高中化學(xué) 34 分子間作用力 分子晶體課件 蘇教版選修3

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1、第四單元分子間作用力分子晶體,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),一、范德華力 1.分子間作用力 (1)概念:分子之間都存在著分子間作用力。分子間作用力實(shí)質(zhì)也是一種靜電作用,它比化學(xué)鍵弱得多。 (2)分類(lèi):常見(jiàn)的分子間作用力為范德華力和氫鍵。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流1 Cl2、Br2、I2三者的組成和化學(xué)性質(zhì)均相似,但狀態(tài)卻為氣、液、固,原因是什么?,答案:Cl2、Br2、I2是同一主族元素形成的三種單質(zhì),其組成、結(jié)構(gòu)很相似,此時(shí)范德華力隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大,三種單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸升高,其常溫下?tīng)顟B(tài)完成了從氣體到液體到固體的遞變。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),二、氫鍵

2、 1.氫鍵的存在:氫鍵是一種既可以存在于分子間又可以存在于分子內(nèi)部的作用力。它比化學(xué)鍵弱,比范德華力強(qiáng)。 2.氫鍵的特征:氫鍵基本上還是屬于靜電引力作用,它既有方向性,又有飽和性。 3.氫鍵表示方法:通常用XHY表示氫鍵,其中HX表示氫原子和X原子以共價(jià)鍵相結(jié)合。,4.氫鍵的形成條件:一個(gè)分子中有與電負(fù)性很強(qiáng)的原子結(jié)合的氫原子,另一個(gè)分子中有電負(fù)性很強(qiáng)的原子。 5.氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:分子間氫鍵的存在主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)。分子間氫鍵使物質(zhì)的水溶性增大;分子間氫鍵的存在使物質(zhì)通常有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流2 H2S與H2O組成和結(jié)構(gòu)相似,且H2S的相對(duì)分子質(zhì)量大于H2

3、O的,但常溫時(shí)H2S為氣體,水卻為液體,為什么?,答案:水分子間形成較多氫鍵,增大了水分子間的作用力,使水的熔、沸點(diǎn)比H2S的熔、沸點(diǎn)高。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),三、分子晶體 1.分子晶體的概念 (1)分子晶體:分子通過(guò)分子間作用力構(gòu)成的固態(tài)物質(zhì)稱(chēng)為分子晶體。如干冰、碘晶體、冰等。 (2)分子晶體的構(gòu)成粒子是分子,粒子間的作用是分子間作用力。與金屬晶體和離子晶體類(lèi)似,分子晶體也盡可能采用緊密堆積。,2.常見(jiàn)的典型分子晶體 (1)多數(shù)非金屬單質(zhì),如鹵素單質(zhì)、氧氣、白磷等。 (2)非金屬元素以共價(jià)鍵結(jié)合成的無(wú)機(jī)化合物;所有非金屬氫化物,如水、氨、甲烷等;部分非金屬氧化物,如二氧化碳、二氧化硫等;幾乎

4、所有的酸。 (3)絕大多數(shù)有機(jī)化合物形成的晶體。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),4.分子晶體的物理性質(zhì) 分子晶體是微粒間以范德華力或范德華力和氫鍵而形成的晶體,因此,分子晶體的熔、沸點(diǎn)較低,密度較小,硬度小,較易揮發(fā)。 分子晶體在固態(tài)和熔融狀態(tài)下均不存在自由移動(dòng)的帶電微粒(離子或電子),因而不導(dǎo)電。若某物質(zhì)易溶于水且為電解質(zhì),則其水溶液導(dǎo)電,難溶于水或易溶于水的非電解質(zhì)形成的溶液不能導(dǎo)電。 對(duì)組成和結(jié)構(gòu)相似、晶體中又不含氫鍵的物質(zhì)來(lái)說(shuō),隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大,分子間作用力增強(qiáng),熔、沸點(diǎn)升高;一般來(lái)說(shuō),含有氫鍵的分子晶體在固體和液體時(shí),分子間存在氫鍵。分子間含有氫鍵的物質(zhì),其熔、沸點(diǎn)升

5、高。,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)引導(dǎo),預(yù)習(xí)交流3 已知對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔、沸點(diǎn)越高,如熔、沸點(diǎn):O2N2,HIHBrHCl。組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì),分子極性越大,其熔、沸點(diǎn)就越高,如熔、沸點(diǎn):CON2。請(qǐng)問(wèn)在有機(jī)化合物互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)間,其熔、沸點(diǎn)有什么規(guī)律?,答案:互為同分異構(gòu)體的有機(jī)物,一般地說(shuō),支鏈數(shù)越多,熔、沸點(diǎn)越低,如熔、沸點(diǎn):正戊烷異戊烷新戊烷;芳香烴及其衍生物的同分異構(gòu)體中,其熔、沸點(diǎn)高低順序是鄰位間位對(duì)位。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,1.共價(jià)鍵、氫鍵、范德華力的比較 活動(dòng)與探究 下表對(duì)范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵進(jìn)行了比較,請(qǐng)完成表中空白并回答后面的問(wèn)題。,

6、3,共用電子對(duì),共價(jià)鍵,氫鍵,范德華力,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,增大,越大,大,小,小,短,穩(wěn)定,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,溶解度,熔點(diǎn)、沸點(diǎn),升高,升高,增大,強(qiáng),問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,思考:是不是含氫原子的分子間都存在氫鍵?,答案:不是,氫鍵存在于含有強(qiáng)極性的HF、HO、HN共價(jià)鍵的分子之間或較復(fù)雜的分子之內(nèi),除F、O、N外其他原子與氫原子間一般不形成氫鍵(如HCl、H2S分子等)。,3,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,遷移與應(yīng)用 下列敘述不正確的是() A.分子間作用力是分子間相互作用力的總稱(chēng) B.分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,對(duì)物質(zhì)的溶解度、硬度等也有影響 C

7、.范德華力與氫鍵可同時(shí)存在于分子之間 D.氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵,它廣泛地存在于自然界中,3,解析:分子間作用力是分子間相互作用力的總稱(chēng),A正確;范德華力是分子間的相互作用,而氫鍵是分子間(或分子內(nèi))比范德華力稍強(qiáng)的作用力,它們可同時(shí)存在于分子之間,C正確;分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,對(duì)物質(zhì)的溶解度、硬度等也有影響,B正確;氫鍵不是化學(xué)鍵,化學(xué)鍵是相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用,D錯(cuò)誤。 答案:D,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,(1)范德華力和氫鍵都不是化學(xué)鍵,兩者對(duì)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、溶解度、硬度等物理性質(zhì)都有影響。 (2)有氫鍵的分子間也有范德華力,如H2O、HF、NH3等,但有范德華力的

8、分子間不一定有氫鍵。 (3)共價(jià)鍵是化學(xué)鍵的一種,它主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。,3,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,答案:D,2.分子晶體及其性質(zhì) 活動(dòng)與探究 下表列舉了幾種物質(zhì)的性質(zhì),據(jù)此判斷屬于分子晶體的是。,3,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,解析:分子晶體的熔、沸點(diǎn)一般比較低,硬度較小,固體不導(dǎo)電。M的熔點(diǎn)高,肯定不是分子晶體;N是金屬鈉;其余X、Y、Z、W均為分子晶體。,答案:XYZW,3,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,遷移與應(yīng)用 下列各組物質(zhì)中,熔點(diǎn)由高到低排列正確的是。,3,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,解析:由于HF、H2O分子間存在氫鍵,所以HF的熔點(diǎn)高于HI的熔點(diǎn),H2O的熔點(diǎn)高于H2S

9、e的熔點(diǎn),A項(xiàng)錯(cuò)誤,E項(xiàng)正確;B、D、G三項(xiàng)屬于分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔、沸點(diǎn)越高,因此B、D兩項(xiàng)正確,G項(xiàng)錯(cuò)誤;有機(jī)烷烴的熔點(diǎn)一般隨碳原子數(shù)的增加,其熔點(diǎn)逐漸升高,C項(xiàng)排列順序顛倒,故C錯(cuò)誤;F項(xiàng)中CS2在通常條件下為液態(tài),而CO2、CO為氣態(tài),且CO2的相對(duì)分子質(zhì)量大于CO,故F項(xiàng)錯(cuò)誤;NO常溫常壓下為氣態(tài),而C2H5OH為液態(tài),S8為固體,H項(xiàng)排列顛倒,故錯(cuò)誤。,答案:BDE,3,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,分子晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較: (1)分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高。在組成和結(jié)構(gòu)相似時(shí),隨相對(duì)分子質(zhì)量增大,范德華力增大,物質(zhì)熔、沸點(diǎn)升高。 (2)一

10、般說(shuō)來(lái),分子間形成氫鍵的晶體,熔、沸點(diǎn)相對(duì)較高。 (3)組成和結(jié)構(gòu)不相似的分子晶體,如相對(duì)分子質(zhì)量相近,分子極性越大,其熔、沸點(diǎn)越高。,3,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,3,2,3.晶體類(lèi)型的判斷 活動(dòng)與探究 下列所列物質(zhì)晶體的類(lèi)型全部正確的一組是(),解析:A項(xiàng)中磷酸是分子晶體;B項(xiàng)中白磷是分子晶體,單晶硅是原子晶體;D項(xiàng)中鐵是金屬晶體,尿素是分子晶體。,答案:C,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,3,2,遷移與應(yīng)用 根據(jù)表中給出的物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)(AlCl3沸點(diǎn)為260 ),判斷下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(),A.MgO中的離子鍵比NaCl中的離子鍵強(qiáng) B.SiCl4晶體是分子晶體 C.AlCl3晶體是離子晶體 D

11、.晶體硼是原子晶體,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,3,2,解析:NaCl和MgO是離子化合物,形成離子晶體,故熔、沸點(diǎn)越高,說(shuō)明晶格能越大,離子鍵越強(qiáng),A項(xiàng)正確;SiCl4是共價(jià)化合物,熔、沸點(diǎn)較低,為分子晶體,B項(xiàng)正確;硼為非金屬單質(zhì),熔、沸點(diǎn)很高,是原子晶體,D項(xiàng)正確;AlCl3雖是由活潑金屬和活潑非金屬形成的化合物,但其屬于分子晶體,C項(xiàng)錯(cuò)誤。,答案:C,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,3,2,判斷非金屬元素組成的晶體是分子晶體還是原子晶體的方法有: (1)依據(jù)構(gòu)成晶體的粒子和粒子間的相互作用判斷:原子晶體的構(gòu)成粒子是原子,粒子間的相互作用是共價(jià)鍵;分子晶體的構(gòu)成粒子是分子,粒子間的相互作用是范德華力

12、。 (2)記憶常見(jiàn)的、典型的原子晶體。常見(jiàn)的原子晶體有:某些非金屬單質(zhì)如硼、硅、鍺等;某些非金屬化合物如碳化硅、氮化硼、二氧化硅等。 (3)依據(jù)晶體的熔、沸點(diǎn)判斷:原子晶體熔、沸點(diǎn)高,常在1 000 以上,分子晶體熔、沸點(diǎn)低,常在幾百攝氏度以下至很低的溫度。 (4)依據(jù)導(dǎo)電性判斷:分子晶體為非導(dǎo)體,但部分分子晶體溶于水后能導(dǎo)電;原子晶體多數(shù)為非導(dǎo)體,但晶體硅、晶體鍺是半導(dǎo)體。 (5)依據(jù)硬度和機(jī)械性能判斷:原子晶體硬度大,分子晶體硬度小且較脆。,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,1.下列有關(guān)分子晶體的說(shuō)法中一定正確的是() A.分子內(nèi)均存在共價(jià)鍵 B.分子間一定存在范德華力 C.分子間一

13、定存在氫鍵 D.其結(jié)構(gòu)一定為分子密堆積,解析:稀有氣體元素組成的晶體是單原子分子,通過(guò)范德華力結(jié)合成晶體,不存在化學(xué)鍵,A錯(cuò)誤;分子間作用力包括范德華力和氫鍵,前者存在于所有分子晶體中,氫鍵只存在于某些特定的分子間或分子內(nèi),B正確,C錯(cuò)誤。,答案:B,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,2.下列說(shuō)法正確的是() A.分子晶體中一定存在分子間作用力,不一定存在共價(jià)鍵 B.分子中含兩個(gè)氫原子的酸一定是二元酸 C.含有金屬陽(yáng)離子的晶體一定是離子晶體 D.元素的非金屬性越強(qiáng),其單質(zhì)的活潑性一定越強(qiáng),解析:A項(xiàng)分子晶體中不一定含有共價(jià)鍵,如He、Ar等稀有氣體構(gòu)成的分子晶體中不含化學(xué)鍵;B項(xiàng)含有兩個(gè)

14、氫原子的酸,也可能是一元酸,如HCOOH;C項(xiàng)含有金屬陽(yáng)離子的晶體也可能是金屬晶體;D項(xiàng)元素的非金屬性越強(qiáng),其單質(zhì)的活潑性不一定越強(qiáng),如非金屬性:NP,但單質(zhì)活潑性:P4N2。,答案:A,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,3.下列有關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是() A.水是一種非常穩(wěn)定的化合物,這是由于水分子間存在氫鍵 B.由極性鍵形成的分子可能是非極性分子 C.水、冰中都含氫鍵 D.分子晶體中一定存在分子間作用力,可能有共價(jià)鍵,解析:水是一種穩(wěn)定的化合物,是因?yàn)楹蠴H共價(jià)鍵;CO2是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子;水和冰中都存在氫鍵;分子晶體中也有不含共價(jià)鍵的,如稀有氣體的晶體。,答案

15、:A,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,4.某化學(xué)科研小組對(duì)范德華力提出了以下幾種觀點(diǎn),你認(rèn)為正確的是。 A.范德華力存在于所有物質(zhì)中 B.范德華力是影響所有物質(zhì)物理性質(zhì)的因素 C.Cl2相對(duì)于其他氣體來(lái)說(shuō),是易液化的氣體,由此可以得出結(jié)論,范德華力屬于一種較強(qiáng)作用 D.范德華力屬于既沒(méi)有方向性也沒(méi)有飽和性的靜電作用 E.范德華力是普遍存在的一種分子間作用力,屬于電性作用 F.范德華力比較弱,但范德華力越大,物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)越高,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,解析:范德華力實(shí)質(zhì)也是一種分子之間的電性作用。由于分子本身不顯電性,因此范德華力比較弱,作用力比較小。隨著分子間距的增加

16、,范德華力迅速減弱,所以范德華力作用范圍很小;范德華力只是影響由分子構(gòu)成的物質(zhì)的某些物理性質(zhì)(如熔、沸點(diǎn)以及溶解度等)的因素之一;在常見(jiàn)氣體中Cl2的相對(duì)分子質(zhì)量較大,分子間范德華力較強(qiáng),所以易液化,但相對(duì)于化學(xué)鍵,仍屬于較弱作用。,答案:DEF,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,5.(1)比較下列化合物熔、沸點(diǎn)的高低(填“”或“”)。 CO2SO2; NH3PH3; O3O2; NeAr; CON2。 (2)已知AlCl3的熔點(diǎn)為190 (2.202105 Pa),但它在180 即開(kāi)始升華。請(qǐng)回答: AlCl3固體是晶體; 設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的實(shí)驗(yàn),判斷氯化鋁是離子化合物還是共價(jià)化合物。你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是,問(wèn)題導(dǎo)學(xué),即時(shí)檢測(cè),1,2,3,4,5,解析;(1)各組物質(zhì)均為分子晶體,根據(jù)分子晶體熔、沸點(diǎn)的判斷規(guī)律,較容易比較五組物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的高低。 (2)由AlCl3的熔點(diǎn)低以及在180 時(shí)開(kāi)始升華判斷AlCl3晶體為分子晶體。若驗(yàn)證一種化合物是共價(jià)化合物還是離子化合物,可測(cè)其熔融狀態(tài)下是否導(dǎo)電,若不導(dǎo)電是共價(jià)化合物,導(dǎo)電則是離子化合物。,答案:(1) (2)分子在熔融狀態(tài)下,試驗(yàn)其是否導(dǎo)電,若不導(dǎo)電是共價(jià)化合物,導(dǎo)電則是離子化合物,