: 分子间的作用力实质上是分子间的电性引力。 a.分子间的作用力实质上是分子间的电性引力。 b.范德华为荷兰物理学家。因他首先研究了分子间作用力, 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。 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 分子内含有共价键的分子( 稀有气体( He、Ne等 稀有气体(如He、Ne等)单原子分子之间均存在分子间作 用力。 用力。 d.分子间作用力比化学键弱得多. d.分子间作用力比化学键弱得多. 分子间作用力比化学键弱得多
④氢键对物质性质的影响 氢键的存在使得物质的熔点和沸点相对较高。 a.氢键的存在使得物质的熔点和沸点相对较高。 例如,HF的沸点按沸点曲线 例如,HF的沸点按沸点曲线 下降趋势应该在-70℃以下 以下, 下降趋势应该在-70℃以下, 面实际上是20℃ 20℃; 面实际上是20℃;H2O的沸点 曲线下降趋势应该在-70℃以 曲线下降趋势应该在-70℃以 而实际上是100℃ 100℃。 下,而实际上是100℃。 为什么某些氢化物 某些氢化物的沸点 为什么某些氢化物的沸点 会反常呢? 会反常呢?这是因为它们的 分子之间存在着一种比分子 间作用力稍强的相互作用, 间作用力稍强的相互作用, 使得它们只能在较高的温度 下才能汽化。 下才能汽化。经科学研究证 明,上述物质的分子之间存 在的这种相互作用, 在的这种相互作用,叫做氢 键。
分子间作用力对物质的熔沸点、溶解度的影响规律 规律: ① 分子间作用力对物质的熔沸点、 溶解度的影响规律 : 范德华力越大,物质的熔沸点越高。 a.范德华力越大,物质的熔沸点越高。
b.溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大,则溶质 溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大, 分子的溶解度越大, HCl在水中的溶解情况 在水中的溶解情况, 分子的溶解度越大,如CH4和HCl在水中的溶解情况, 由于CH 分子间的作用力很小, 由于CH4和H2O分子间的作用力很小,故CH4几乎不 溶于水, HCl与 分子间的作用力较大, 溶于水,而HCl与H2O分子间的作用力较大,故HCl 极易溶于水;同理, 与苯分子间的作用力较大, 极易溶于水;同理,Br2、I2与苯分子间的作用力较大, 易溶于苯中, 故Br2、I2易溶于苯中,而H2O与苯分子问的作用力很 很难溶于苯中。 小,故H2O很难溶于苯中。 相似相溶原理: 相似相溶原理: 由极性分子组成的溶质易溶解于极性分子的溶剂之中; 由极性分子组成的溶质易溶解于极性分子的溶剂之中; 非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂 之中. 之中.
氢键的大小稍大于分子间力,比键要弱得多。 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, 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。 质的形成及生命过程中都扮演着重要角色。 在水蒸气中水以单个H 分子形式存在 在液态水中, 分子形式存在; 在水蒸气中水以单个 2O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(H 经常是几个水分子通过氢键结合起来,形成 2O)n;在 固态水( 水分子大范围地以氢键互相联结, 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, 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,密度减少,因此冰能浮在水面上。 积膨胀,密度减少,因此冰能浮在水面上。
分子间作用力的大小判断: 分子间作用力的大小判断: 分子间作用力比化学键弱得多 , 分子间作用力比化学键弱得多,约几个或数十个 kJ. 就能破坏这种作用力。一般来说, kJ.mol一1就能破坏这种作用力。一般来说, 对于组 成和结构相似的物质,相对分子质量越大, 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。 作用力越大。 例如: 例如:F2 <Cl2 <Br2 <I2 CF4< CCl4 <CBr4 <CI4
I2 254 113.5 184.4
38 相对分 子量 熔点 -219.6 (℃) 沸点 -188.1 (℃)
熔沸点变 化趋势
熔沸点逐渐升高
卤族元素单质物理性质差异
三、分子间作用力
1。概念:分子间存在的将分子聚集在一起 。概念: 的作用力称为分子间作用力, 的作用力称为分子间作用力, 又称为范德华力。 又称为范德华力。 (1)存在:由分子构成的物质 )存在: (2)大小:比化学键弱得多。 )大小:比化学键弱得多。 2。意义:影响物质的熔沸点和溶解性等 。意义:影响物质的熔沸点和溶解性等 熔沸点 物理性质
③氢键的表示方法: 氢键的表示方法: 氢键不是化学键,为了与化学键相区别。 一 … — 中 氢键不是化学键,为了与化学键相区别。H一X… Y—H中 …”来表示氢键 注意三个原子(H— … 要在同一条 来表示氢键. 用“…”来表示氢键.注意三个原子 —X… Y)要在同一条 直线上(X、 可相同或不同 可相同或不同)。 直线上 、Y可相同或不同 。
分子间力(包括色散力 诱导力、偶极力)早在1873 色散力、 分子间力(包括色散力、诱导力、偶极力)早在1873 年就已引起van Waals的注意并首先进行研究 的注意并首先进行研究, 年就已引起van der Waals的注意并首先进行研究,所 范德华( 后人就把这种分子间力也称为范德华 以 , 后人就把这种分子间力也称为 范德华 ( van der Waals)力。 Waals) 大量分子聚集状态的特性主要由分子间作用力来 决定,如物质的熔点、沸点、熔化热、汽化热、 决定 ,如物质的熔点 、 沸点、 熔化热 、 汽化热 、 溶解 表面张力、粘度等。 度、表面张力、粘度等。 分子间力本质上仍属静电作用,它与分子的极性 分子的极性和 分子间力本质上仍属静电作用 , 它与 分子的极性 和 分 子的变形性有关 有关。 子的变形性有关。
注意: 注意: 氢键的本质还是分子间的静电吸引作用。 a.氢键的本质还是分子间的静电吸引作用。常称为氢键 的分子间作用力。 的分子间作用力。 b.实例说明:以HF为例,在HF分子中,由于F原子吸引 实例说明: HF为例, HF分子中,由于F 为例 分子中 电子的能力很强,共用电子对强烈地偏向F原子,亦即H 电子的能力很强,共用电子对强烈地偏向F原子,亦即H 原子的电子云被F原子吸引, 原子几乎成为“裸露” 原子的电子云被F原子吸引,使H原子几乎成为“裸露” 的质子。这个半径很小、带部分正电荷的H 的质子。这个半径很小、带部分正电荷的H核,与另一个 HF分子带部分负电荷的 原子相互吸引。 分子带部分负电荷的F HF分子带部分负电荷的F原子相互吸引。这种静电吸引作 用就是氢键。 用就是氢键。 c.氢键切莫理解为化学键,是一种比分子间作用力稍强的 氢键切莫理解为化学键, 静电引力。如在水分子中, 键的键能为462 8lkJ 462. 静电引力。如在水分子中,O-H键的键能为462.8lkJmol 一1,而水分子间氢键的键能仅为18.8lkJmol一1。它比化 而水分子间氢键的键能仅为18 8lkJ 18. 学键弱得多,但比分子间作用力稍强。 学键弱得多,但比分子间作用力稍强。 d.氢键只存在于固态、液态物质中,气态时无氢键。 d.氢键只存在于固态、液态物质中,气态时无氢键。 氢键只存在于固态
【问题探究二】 问题探究二】
干冰气化后化学性质是否发生变化? 干冰气化后化学性质是否发生变化?
分子间作用力对物质化学性质 有没有影响? 有没有影响?
【问题探究三】 问题探究三】 分子间作用力如何影 响物质的物理性质? 响物质的物理性质?
物质
F2
Cl2 71 -101 -34.6
Br2 160 -7.2 58.78
【问题探究一】 问题探究一】
干冰气化现象是物理变化还是化学变化? 干冰气化现象是物理变化还是化学变化?
干冰气化过程中有没有破坏其中的 化学键? 化学键?
那为什么干冰气化过程仍要吸收能量呢? 那为什么干冰气化过程仍要吸收能量呢?
分子间作用力
分子间存在着将分子聚集在一起 的作用力,这种作用力称为分子间作 的作用力,这种作用力称为分子间作 用力又称为 又称为范德华力 用力又称为范德华力
观察右图,你发现什么? 观察右图,你发现什么? 水、氟化氢和氨 的沸点出现反常。 的沸点出现反常。
(2)氢键 氢键 概念:分子中与氢原子形成共价键的非金属原子, ① 概念 : 分子中与氢原子形成共价键的非金属原子, 如果该非金属原子(如 、 或 吸引电子的能力很强 吸引电子的能力很强, 如果该非金属原子 如 F、O或N)吸引电子的能力很强, 其原子半径又很小,则使氢原予几乎成为“裸露” 其原子半径又很小, 则使氢原予几乎成为“裸露” 的质 带部分正电荷。这样的分子之间, 子 , 带部分正电荷。 这样的分子之间, 氢核与带部分负 电荷的非金属原子相互吸引而产生的比分ห้องสมุดไป่ตู้间作用力稍 强的作用力,称之为氢键。 强的作用力,称之为氢键。
b.解释一些反常现象:如水结成冰时,为什么体积会膨胀。 .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, 根据元素周期律, 卤素氢化物的水溶液均应为强酸性, HF表现为弱酸的性质 这是由于HF 表现为弱酸的性质, HF分子之间氢键 但 HF 表现为弱酸的性质 , 这是由于 HF分子之间氢键 的存在。 的存在。
分子间作用力与氢键
水有三态变化: 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。 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, 物质从固态转变为液态或气态 , 从液态转变为气 为什么要吸收能量?在降低温度 增加压强时, 在降低温度、 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。 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? 这些现象给我们什么启示