資源描述:
《高二化學(xué)微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、專題3分子間作用力 分子晶體微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)第四單元?dú)鈶B(tài)固態(tài)液態(tài)水的電解范德華力、氫鍵范德華力范德華(VanDerWaals1837-1923)荷蘭物理學(xué)家。提出了范德華方程。研究了毛細(xì)作用,對(duì)附著力進(jìn)行了計(jì)算。推導(dǎo)出物體氣、液、固三相相互轉(zhuǎn)化條件下的臨界點(diǎn)計(jì)算公式。1910年因研究氣態(tài)和液態(tài)方程獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。原子間和分子間的吸引力被命名為范德華力。范德華力是分子之間普遍存在的一種相互作用力,它使得許多物質(zhì)能以一定的凝聚態(tài)(固態(tài)或液態(tài))存在。范德華力存在于液﹑固﹑氣態(tài)的任何微粒之間。作用力屬短程力:300—500pm范圍內(nèi)。無方向性和飽和性。
2、影響范德華力的因素:分子的大小、分子的空間構(gòu)型、分子中電荷分布是否均勻等。范德華力比化學(xué)鍵弱得多。一般來說,某物質(zhì)的范德華力越大,則它的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)就越高。對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),范德華力一般隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增強(qiáng)。a.取向力當(dāng)極性分子和極性分子相互接近時(shí),它們的固有偶極的同極相斥而異極相吸,就使得極性分子按一定方向排列,因而產(chǎn)生了分子間的作用力,這種力叫取向力。分子極性越強(qiáng),取向力越大。這種力只存在于極性分子與極性分子之間。范德華力的成因:b.誘導(dǎo)力當(dāng)極性分子和非極性分子相接近時(shí),非極性分子在極性分子的固有偶極的作用下,發(fā)生極化,而產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極
3、,然后誘導(dǎo)偶極與極性分子固有偶極相互吸引。這種由于誘導(dǎo)偶極而產(chǎn)生的作用力,稱為誘導(dǎo)力。這種力產(chǎn)生于極性分子與非極性分子之間,當(dāng)然極性分子與極性分子之間也互相誘導(dǎo),因而也有這種力。范德華力的成因:c.色散力從統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)看,非極性分子沒有極性,但組成分子的正、負(fù)微??偸窃诓粩嗟剡\(yùn)動(dòng)著,在某一瞬間,對(duì)多個(gè)分子而言總可能有分子出現(xiàn)正、負(fù)電荷重心不重合,而成為偶極子,這種偶極叫瞬時(shí)偶極。對(duì)大量分子,這種瞬時(shí)偶極的存在就成為經(jīng)常性的,這種靠瞬時(shí)偶極產(chǎn)生的作用力叫色散力。范德華力的成因:范德華力對(duì)物質(zhì)的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、氣化熱、熔化熱、溶解度、表面張力、粘度等物理化學(xué)性質(zhì)有
4、決定性的影響。實(shí)驗(yàn)證明:對(duì)大多數(shù)分子來說,色散力是主要的;只有偶極矩很大的分子(如水),取向力才是主要的;而誘導(dǎo)力通常是很小的。氫鍵的形成-100周期溫度/℃01002345熔點(diǎn)沸點(diǎn)H2OH2SH2SeH2Te氧族元素的氫的化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)在有些化合物中氫原子似乎可以同時(shí)和兩個(gè)電負(fù)性很大而原子半徑較小的原子(如O、F、N等)相結(jié)合,一般表示為X—H···Y,其中H···Y的結(jié)合力就是氫鍵。X—H···Y表示氫鍵鍵長指X和Y的距離鍵能指X—H···Y分解為X—H和Y所需要的能量冰晶體中的氫鍵分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵(1)對(duì)沸點(diǎn)和熔點(diǎn)的影響分子間氫鍵的形成使
5、物質(zhì)的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)升高。分子內(nèi)氫鍵的生成使物質(zhì)的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)降低。氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:(2)對(duì)溶解度的影響在極性溶劑里,如果溶質(zhì)分子與溶劑分子間可以生成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大。氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:水和甲醇的相互溶解(深藍(lán)色虛線為氫鍵)蛋白質(zhì)分子中的氫鍵(圖中虛線表示氫鍵)DNA雙螺旋是通過氫鍵使它們的堿基(A…T和C…G)相互配對(duì)形成的(圖中虛線表示氫鍵)小 結(jié)范德華力是普遍存在的一種分子間作用力,屬于電性作用。這種作用力比較弱。范德華力越強(qiáng),物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)越高。氫鍵屬于一種較強(qiáng)的分子間作用力,既可以存在于分子之間,也可以存在于復(fù)雜分子的內(nèi)部。氫
6、鍵的存在使物質(zhì)具有某些特殊性質(zhì)。分子晶體干冰及其晶胞通過分子間作用力結(jié)合形成的晶體稱為分子晶體碘晶體及其晶胞某些分子晶體的熔點(diǎn)分子晶體氧氮白磷水熔點(diǎn)-218.3-210.144.20分子晶體硫化氫甲烷乙酸尿素熔點(diǎn)-85.6-182.516.7132.7分子晶體的特點(diǎn)低熔點(diǎn)、硬度小、升華。典型的分子晶體(1)所有非金屬氫化物如水、硫化氫、氨、氯化氫、甲烷等(2)部分非金屬單質(zhì)如鹵素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮?。∟2)、白磷(P4)、碳60(C60)等(3)部分非金屬氧化物如CO2、P4O6、P4O10、SO2等(4)幾乎所有的酸(而堿和鹽則是離
7、子晶體)(5)絕大多數(shù)有機(jī)物的晶體晶體類型原子晶體分子晶體組成微粒原子分子微粒間作用力共價(jià)鍵分子間作用力熔、沸點(diǎn)很高較低硬度很大較小溶解性不溶于任何溶劑部分溶于水實(shí)例金剛石、二氧化硅干冰、石墨原子晶體與分子晶體的比較分子晶體的結(jié)構(gòu)特征:分子密堆積如果分子間作用力只是范德華力,若以一個(gè)分子為中心,其周圍通??梢杂?2個(gè)緊鄰的分子。分子間作用力與化學(xué)鍵的關(guān)系分子間作用力主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì),而化學(xué)鍵則主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。分子間作用力與分子晶體熔、沸點(diǎn)的關(guān)系分子晶體要熔化、要汽化都要克服分子間的作用力。分子間作用力越大,物質(zhì)熔化和汽化時(shí)需要的能量就越多
8、,物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)就越高。分子晶體熔化時(shí),一般只破壞了分子間作用力,不破壞分子內(nèi)的化學(xué)鍵,但也