高中化學 34 分子間作用力 分子晶體課件 蘇教版選修3

第四單元分子間作用力分子晶體,目標導航,預習引導,目標導航,預習引導,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。分子間作用力實質也是一種靜電作用,它比化學鍵弱得多。 (2)分類:常見的分子間作用力為范德華力和氫鍵。,目標導航,預習引導,目標導航,預習引導,預習交流1 Cl2、Br2、I2三者的組成和化學性質均相似,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,其組成、結構很相似,此時范德華力隨相對分子質量增大而增大,三種單質的熔、沸點逐漸升高,其常溫下狀態(tài)完成了從氣體到液體到固體的遞變。,目標導航,預習引導,二、氫鍵 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部的作用力。它比化學鍵弱,比范德華力強。 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原子以共價鍵相結合。,4.氫鍵的形成條件:一個分子中有與電負性很強的原子結合的氫原子,另一個分子中有電負性很強的原子。 5.氫鍵對物質性質的影響:分子間氫鍵的存在主要影響物質的物理性質。分子間氫鍵使物質的水溶性增大;分子間氫鍵的存在使物質通常有較高的熔點和沸點。,目標導航,預習引導,預習交流2 H2S與H2O組成和結構相似,且H2S的相對分子質量大于H2O的,但常溫時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、沸點比H2S的熔、沸點高。,目標導航,預習引導,三、分子晶體 1.分子晶體的概念 (1)分子晶體:分子通過分子間作用力構成的固態(tài)物質稱為分子晶體。如干冰、碘晶體、冰等。 (2)分子晶體的構成粒子是分子,粒子間的作用是分子間作用力。與金屬晶體和離子晶體類似,分子晶體也盡可能采用緊密堆積。,2.常見的典型分子晶體 (1)多數非金屬單質,如鹵素單質、氧氣、白磷等。 (2)非金屬元素以共價鍵結合成的無機化合物;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;幾乎所有的酸。 (3)絕大多數有機化合物形成的晶體。,目標導航,預習引導,目標導航,預習引導,4.分子晶體的物理性質 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的帶電微粒(離子或電子),因而不導電。若某物質易溶于水且為電解質,則其水溶液導電,難溶于水或易溶于水的非電解質形成的溶液不能導電。 對組成和結構相似、晶體中又不含氫鍵的物質來說,隨著相對分子質量的增大,分子間作用力增強,熔、沸點升高;一般來說,含有氫鍵的分子晶體在固體和液體時,分子間存在氫鍵。分子間含有氫鍵的物質,其熔、沸點升高。,目標導航,預習引導,預習交流3 已知對于組成和結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,熔、沸點越高,如熔、沸點:O2N2,HIHBrHCl。組成和結構不相似的物質,分子極性越大,其熔、沸點就越高,如熔、沸點:CON2。請問在有機化合物互為同分異構體的物質間,其熔、沸點有什么規(guī)律?,答案:互為同分異構體的有機物,一般地說,支鏈數越多,熔、沸點越低,如熔、沸點:正戊烷異戊烷新戊烷;芳香烴及其衍生物的同分異構體中,其熔、沸點高低順序是鄰位間位對位。,問題導學,即時檢測,1,2,1.共價鍵、氫鍵、范德華力的比較 活動與探究 下表對范德華力、氫鍵、共價鍵進行了比較,請完成表中空白并回答后面的問題。,3,共用電子對,共價鍵,氫鍵,范德華力,問題導學,即時檢測,1,2,3,增大,越大,大,小,小,短,穩(wěn)定,問題導學,即時檢測,1,2,3,溶解度,熔點、沸點,升高,<,<,<,<,<,升高,增大,強,問題導學,即時檢測,1,2,思考:是不是含氫原子的分子間都存在氫鍵?,答案:不是,氫鍵存在于含有強極性的HF、HO、HN共價鍵的分子之間或較復雜的分子之內,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,問題導學,即時檢測,1,2,遷移與應用 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 B.分子間氫鍵的形成除使物質的熔、沸點升高,對物質的溶解度、硬度等也有影響 C.范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間 D.氫鍵是一種特殊的化學鍵,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,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)比范德華力稍強的作用力,它們可同時存在于分子之間,C正確;分子間氫鍵的形成除使物質的熔、沸點升高,對物質的溶解度、硬度等也有影響,B正確;氫鍵不是化學鍵,化學鍵是相鄰原子間強烈的相互作用,D錯誤。 答案:D,問題導學,即時檢測,1,2,(1)范德華力和氫鍵都不是化學鍵,兩者對物質的熔、沸點、溶解度、硬度等物理性質都有影響。 (2)有氫鍵的分子間也有范德華力,如H2O、HF、NH3等,但有范德華力的分子間不一定有氫鍵。 (3)共價鍵是化學鍵的一種,它主要影響物質的化學性質。,3,問題導學,即時檢測,1,2,答案:D,2.分子晶體及其性質 活動與探究 下表列舉了幾種物質的性質,據此判斷屬于分子晶體的是。,3,問題導學,即時檢測,1,2,解析:分子晶體的熔、沸點一般比較低,硬度較小,固體不導電。M的熔點高,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,問題導學,即時檢測,1,2,遷移與應用 下列各組物質中,熔點由高到低排列正確的是。,3,問題導學,即時檢測,1,2,解析:由于HF、H2O分子間存在氫鍵,所以HF的熔點高于HI的熔點,H2O的熔點高于H2Se的熔點,A項錯誤,E項正確;B、D、G三項屬于分子組成和結構相似的分子晶體,相對分子質量越大,熔、沸點越高,因此B、D兩項正確,G項錯誤;有機烷烴的熔點一般隨碳原子數的增加,其熔點逐漸升高,C項排列順序顛倒,故C錯誤;F項中CS2在通常條件下為液態(tài),而CO2、CO為氣態(tài),且CO2的相對分子質量大于CO,故F項錯誤;NO常溫常壓下為氣態(tài),而C2H5OH為液態(tài),S8為固體,H項排列顛倒,故錯誤。,答案:BDE,3,問題導學,即時檢測,1,2,分子晶體熔、沸點高低的比較: (1)分子間作用力越大,物質的熔、沸點越高。在組成和結構相似時,隨相對分子質量增大,范德華力增大,物質熔、沸點升高。 (2)一般說來,分子間形成氫鍵的晶體,熔、沸點相對較高。 (3)組成和結構不相似的分子晶體,如相對分子質量相近,分子極性越大,其熔、沸點越高。,3,問題導學,即時檢測,1,3,2,3.晶體類型的判斷 活動與探究 下列所列物質晶體的類型全部正確的一組是(),解析:A項中磷酸是分子晶體;B項中白磷是分子晶體,單晶硅是原子晶體;D項中鐵是金屬晶體,尿素是分子晶體。,答案:C,問題導學,即時檢測,1,3,2,遷移與應用 根據表中給出的物質的熔點數據(AlCl3沸點為260 ),判斷下列說法中錯誤的是(),A.MgO中的離子鍵比NaCl中的離子鍵強 B.SiCl4晶體是分子晶體 C.AlCl3晶體是離子晶體 D.晶體硼是原子晶體,問題導學,即時檢測,1,3,2,解析:NaCl和MgO是離子化合物,形成離子晶體,故熔、沸點越高,說明晶格能越大,離子鍵越強,A項正確;SiCl4是共價化合物,熔、沸點較低,為分子晶體,B項正確;硼為非金屬單質,熔、沸點很高,是原子晶體,D項正確;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項錯誤。,答案:C,問題導學,即時檢測,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)依據構成晶體的粒子和粒子間的相互作用判斷:原子晶體的構成粒子是原子,粒子間的相互作用是共價鍵;分子晶體的構成粒子是分子,粒子間的相互作用是范德華力。 (2)記憶常見的、典型的原子晶體。常見的原子晶體有:某些非金屬單質如硼、硅、鍺等;某些非金屬化合物如碳化硅、氮化硼、二氧化硅等。 (3)依據晶體的熔、沸點判斷:原子晶體熔、沸點高,常在1 000 以上,分子晶體熔、沸點低,常在幾百攝氏度以下至很低的溫度。 (4)依據導電性判斷:分子晶體為非導體,但部分分子晶體溶于水后能導電;原子晶體多數為非導體,但晶體硅、晶體鍺是半導體。 (5)依據硬度和機械性能判斷:原子晶體硬度大,分子晶體硬度小且較脆。,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,1.下列有關分子晶體的說法中一定正確的是() A.分子內均存在共價鍵 B.分子間一定存在范德華力 C.分子間一定存在氫鍵 D.其結構一定為分子密堆積,解析:稀有氣體元素組成的晶體是單原子分子,通過范德華力結合成晶體,不存在化學鍵,A錯誤;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,B正確,C錯誤。,答案:B,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,2.下列說法正確的是() A.分子晶體中一定存在分子間作用力,不一定存在共價鍵 B.分子中含兩個氫原子的酸一定是二元酸 C.含有金屬陽離子的晶體一定是離子晶體 D.元素的非金屬性越強,其單質的活潑性一定越強,解析:A項分子晶體中不一定含有共價鍵,如He、Ar等稀有氣體構成的分子晶體中不含化學鍵;B項含有兩個氫原子的酸,也可能是一元酸,如HCOOH;C項含有金屬陽離子的晶體也可能是金屬晶體;D項元素的非金屬性越強,其單質的活潑性不一定越強,如非金屬性:NP,但單質活潑性:P4N2。,答案:A,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,3.下列有關物質的結構和性質的敘述錯誤的是() 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,可能有共價鍵,解析:水是一種穩(wěn)定的化合物,是因為含有OH共價鍵;CO2是由極性鍵構成的非極性分子;水和冰中都存在氫鍵;分子晶體中也有不含共價鍵的,如稀有氣體的晶體。,答案:A,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,4.某化學科研小組對范德華力提出了以下幾種觀點,你認為正確的是。 A.范德華力存在于所有物質中 B.范德華力是影響所有物質物理性質的因素 C.Cl2相對于其他氣體來說,是易液化的氣體,由此可以得出結論,范德華力屬于一種較強作用 D.范德華力屬于既沒有方向性也沒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,物質的熔點和沸點越高,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,解析:范德華力實質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,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成的物質的某些物理性質(如熔、沸點以及溶解度等)的因素之一;在常見氣體中Cl2的相對分子質量較大,分子間范德華力較強,所以易液化,但相對于化學鍵,仍屬于較弱作用。,答案:DEF,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,5.(1)比較下列化合物熔、沸點的高低(填“”或“<”)。 CO2SO2; NH3PH3; O3O2; NeAr; CON2。 (2)已知AlCl3的熔點為190 (2.202105 Pa),但它在180 即開始升華。請回答: AlCl3固體是晶體; 設計一個可靠的實驗,判斷氯化鋁是離子化合物還是共價化合物。你設計的實驗是,問題導學,即時檢測,1,2,3,4,5,解析;(1)各組物質均為分子晶體,根據分子晶體熔、沸點的判斷規(guī)律,較容易比較五組物質熔、沸點的高低。 (2)由AlCl3的熔點低以及在180 時開始升華判斷AlCl3晶體為分子晶體。若驗證一種化合物是共價化合物還是離子化合物,可測其熔融狀態(tài)下是否導電,若不導電是共價化合物,導電則是離子化合物。,答案:(1) (2)分子在熔融狀態(tài)下,試驗其是否導電,若不導電是共價化合物,導電則是離子化合物,