分子间力及氢键

(5)分类： 分子间氢键： 分子内氢键： (6)存在
NaHCO3固体中的氢键 邻硝基苯酚 邻羟基苯甲醛 固体(HF)n中的氢键
氢键存在广泛，如蛋白质分子、H2O、NH3、HF、DNA、醇、 羧酸分子及结晶水合物等分子之间。 (7)氢键对物质性质的影响：①溶质分子和溶剂分子间形成氢键， 溶解度骤增。如氨气极易溶于水；②分子间氢键的存在，使物 质的熔沸点升高。③有些有机物分子可形成分子内氢键，则此 时的氢键不能使物质的熔沸点升高。 例：NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族 其他元素氢化物的沸点反常地高。
分子间作用力
概念 物质分子之间普遍存在的一种相 互作用力，又称范德华力
氢键
由已经与电负性很强的原子形成 共价键的氢原子与另一个分子中 电负性很强的原子之间的作用力
共价键
原子间通过共用电子对所形成 的相互作用
分类 特征 作用 微粒 强度 比较 影响 强度 的因 ①随着分子极性和相对分子质量 的增大而增大②组成和结构相似 的物质，相对分子质量越大，分 无方向性、无饱和性 分子或原子（稀有气体）
I2 > Br2 > Cl2 > F2。
2．氢键 (1)定义：氢键是一种既可以存在于分子之间又可以存在于分子 内部的作用力。它比化学键 弱 ，比范德华力 稍强 。当氢 原子与电负性大的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个 电负性大的原子Y之间形成氢键。 (2)形成条件 ①化合物中有氢原子，即氢原子处在X—H„Y其间。 ②氢只有跟电负性很大且其原子半径较小的元素化合后，才有 较强的氢键，像这样的元素有N、O、F等。 (3)氢键基本上还是属于静电作用，它既有 方向 性，又有 饱和 性。 (4)通常用X—H„Y表示氢键，其中X—H表示氢原子和X原子 以共价键相结合。氢键的键能是指X—H„Y分解为X—H和Y所 需要的能量。
用力是H2O分子之间的氢键；水蒸气→氢气和氧气的转化是化
学变化，克服的主要作用力是H2O分子中的H—O之间的极性 键。
练习 由解放军总装备部军事医学院研究所研制的小分子团水， 解决了医务人员工作时的如厕难题。新型小分子团水，具有饮
用量少、渗透力强、生物利用率高、在人体内储存时间长、排 放量少的特点。一次饮用125 mL小分子团水，可维持人体6小时 正常需水量。下列关于小分子团水的说法正确的是 （ D ） A.水分子的化学性质改变 B.水分子中氢氧键缩短 C.水分子间的作用力减小 D.水分子间结构、物理性质改变
大多数气态、液态、固态非金属 单质 分子之间。但像二氧化 硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间 不存在 分子间 作用力。
(5)变化规律 ①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②一般来说， 对于组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 ，物质的熔、沸点也 越高 。例如，熔、沸点：
冰的结构示意图
硼酸的层状结构
DNA的双螺旋结构
胆矾的结构示意图
练习 下列关于氢键的说法不正确的是
Байду номын сангаас
（C）
A.HF的沸点比HCl的沸点高，是由于HF分子间存在氢键 B.水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键 C.NH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 D.在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键
练习 如果取一块冰放在容器里，不断地升高温度，可以实现
“冰→水→水蒸气→氢气和氧气”的变化，在各步变化时破坏 的粒子间的相互作用依次是 A.氢键、极性键、非极性键 C.氢键、氢键、非极性键 （ B B.氢键、氢键、极性键 D.氢键、非极性键、极性键 ）
解析 冰→水→水蒸气之间的转化是物理变化，克服的主要作
解析 水中存在分子内H、O原子之间的相互作用，分子间的H、
O原子也相互作用。而化学键只指分子内相邻原子间强烈的相
互作用。故①叙述不正确。离子键不是存在于任何金属和非金 属粒子间，只是活泼金属和活泼非金属化合时，才可形成离子
键。故②叙述不正确。在离子化合物中，阴、阳离子间存在相
互作用，但不单指吸引力还有相互排斥力。故③叙述也不正确。 氯化氢分子中不存在离子，它属于共价化合物，分子中没有离 子键。故④叙述不正确。化学反应的本质是旧键断裂、新键形 成的过程，但HCl中存在共价键而非离子键。故⑤不正确。
练习 下列物质中，既有共价键又有分子间作用力的是
A.氧化镁 B.氦 C.铜 D.液氨
（ D）
解析 MgO中仅含离子键；氦中无化学键；铜中既无共价键又无 分子间作用力；液氨中，NH3分子中存在N-H共价键，NH3分子
间存在分子间作用力。
练习 下列叙述正确的是 A.同主族金属的原子半径越大，熔点越高 B.稀有气体原子序数越大，沸点越高 C.分子间作用力越弱，分子晶体的熔点越低 D.同周期元素的原子半径越小，越易失去电子
升高，如F2<Cl2<Br2<I2， CF4<CCl4<CBr4
质的熔沸点升高，在水中的溶解
度增大，如熔沸点：H2O>H2S， HF>HCl，NH3>PH3
练习 下列事实与氢键有关的是
A.水加热到很高的温度都难以分解 B.水结成冰体积膨胀
（ B ）
C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高 D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
练习 下图中每条折线表示周期表 ⅣA~ⅦA族中的某一族元素氢化物 的沸点变化，每个小黑点代表一种 氢化物，其中a点代表的是 （ D ） A.H2S C.PH3 B.HCl D.SiH4
解析 在第ⅣA～ⅦA族中元素的氢化物中，NH3、H2O、HF 因存在氢键，故沸点反常的高，则含a的线为第ⅣA族元素的
分子内氢键、分子间氢键 有方向性、有饱和性 氢原子、电负性很强的原子 共价键＞氢键＞范德华力 对于A—H„B—，A、B的电负性 越大，B原子的半径越小，作用力 越大。分子间氢键的存在，使物
极性共价键和非极性共价键 有方向性、有饱和性 原子
成键原子半径越小，键长越短， 键能越大，共价键越稳定
素
子间作用力越大，物质的熔沸点
解析 水的化学性质、化学键不可能改变，改变的是水分子间结 构，使水更易被人体吸收。水分子间的作用力是不会改变的， 仍然是范德华力。故D项正确。
练习 现有如下各说法： ①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合 ②金属和非金属化合时一定形成离子键 ③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引作用 ④根据电离方程式：HCl=H＋＋Cl－，可判断HCl分子里存在离 子键 ⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断 裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程 上述各种说法正确的是 ( B ) A.①②⑤ B.都不正确 C.④ D.②③④⑤
解析 氢键是一种较强的分子间作用力，它主要影响物质的 物理性质，而物质的稳定性属于化学性质。
氢键是某些氢化物（NH3、H2O、HF）分子间存在的比分子 间作用力稍强的作用力，它的存在使氢化物的熔、沸点相对 较高，因此HF的沸点高是由氢键所致，A项正确；水在结冰 时体积膨胀是由于水分子大范围的以氢键互相联结，形成相 对疏松的晶体，从而在结构上有许多空隙，造成体积膨胀， B项正确；NH3的稳定性取决于N—H键，而不是氢键，C项 不正确；氨分子和水分子之间主要是以氢键结合的，故D项 正确。
氢化物，则a点为SiH4。
练习 (2011· 山东高考)H2O分子内的O－H键、分子间的范德华 力和氢键从强到弱依次为 。
的沸点比 是 。
高，原因
答案：O－H＞氢键＞范德华力 对羟基苯甲醛存在分子间氢键，邻羟基苯甲醛存在分子
内氢键，分子间氢键使分子之间作用力增大
3．分子间作用力、氢键及化学键的比较：
（ BC ）
解析 以碱金属为代表的同一主族金属熔点的递变情况教材中 有介绍，结合原子半径的变化，可知选项A不正确，事实上其 他主族的金属单质熔点并不是很规律的递变；稀有元素的单质 结构相似，他们的原子序数越大，分子间作用力越大，因而熔、 沸点越高，选项B正确；分子晶体是通过分子间作用力结合而 成的，分子间作用力越弱，晶体的熔点越低，因此选项C也是 正确答案；同一周期元素的原子半径越小，原子核对核外电子 的吸引力越强，因而越难失去电子，可见选项D的叙述不正确。
分子间力及氢键（授课讲义）
1．分子间作用力 (1)定义： 把分子聚集在一起 的静电作用力，又称 范德华力 。 (2)特点 ①分子间作用力比化学键 弱 得多，它主要影响物质的 熔点 、 沸点 等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 ②范德华力一般没有饱和性和方向性。
③分子间作用力存在于由共价键形成的多数 共价化合物 和绝