氢键PPT演示课件
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14
水的物理性质:
纯净的水是无色、无味的透明液体。在 1.0×105Pa下，水的凝固点(熔点)为0.00℃， 沸点为100.00℃。水的密度比较特殊。在 0℃～4℃之间随着温度的升高密度不是减小而 是增大，0℃时为0.999841g／cm3，到4℃时 达到最大值为1.000000g／cm3，4℃以后和 一般物质一样随温度升高而逐渐减小(20℃为 0.998203g／cm3,100℃时为0.958354g／ cm3。水结冰体积膨胀
28
我们在学习化学的过程中还有什么地方能用氢 键的知识来解释的？
(1)醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高
(2)低级醇易溶于水
(3)含有相同Ｃ原子数的醚为什么熔沸点 低于醇
(4)为什么醚也可以溶于水
(5)HF酸是弱酸
…………
29
拓展视野：
水孕育生命，水养育人类。人体内水的重量约占 70%。人们平常喝的天然水是由许多水分子缔合成的簇 团，参与体内生物化学作用差。人体动脉内的脂质沉积 随着年龄增长逐渐增多，血流阻力增大，同时动脉管腔 变窄，血流量减少。中老年人可能患动脉粥样硬化症、 高脂血症和高血压症，有的人还伴发血粘度高、血糖高、 血尿酸高，产生微循环障碍，这些病变，形成心脑血管 病、糖尿病等，促使人体器官功能提前衰减，缩短了人 应享的自然寿命。只有认识水的结构及其变化，了解有 关的医学研究成果，才能领悟喝天然水是产生上述老年 病的重要原因，并企盼饮用小分子水，以祛疾养生，益 寿延年。
5.氢键对物质熔沸点的影响： 分子间氢键使物质熔沸点升高 分子内氢键使物质熔沸点降低
10
11
6.氢键还影响物质的溶解性 NH3为什么极易溶于水？ NH3溶于水是形成N-H…Ｏ还是形成O-H…N?
12
●●●
正是这样，NH3溶于水溶液呈碱性
13
相似相溶──水和 甲醇的相互溶解 （深蓝色虚线为氢 键）
15
讨论水的特殊性： (1)水的熔沸点比较高？ (2)为什么水结冰后体积膨胀？ (3)为什么水在4℃时密度最大？
16
液态水中的氢键
17
18
19
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(如上图）；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．
共 价 键 键 568 能(kJ/mol)
18.8 462.8
20.9 390.8
结论：氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱的作用力
氢键的键能一般小于40kJ/mol，比共价键的键
能小得多，比较接近分子间作用力，比范德华
力大．因此氢键不属于化学键，而属于一般分
子间作用力范畴。
9
４.氢键的分类 (1)分子间氢键 (2)分子内氢键
氢键
1
温度/℃
250
沸点 熔点
200
CBr4× ×
150
CI4
100 CCl×4 50
× CBr4
0
-50
-100
-150
-200
100×200 300 400 500
CCl4 相对分子质量
×CF4 × CF4
-250
四卤化碳的熔沸点与
相对原子质量的关系
2
沸点/℃100
H2O
75
50
25 HF
0 -25
NH3 -50
-75 -100 -125
H2S
HCl
PH3
SiH4×
百度文库
H2Se AsH3
HB×r
GeH4
H2Te SbH3
HI
×
SnH4
-150 CH4×
2 3 4 5 周期
一些氢化物的沸点
3
探究： 为什么水的沸点比H2S、H2Se、 H2Te的沸点都要高？
4
非金属元素的氢化物在固态时是分子晶 体，其熔沸点和其分子量有关．对于同一主 族非金属元素而言，从上到下，分子量逐渐 增大，熔沸点应逐渐升高．而HF、H2O、 NH3却出现反常，为什么？
7
２.表示：氢键可以用A—H…B表示。A和B可以 是同种原子，也可以是不同种原子，但都是电 负性较大、半径极小的非金属原子（一般就是 Ｎ、Ｏ、Ｆ）。表示式中的实线表示共价键， 虚线表示氢键。
8
３.氢键键能大小：
F—H---F O—H--- O N—H--- N
氢 键 键 能 28.1 (kJ/mol)
20
随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是 冰晶结构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少； 另一是水分子间距因热运动不断增大．0～4℃间， 前者占优势， 4℃以上，后者占优势， 4℃时， 两者互不相让，招致水的密度最大．
21
生命活动中的氢键
二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有 周期性的结构的构象，是多肽链局部的空间结构（构象）， 主要有α－螺旋、β－折叠、β－转角等几种形式，它们是构 成蛋白质高级结构的基本要素。 蛋白质的生物学活性和理 化性质主要决定于空间结构的完整
22
小结：
范德华力
氢键
共价键
定义
分子间普遍 存在的作用 力
已经与电负性很强的 原子形成共价键的氢 原子与另一分子中电 负性很强的原子之间 的作用力
原子之间通过 共用电子对形 成的化学键
作用微粒 强弱
分子之间 分子间或分子内氢原子与电 相邻原子之间 负性很强的F、O、N之间
弱
较强
很强
对物质性质 的影响
范德华力越 大，物质熔 沸点越高
对某些物质(如水、氨 气)的溶解性、熔沸点 都产生影响
物质的稳定性
23
24
25
26
27
变性作用是蛋白质受物理或化学因素 的影响，改变其分子内部结构和性质的作 用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结 构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。 强酸、强碱使蛋白质变性，是因为强酸、 强碱可以使蛋白质中的氢键断裂。
说明在HF、H2O、NH3分子间还存在 除范德华力之外的其他作用．这种作用就是 氢键．
5
1、氢键：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很强的原子形成共 价键的氢原子与另一分子中电负性很强 的原子之间的作用力.(不属于化学键) 一般表示为 X—H------Y。
6
氢键本质
水分子中Ｏ－Ｈ键是极性共价键，氧原子 与氢原子共用的电子对强烈的偏向氧原子，使 氢原子几乎成了“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和另一个 水分子相对带负电性的氧原子上的孤电子对接 近并产生相互作用，这种相互作用叫做氢键．
水的物理性质:
纯净的水是无色、无味的透明液体。在 1.0×105Pa下，水的凝固点(熔点)为0.00℃， 沸点为100.00℃。水的密度比较特殊。在 0℃～4℃之间随着温度的升高密度不是减小而 是增大，0℃时为0.999841g／cm3，到4℃时 达到最大值为1.000000g／cm3，4℃以后和 一般物质一样随温度升高而逐渐减小(20℃为 0.998203g／cm3,100℃时为0.958354g／ cm3。水结冰体积膨胀
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我们在学习化学的过程中还有什么地方能用氢 键的知识来解释的？
(1)醇比含有相同碳原子的烃熔沸点高
(2)低级醇易溶于水
(3)含有相同Ｃ原子数的醚为什么熔沸点 低于醇
(4)为什么醚也可以溶于水
(5)HF酸是弱酸
…………
29
拓展视野：
水孕育生命，水养育人类。人体内水的重量约占 70%。人们平常喝的天然水是由许多水分子缔合成的簇 团，参与体内生物化学作用差。人体动脉内的脂质沉积 随着年龄增长逐渐增多，血流阻力增大，同时动脉管腔 变窄，血流量减少。中老年人可能患动脉粥样硬化症、 高脂血症和高血压症，有的人还伴发血粘度高、血糖高、 血尿酸高，产生微循环障碍，这些病变，形成心脑血管 病、糖尿病等，促使人体器官功能提前衰减，缩短了人 应享的自然寿命。只有认识水的结构及其变化，了解有 关的医学研究成果，才能领悟喝天然水是产生上述老年 病的重要原因，并企盼饮用小分子水，以祛疾养生，益 寿延年。
5.氢键对物质熔沸点的影响： 分子间氢键使物质熔沸点升高 分子内氢键使物质熔沸点降低
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6.氢键还影响物质的溶解性 NH3为什么极易溶于水？ NH3溶于水是形成N-H…Ｏ还是形成O-H…N?
12
●●●
正是这样，NH3溶于水溶液呈碱性
13
相似相溶──水和 甲醇的相互溶解 （深蓝色虚线为氢 键）
15
讨论水的特殊性： (1)水的熔沸点比较高？ (2)为什么水结冰后体积膨胀？ (3)为什么水在4℃时密度最大？
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液态水中的氢键
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18
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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(如上图）；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．
共 价 键 键 568 能(kJ/mol)
18.8 462.8
20.9 390.8
结论：氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱的作用力
氢键的键能一般小于40kJ/mol，比共价键的键
能小得多，比较接近分子间作用力，比范德华
力大．因此氢键不属于化学键，而属于一般分
子间作用力范畴。
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４.氢键的分类 (1)分子间氢键 (2)分子内氢键
氢键
1
温度/℃
250
沸点 熔点
200
CBr4× ×
150
CI4
100 CCl×4 50
× CBr4
0
-50
-100
-150
-200
100×200 300 400 500
CCl4 相对分子质量
×CF4 × CF4
-250
四卤化碳的熔沸点与
相对原子质量的关系
2
沸点/℃100
H2O
75
50
25 HF
0 -25
NH3 -50
-75 -100 -125
H2S
HCl
PH3
SiH4×
百度文库
H2Se AsH3
HB×r
GeH4
H2Te SbH3
HI
×
SnH4
-150 CH4×
2 3 4 5 周期
一些氢化物的沸点
3
探究： 为什么水的沸点比H2S、H2Se、 H2Te的沸点都要高？
4
非金属元素的氢化物在固态时是分子晶 体，其熔沸点和其分子量有关．对于同一主 族非金属元素而言，从上到下，分子量逐渐 增大，熔沸点应逐渐升高．而HF、H2O、 NH3却出现反常，为什么？
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２.表示：氢键可以用A—H…B表示。A和B可以 是同种原子，也可以是不同种原子，但都是电 负性较大、半径极小的非金属原子（一般就是 Ｎ、Ｏ、Ｆ）。表示式中的实线表示共价键， 虚线表示氢键。
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３.氢键键能大小：
F—H---F O—H--- O N—H--- N
氢 键 键 能 28.1 (kJ/mol)
20
随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是 冰晶结构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少； 另一是水分子间距因热运动不断增大．0～4℃间， 前者占优势， 4℃以上，后者占优势， 4℃时， 两者互不相让，招致水的密度最大．
21
生命活动中的氢键
二级结构是指多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有 周期性的结构的构象，是多肽链局部的空间结构（构象）， 主要有α－螺旋、β－折叠、β－转角等几种形式，它们是构 成蛋白质高级结构的基本要素。 蛋白质的生物学活性和理 化性质主要决定于空间结构的完整
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小结：
范德华力
氢键
共价键
定义
分子间普遍 存在的作用 力
已经与电负性很强的 原子形成共价键的氢 原子与另一分子中电 负性很强的原子之间 的作用力
原子之间通过 共用电子对形 成的化学键
作用微粒 强弱
分子之间 分子间或分子内氢原子与电 相邻原子之间 负性很强的F、O、N之间
弱
较强
很强
对物质性质 的影响
范德华力越 大，物质熔 沸点越高
对某些物质(如水、氨 气)的溶解性、熔沸点 都产生影响
物质的稳定性
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24
25
26
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变性作用是蛋白质受物理或化学因素 的影响，改变其分子内部结构和性质的作 用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结 构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。 强酸、强碱使蛋白质变性，是因为强酸、 强碱可以使蛋白质中的氢键断裂。
说明在HF、H2O、NH3分子间还存在 除范德华力之外的其他作用．这种作用就是 氢键．
5
1、氢键：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很强的原子形成共 价键的氢原子与另一分子中电负性很强 的原子之间的作用力.(不属于化学键) 一般表示为 X—H------Y。
6
氢键本质
水分子中Ｏ－Ｈ键是极性共价键，氧原子 与氢原子共用的电子对强烈的偏向氧原子，使 氢原子几乎成了“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和另一个 水分子相对带负电性的氧原子上的孤电子对接 近并产生相互作用，这种相互作用叫做氢键．