2019_2020学年高中化学专题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学案苏教版选修3

第四单元分子间作用力分子晶体

1．了解范德华力的类型，把握范德华力大小与物质物理性质之间的辩证关系。2．初步认识影响范德华力的主要因素，学会辩证的质量分析法。3．理解氢键的本质，能分析氢键的强弱，认识氢键的重要性。4．加深对分子晶体有关知识的认识和应用。

范德华力与氢键

一、范德华力

1．共价分子之间存在着某种作用力，能够把它们的分子聚集在一起，这种作用力叫做分子间作用力，其实质是一种静电作用，比化学键弱得多，范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。

2．范德华力是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子之间的作用力，没有饱和性和方向性。

3．对于组成与结构相似的分子，其范德华力一般随相对分子质量的增大而增大，对应物质的熔、沸点也逐渐升高。

二、氢键的形成

1．一个水分子中相对显正电性的氢原子，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。氢键比化学键弱，但比范德华力强。氢键通常用X—H…Y表示，其中X和Y表示电负性大而原子半径小的非金属原子，如氟、氧、氮等。

2．氢键具有方向性和饱和性。

3．分子间氢键使物质的熔、沸点升高，溶解度增大，而分子内氢键使物质的熔、沸点降低。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)分子间作用力是分子间相互作用力的总称。( )

(2)分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高，分子内氢键使物质的熔、沸点降低。( )

(3)氢键属于分子间作用力。( )

(4)氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中。( )

(5)HF的沸点较高，是因为H—F键的键能很大。( )

答案：(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×

2．下列叙述正确的是( )

A．F2、Cl2、Br2、I2单质的熔点依次升高，与分子间作用力大小有关

B．H2S的相对分子质量比H2O的大，其沸点比水的高

C．稀有气体的化学性质比较稳定，是因为其键能很大

D．干冰汽化时破坏了共价键

解析：选A。A项，从F2→I2，相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高；B项，H2O分子之间有氢键，其沸点高于H2S；C项，稀有气体分子为单原子分子，分子内无化学键，其化学性质稳定是因为原子的最外层为8电子稳定结构(He为2个)；D项，干冰汽化破坏的是范德华力，并未破坏共价键。

3．固体乙醇晶体中不存在的作用力是( )

A．极性键B．非极性键

C．离子键D．氢键

解析：选C。固体乙醇晶体是乙醇分子通过分子间作用力结合的，在乙醇分子里有C—C 之间的非极性键，C—H、C—O、O—H之间的极性键，在分子之间还有O和H原子产生的氢键，没有离子键。

1．范德华力对物质性质的影响

(1)对物质熔、沸点的影响

①通常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。如熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2；CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4。

②分子组成相同的物质(即互为同分异构体)，分子对称性越强，范德华力越小，物质的沸点通常越低。如沸点：对二甲苯＜间二甲苯＜邻二甲苯。

③相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。如熔、沸点：N2＜CO。

(2)对物质溶解性的影响

溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。

范德华力只影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。

2．氢键对物质性质的影响

(1)氢键对物质熔、沸点的影响

①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏普通的分子间作用力外，还需要

破坏分子间的氢键，消耗更多的能量，所以存在着分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。

例如：ⅤA～ⅦA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键，如图所示。

②互为同分异构体的物质，能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的。

(2)氢键对物质溶解度的影响

如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。例如：由于氨分子与水分子间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子形成氢键有关。

(3)氢键的存在引起密度的变化

由于水分子之间的氢键，水结冰时，体积变大，密度变小。冰融化成水时，体积减小，密度变大。

根据下列表1和表2数据，回答问题：

表1 ⅥA、ⅦA族氢化物沸点

化合物沸点/℃化合物沸点/℃

H2O 100 HF 19．5

H2S －60．7 HCl －84

H2Se －42 HBr －67．0

H2Te －1．8 HI －35．4

结构简式分子式相对分子质量沸点/℃

①H—OH H2O 18 100

②CH3OH(甲醇) CH4O 32 64

③CH3CH2OH(乙醇) C2H6O 46 78

④CH3COOH(乙酸) C2H4O260 118

⑤CH3COCH3(丙酮) C3H6O 58 56

⑥CH3CH2CH2OH(丙醇) C3H8O 60 97

⑦CH3CH2OCH3(甲乙醚) C3H8O 60 11

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)根据表2沸点数据找规律，由②③⑥得出：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；

由①④⑥得出：_________________________________________________________。

[解析] (1)水、氟化氢分子间存在氢键，沸点出现“反常”，因此同主族元素简单氢化物沸点高低与氢键和相对分子质量有关。

(2)表2中规律仍然要从氢键、相对分子质量等因素变化得出。

[答案] (1)同主族元素简单氢化物沸点随相对分子质量增大而升高，如果含氢键，该氢化物沸点最高

(2)组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，沸点越高分子间存在氢键，会使其沸点升高，分子极性越大，氢键越强，沸点越高

(1)下列物质变化，只与范德华力有关的是________。

A．干冰熔化B．乙酸汽化

C．乙醇与丙酮混溶D．CHONCH3CH3溶于水

E．碘溶于四氯化碳 F．石英熔融

(2)下图是晶体碘的晶胞结构，回答下列问题：

①碘晶体属于________晶体，碘升华克服的作用力是________。

②该晶胞中含有________个这种微粒。

解析：(1)A、E只与范德华力有关，B、C、D还与氢键有关，F破坏了共价键。

答案：(1)AE (2)①分子分子间作用力②4