1、第4节 分子间作用力与物质性质课程标准导航1.结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。2了解分子间作用力对物质的状态等方面的影响。3了解含有氢键的物质，知道氢键的存在对物质性质的影响。新知初探自学导引 自主学习一、分子间作用力 1.概念 分子间存在的一类弱的_。2.分类 相互作用力范德华力氢键想一想1水分解与水的三态变化相同吗？提示：不相同。水分解是破坏的化学键，而水的三态变化则是分子间作用力的改变。二、范德华力与物质性质概念 固态和液态分子之间普遍存在的一种_ 实质 范德华力的实质是_作用，无饱和性和_ 影响范德 华力的因素 一般来说，结构和组成相似的物质，随着_的增加，范德华力逐渐增强 范
2、德华力与 物质的性质 范德华力主要影响物质的_、沸点等物理性质 相互作用力电性无方向性相对分子质量熔点想一想2.对于F2、Cl2、Br2和I2四种物质，为什么通常状况下它们的状态不同？提示：由F2I2状态依次为气体、气体、液体和固体，由于它们的组成与结构相似，由F2I2相对分子质量增加，范德华力逐渐增强，故它们状态不同。三、氢键与物质性质概念 氢原子与电负性很强的原子充分靠近时，产生_和一定程度的轨道重叠作用 表达方式 用_表示 形成条件 氢原子两边的X原子和Y原子所属元素通常具有很强的电负性和很小的_ 静电相互作用XHY原子半径特征 氢键的作用大于范德华力，但比化学键的键能_ 对物质性质的影
3、响 主要表现为物质的熔点和沸点_，对物质电离、溶解等也产生影响 分类 氢键有_和分子间氢键 小升高分子内氢键想一想3.能形成氢键的物质中一定存在氢键吗？提示：不一定。氢键的存在与物质的状态有关，如固态、液态的水分子间存在氢键，气体水分子间则不存在氢键。自主体验1.关于氢键的下列说法中正确的是()A每个水分子中含有两个氢键 B在水蒸气、水和冰中都含有氢键 C分子间形成氢键能使物质的熔点和沸点升高 DHF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 解析:选C.在固态或液态分子间存在氢键，且水分子能形成4个氢键；氢键只影响物质的物理性质。2.下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是()A范德华力是
4、决定由分子构成物质熔点、沸点高低的惟一因素 B范德华力与物质的性质没有必然的联系 C范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质 D范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素 解析：选D。范德华力和氢键是影响物质物理性质的重要因素。3.范德华力为a kJmol1，化学键为b kJmol1，氢键为c kJmol1，则a、b、c的大小关系是()AbcaBbac CcbaDabc 解析：选A。化学键键能最大，氢键的作用远小于化学键键能，却大于范德华力。要点突破讲练互动 探究导引1试用所学过的有关知识解释为什么H2O的沸点比H2S高？范德华力、氢键与共价键的区别 提示：H2O与H2S结构相似，M(H2O)
5、Br2Cl2F2，RnXeKrArNeHe。(2)对物质溶解性的影响 如：在273 K、101 kPa时，氧气在水中的溶解度(0.049 cm3L1)比氮气在水中的溶解度(0.024 cm3L1)大，就是因为O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大所导致的。2.氢键对物质性质的影响(1)对物质熔、沸点的影响某些氢化物分子存在氢键，如H2O、NH3、HF等，会比同族氢化物沸点反常高，如H2OH2TeH2SeH2S。当氢键存在于分子内时，它对物质性质的影响与分子间氢键对物质性质产生的影响是不同的。邻羟基苯甲醛的氢键存在于分子内部，对羟基苯甲醛存在分子间氢键，因此对羟基苯甲醛的熔点、沸点
6、分别比邻羟基苯甲醛的熔点、沸点高。(2)对物质密度的影响 氢键的存在，会使物质的密度出现反常，如液态水变为冰，密度会变小。(3)对物质溶解度的影响 溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键的原因。(4)氢键对物质结构的影响 氢键的存在使一些物质具有一些特殊结构，如冰晶体的孔穴结构；DNA的双螺旋结构等。特别提醒判断物质的性质受何种作用力影响，首先要弄清该性质是物理性质还是化学性质，然后找出其影响因素。同时也要能根据作用力的强弱分析物质性质的变化规律。如键能越大，
7、键长越短，键能越强，化学性质越稳定；相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸点越高。即时应用2.下列物质的变化，破坏的主要是氢键的是()A碘单质的升华 B氯化钠溶于水 C氯化铵受热分解 D将水加热变为水蒸气 解析：选D。要解答本题，首先要找出哪些物质中存在着氢键。很显然，只有某些分子间存在氢键。水由液态变为气态，除了破坏范德华力外，还要破坏氢键，而且主要是破坏氢键。题型探究技法归纳 对分子间作用力的理解例1下列事实，不能用氢键知识解释的是()A水和乙醇可以完全互溶 B氨容易液化 C干冰易升华 D液态氟化氢化学式有时写成(HF)n的形式【思路点拨】本题的关键是：(1)氢键与化学键、范德华力的区
8、别；(2)氢键形成的条件。【解析】水和乙醇分子间可形成氢键，所以二者可互溶；氨分子间易形成氢键，所以氨易液化；液态HF分子间存在氢键，故有时写成(HF)n；只有C不存在氢键。【答案】C 分子间作用力与物质的性质例2下图中每条折线表示周期表AA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()AH2S BHCl CPH3DSiH4【思路点拨】解决此题的关键要注意两点：(1)是弄清物质的组成与结构特点；(2)是分析微粒间的作用力种类。【解析】根据范德华力的知识，相对分子质量越大，物质的熔、沸点越高。4条折线中有3条反常，这说明有氢键的影响，氨气、水、氟化氢出现熔、沸点升
9、高。正常曲线中的a物质只能是A族元素形成的氢化物。【答案】D【规律方法】(1)组成与结构相似的物质，相对分子质量越大，溶、沸点越高，如熔、沸点：O2N2，HIHBrHCl。(2)组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔、沸点越高，如熔、沸点：CON2。(3)在同分异构体中,一般来说,支链数越多,熔、沸点越低，如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷；同分异构体的芳香烃及其衍生物，其熔、沸点高低顺序是邻间对。热点示例思维拓展 氢键及其对物质性质的影响(1)形成条件。要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O中的氢原子。要有一个电负性很大，含有孤电子对并带有部分负电荷的原子Y，如H2O中的氧原
10、子。X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小。一般来说能形成氢键的元素为N、O、F。(2)氢键的存在。含HO、NH、HF键的物质。有机化合物中的醇类和羧酸类等物质。(3)氢键的类型。尽管人们将氢键归结为一种分子间作用力，但是氢键既可以存在于分子之间，也可以存在于分子内部的原子团之间。如邻羟基苯甲醛分子内的羟基与醛基之间存在氢键，对羟基苯甲醛存在分子间氢键(如图)。(4)氢键对物质性质的影响。对熔点、沸点的影响。a分子间氢键的形成使物质的熔点、沸点升高，因为要使液体汽化，必须破坏大部分分子间的氢键，这需要较多的能量；要使晶体熔化，也要破坏一部分分子间的氢键。所以，存在分子间氢键的化合物的熔点、沸点要比没有氢键的同类化合物高。b分子内氢键的形成使物质的熔点、沸点降低，如邻羟基苯甲醛的熔点、沸点比对羟基苯甲醛的熔点、沸点低。对溶解度的影响。在极性溶剂里，如果溶质分子与溶剂分子间可以形成氢键，则溶质的溶解性增大。例如，乙醇和水能以任意比互溶。对水的密度的影响。绝大多数物质固态时的密度大于液态时的密度，但是在0 附近的水的密度却是液态的大于固态的。水的这一反常现象也可用氢键解释。对物质的酸性等也有一定的影响。