分子间力和氢键
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（CCl4）溶剂中，而难溶于水。
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§1–6 分子间力和氢键
三、氢键
第一章 物质结构基础
【实例分析】如表1-6所示，多数卤素氢化物的熔、沸点 随相对分子质量增大而升高，但HF的熔、沸点却反常高。
表1-6 卤化氢的熔、沸点
卤化氢 熔点/K 沸点/K
HF 190 293
HCl 159 188
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§1–6 分子间力和氢键
（3）色散力 见图1-19。
± ±
第一章 物质结构基础
由瞬时偶极之间的作用而产生的分子间力。
+－
+－
图1-19 非极性分子相互作用示意图
色散力是普遍存在于各类分子之间的一种分子间力， 除强极性的水分子之间以取向力为主外，其余分子均以色 散力为主。
2．分子间力对物质性质的影响
AB3
五原子分子 AB4 AB3C
三角锥形
正四面体 四面体
极性
非极性 极性
NH3，NF3，PCl3，PH3
CH4，CCl4，SiH4，SnCl4 CH3Cl，CHCl3
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§1–6 分子间力和氢键
第一章 物质结构基础
分子的极性可用偶极矩衡量。偶极分子正电荷重心的 电量（q）与正、负电荷重心距离（d）的乘积，称为偶极 矩（μ）。即
这种已经和电负性很大的原子形成共价键的H原子，
又与另一电负性很大，且含有孤对电子的原子之间较强的 静电吸引作用，称为氢键。 氢键形成示意：X－H…Y。X、Y可以相同，也可不同。
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§1–6 分子间力和氢键
如图1-21所示
H H O H F
H H H N H
第一章 物质结构基础
氢键也可以在不同分子间形成，还可以在某些分子内形成。
和HF等均有比同族氢化物熔、沸点反常高的现象。
分子内氢键可使熔、沸点下降。例如
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§1–6 分子间力和氢键
NO 2 OH 和
第一章 物质结构基础
CHO OH
的熔、沸点均比其同分异构体低。 不同分子间形成氢键，使相互溶
（2）对溶解度的影响
解性增大。例如，NH3、HF极易溶于水。
（3）对水的密度影响
H
H O
C O
O H
图1-21 一些物质的氢键示意图
低分子醇、酚、胺之间，以及醇、醚、醛、酮、胺与
水分子之间也能形成氢键。
X、Y电负性大，原子半径小； 形成氢键的条件 X－H为强极性键； Y带有部分负电荷，具有吸引H原 子核的能力。
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§1–6 分子间力和氢键
第一章 物质结构基础
（1）对物质熔、沸点的影响 通常，组成、结构相似的分
子，随相对分子质量的增大，熔、沸点升高。例如
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§1–6 分子间力和氢键
稀有气体 卤素单质 卤化硼 F2、Cl2、Br2、I2
第一章 物质结构基础
He、Ne、Ar、Kr、Xe 熔、沸点依次 升高 BF3、BCl3、BBr3、BI3
氢键可使水缔合成（H2O）n，
使分子排列逐步规则，体积增大，密度减小。冰的缔合度远 大于液态水，因此其密度小于水。 ﹡（4）对生物体的影响 隆）DNA，繁衍物种。 根据氢键的匹配性可以复制（克
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§1–6 分子间力和氢键
+ － － +
第一章 物质结构基础
+ － + －
取 向
图1-17 极性分子取向示意图
取向力只存在于极性分子之间。
（2）诱导力 固有偶极与诱导偶极间的作用力，见图1-18。
+ － ±
诱 导
+
－
＋－
图1-18 极性分子诱导非极性分子示意图
分子在电场中产生诱导偶极的过程，称为分子极化。 取向力存在于极性分子与极性分子、非极性分子之间。
符合上述条件的X、Y原子，有O、N、F等原子。
为什么水分子与氧气分子之间不能形成氢键？ 答：因为O2是非极性分子，两个O原子都不具有部分 负电荷，因此无吸引H原子核的能力，不能形成氢键。 说明： 氢键不是化学键，但也有饱和性和方向性的特征。
2．氢键对物质性质的影响
（1）对熔、沸点的影响 由于氢键的结合能通常比范 德华力大，因而HF的熔、沸点显著升高。同理，NH3、H2O
卤素氢化物 HCl、HBr、HI
（2）对溶解性的影响 符合“相似相溶”规律。即
“结构相似的物质，易于相互溶解”；“极性分子易溶
于极性溶剂之中，非极性分子易溶于非极性分子之中”。 该规律是选择合适溶剂进行溶解或萃取分离的依据。 例如，结构相似的乙醇（CH3CH2OH）和水(HOH)可以
互溶；非极性的碘（I2）单质，易溶于非极性的四氯化碳
μ=qd
（1-1）
非极性分子μ=０；极性分子μ＞０，μ越大，分子的 S分子的偶极矩
为3.63×10－30C· m，试据此推断上述二分子的构型。
答：CS2分子为直线形，H2S分子为“V”形
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§1–6 分子间力和氢键
二、分子间力
第一章 物质结构基础
HBr 186 206
HI 222 238
这是由于HF分子间除了范德华力外，还存在着另一种 特殊的作用力，这就是氢键 氢键的本质也是静电引力。
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§1–6 分子间力和氢键
1．氢键的形成
第一章 物质结构基础
如图1-20所示 ，HF中存在缔合分子（HF）n。
图1-20 HF分子间氢键示意图
【实例分析】NH3、CO2、Cl2等气体，在一定条件下可 以凝聚成液体或固体。 这表明分子之间还存在着一种相互吸引的作用力，称 为分子间力或范德华（J．D．Van der walls，荷兰物理学家） 力。分子间力的本质是静电引力，其产生与分子的极性和极 化有关。
1．分子间力
（1）取向力 因固有偶极的取向（见图1-17）而产生的 分子间力。
§1–6 分子间力和氢键
一、分子的极性
第一章 物质结构基础
非极性分子 分子中正、负电重心重合的分子；
极性分子 分子中正、负电重心偏离的分子。 双原子分子的极性，取决于键的极性，例如
由非极性键结合的 H2、Cl2、N2等分子为非极性分子；
由极性键结合的HF、HCl、HBr、CO等分子为极性分子。 多原子分子的极性，主要取决于分子的对称性。 见表1-5。
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§1–6 分子间力和氢键
第一章 物质结构基础
表1-5 多原子分子的极性
分子类型
空间构型
分子极性
实 例
三原子分子 ABA ABA ABC 四原子分子 AB3
直线形 弯曲形 直线形 平面三角形
非极性 极性 极性 非极性
CO2，CS2，BeCl2，HgCl2 H2O，H2S，SO2 HCN BF3，BCl3，BBr3，BI3
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三、氢键
第一章 物质结构基础
【实例分析】如表1-6所示，多数卤素氢化物的熔、沸点 随相对分子质量增大而升高，但HF的熔、沸点却反常高。
表1-6 卤化氢的熔、沸点
卤化氢 熔点/K 沸点/K
HF 190 293
HCl 159 188
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（3）色散力 见图1-19。
± ±
第一章 物质结构基础
由瞬时偶极之间的作用而产生的分子间力。
+－
+－
图1-19 非极性分子相互作用示意图
色散力是普遍存在于各类分子之间的一种分子间力， 除强极性的水分子之间以取向力为主外，其余分子均以色 散力为主。
2．分子间力对物质性质的影响
AB3
五原子分子 AB4 AB3C
三角锥形
正四面体 四面体
极性
非极性 极性
NH3，NF3，PCl3，PH3
CH4，CCl4，SiH4，SnCl4 CH3Cl，CHCl3
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第一章 物质结构基础
分子的极性可用偶极矩衡量。偶极分子正电荷重心的 电量（q）与正、负电荷重心距离（d）的乘积，称为偶极 矩（μ）。即
这种已经和电负性很大的原子形成共价键的H原子，
又与另一电负性很大，且含有孤对电子的原子之间较强的 静电吸引作用，称为氢键。 氢键形成示意：X－H…Y。X、Y可以相同，也可不同。
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§1–6 分子间力和氢键
如图1-21所示
H H O H F
H H H N H
第一章 物质结构基础
氢键也可以在不同分子间形成，还可以在某些分子内形成。
和HF等均有比同族氢化物熔、沸点反常高的现象。
分子内氢键可使熔、沸点下降。例如
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§1–6 分子间力和氢键
NO 2 OH 和
第一章 物质结构基础
CHO OH
的熔、沸点均比其同分异构体低。 不同分子间形成氢键，使相互溶
（2）对溶解度的影响
解性增大。例如，NH3、HF极易溶于水。
（3）对水的密度影响
H
H O
C O
O H
图1-21 一些物质的氢键示意图
低分子醇、酚、胺之间，以及醇、醚、醛、酮、胺与
水分子之间也能形成氢键。
X、Y电负性大，原子半径小； 形成氢键的条件 X－H为强极性键； Y带有部分负电荷，具有吸引H原 子核的能力。
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第一章 物质结构基础
（1）对物质熔、沸点的影响 通常，组成、结构相似的分
子，随相对分子质量的增大，熔、沸点升高。例如
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§1–6 分子间力和氢键
稀有气体 卤素单质 卤化硼 F2、Cl2、Br2、I2
第一章 物质结构基础
He、Ne、Ar、Kr、Xe 熔、沸点依次 升高 BF3、BCl3、BBr3、BI3
氢键可使水缔合成（H2O）n，
使分子排列逐步规则，体积增大，密度减小。冰的缔合度远 大于液态水，因此其密度小于水。 ﹡（4）对生物体的影响 隆）DNA，繁衍物种。 根据氢键的匹配性可以复制（克
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第一章 物质结构基础
+ － + －
取 向
图1-17 极性分子取向示意图
取向力只存在于极性分子之间。
（2）诱导力 固有偶极与诱导偶极间的作用力，见图1-18。
+ － ±
诱 导
+
－
＋－
图1-18 极性分子诱导非极性分子示意图
分子在电场中产生诱导偶极的过程，称为分子极化。 取向力存在于极性分子与极性分子、非极性分子之间。
符合上述条件的X、Y原子，有O、N、F等原子。
为什么水分子与氧气分子之间不能形成氢键？ 答：因为O2是非极性分子，两个O原子都不具有部分 负电荷，因此无吸引H原子核的能力，不能形成氢键。 说明： 氢键不是化学键，但也有饱和性和方向性的特征。
2．氢键对物质性质的影响
（1）对熔、沸点的影响 由于氢键的结合能通常比范 德华力大，因而HF的熔、沸点显著升高。同理，NH3、H2O
卤素氢化物 HCl、HBr、HI
（2）对溶解性的影响 符合“相似相溶”规律。即
“结构相似的物质，易于相互溶解”；“极性分子易溶
于极性溶剂之中，非极性分子易溶于非极性分子之中”。 该规律是选择合适溶剂进行溶解或萃取分离的依据。 例如，结构相似的乙醇（CH3CH2OH）和水(HOH)可以
互溶；非极性的碘（I2）单质，易溶于非极性的四氯化碳
μ=qd
（1-1）
非极性分子μ=０；极性分子μ＞０，μ越大，分子的 S分子的偶极矩
为3.63×10－30C· m，试据此推断上述二分子的构型。
答：CS2分子为直线形，H2S分子为“V”形
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二、分子间力
第一章 物质结构基础
HBr 186 206
HI 222 238
这是由于HF分子间除了范德华力外，还存在着另一种 特殊的作用力，这就是氢键 氢键的本质也是静电引力。
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1．氢键的形成
第一章 物质结构基础
如图1-20所示 ，HF中存在缔合分子（HF）n。
图1-20 HF分子间氢键示意图
【实例分析】NH3、CO2、Cl2等气体，在一定条件下可 以凝聚成液体或固体。 这表明分子之间还存在着一种相互吸引的作用力，称 为分子间力或范德华（J．D．Van der walls，荷兰物理学家） 力。分子间力的本质是静电引力，其产生与分子的极性和极 化有关。
1．分子间力
（1）取向力 因固有偶极的取向（见图1-17）而产生的 分子间力。
§1–6 分子间力和氢键
一、分子的极性
第一章 物质结构基础
非极性分子 分子中正、负电重心重合的分子；
极性分子 分子中正、负电重心偏离的分子。 双原子分子的极性，取决于键的极性，例如
由非极性键结合的 H2、Cl2、N2等分子为非极性分子；
由极性键结合的HF、HCl、HBr、CO等分子为极性分子。 多原子分子的极性，主要取决于分子的对称性。 见表1-5。
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第一章 物质结构基础
表1-5 多原子分子的极性
分子类型
空间构型
分子极性
实 例
三原子分子 ABA ABA ABC 四原子分子 AB3
直线形 弯曲形 直线形 平面三角形
非极性 极性 极性 非极性
CO2，CS2，BeCl2，HgCl2 H2O，H2S，SO2 HCN BF3，BCl3，BBr3，BI3