資源簡介

2.4 分子間作用力
考點1 范德華力與物質性質
1.范德華力的概念及影響因素
(1)概念：物質的分子之間存在一種相互作用力叫分子間作用力，又叫范德華力。
(2)影響因素：一般來說，相對分子質量越大，范德華力越大；分子的極性越大，范德華力越大。
2.
(1)實質：電性作用。
(2)大小：范德華力的作用能通常比化學鍵的鍵能小得多，化學鍵的鍵能一般為100～600 kJ·mol－1，而范德華力的作用能一般只有2～20 kJ·mol－1。
(3)特征：范德華力沒有方向性和飽和性，只要分子周圍空間允許，當氣體分子凝聚時，它總是盡可能多的吸引其他分子。
(4)影響因素：主要包括相對分子質量的大小、分子的空間構型以及分子中電荷分布是否均勻等。
實例：
(1)液態苯、汽油等發生汽化時，為何需要加熱？
答案　液態苯、汽油等發生汽化需要吸收能量克服其分子間的相互作用。
(2)降低氯氣的溫度，為什么能使氯氣轉化為液態或固態？
答案　降低氯氣的溫度時，氯氣分子的平均動能逐漸減小。當分子靠自身的動能不足以克服分子間相互作用力時，分子就會凝聚在一起，形成液體或固體。
(3)鹵素單質F2、Cl2、Br2、I2，按其相對分子質量增大的順序，物理性質(如顏色、狀態、熔點、沸點)有何變化規律？
答案　顏色逐漸加深；由氣態到液態、固態；熔、沸點逐漸升高。
3．范德華力對物質性質的影響
(1)對物質熔、沸點的影響
①組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越大，物質的熔、沸點就越高。例如熔、沸點：CF4②組成相似且相對分子質量相近的物質，分子電荷分布越不均勻，范德華力越大，其熔、沸點就越高，如熔、沸點：CO>N2。
③在同分異構體中，一般來說，支鏈數越多，熔、沸點就越低，如沸點：正戊烷>異戊烷>新戊烷。
(2)對物質溶解性的影響
溶質分子與溶劑分子之間的范德華力越大，溶解度越大。
考點2氫鍵與物質性質
1．氫鍵的概念及表示方法
(1)概念：氫鍵是由已經與電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另一分子中電負性很大的原子之間的作用力。
(2)表示方法：氫鍵的通式可用A—H…B—表示。式中A和B表示F、O、N，“—”表示共價鍵，“…”表示氫鍵。
2．氫鍵的形成條件
(1)要有一個與電負性很強的元素X形成強極性鍵的氫原子，如H2O中的氫原子。
(2)要有一個電負性很強，含有孤電子對并帶有部分電荷的原子Y，如H2O中的氧原子。
(3)X和Y的原子半徑要小，這樣空間位阻較小。
一般來說，能形成氫鍵的元素有N、O、F。所以氫鍵一般存在于含N—H、H—O、H—F鍵的物質中，或有機化合物中的醇類和羧酸類等物質中。
3．氫鍵的特征
(1) 氫鍵不是化學鍵，而是特殊的分子間作用力，其鍵能比化學鍵弱，比范德華力強。
(2)氫鍵具有一定的方向性和飽和性
X—H與Y形成分子間氫鍵時，氫原子只能與一個Y原子形成氫鍵，3個原子總是盡可能沿直線分布，這樣可使X與Y盡量遠離，使兩原子間電子云的排斥作用力最小，體系能量最低，形成的氫鍵最強、最穩定 (如下圖)。
4．氫鍵的類型
(1)分子間氫鍵，如水中，O—H…O—。
(2)分子內氫鍵，如。
5．氫鍵對物質物理性質的影響
(1)對物質熔、沸點的影響：分子間存在氫鍵的物質，物質的熔、沸點明顯高，如NH3>PH3；同分異構體分子間形成氫鍵的物質比分子內形成氫鍵的物質熔、沸點高，如鄰羥基苯甲酸<對羥基苯甲酸。
(2)對物質溶解度的影響：溶劑和溶質之間形成氫鍵使溶質的溶解度增大，如NH3、甲醇、甲酸等易溶于水。
(3)對物質密度的影響：氫鍵的存在會使某些物質的密度反常，如水的密度比冰的密度大。水結冰體積膨脹，是因為冰中所有水分子通過有方向性和飽和性的氫鍵互相聯結成晶體，而液態水中只有大部分水分子以氫鍵結合成為(H2O)n。
(4)氫鍵對物質電離性質的影響：如鄰苯二甲酸的電離平衡常數Ka1比對苯二甲酸的電離平衡常數Ka1小很多。
注意：比較由分子構成的物質熔、沸點大小時，首先應考慮分子間是否存在氫鍵。
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