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分子間作用力
1、通過對水的三態變化和通電分解后的實質的分析，認識到分子間作用力的存在;
2、通過不同物質分子間的比較，初步建立對范德華力的理解;
3、通過比較水和硫化氫沸點的大小，引出氫鍵，探究氫鍵的形成條件。
水的三態變化
電解水
思考：這兩個過程分別發生什么變化？有什么相似之處呢？
物理變化
（H2O之間存在著相互作用）
化學變化
（H2O內H、O存在著相互作用）
H2O(l)
100℃
H2O(g)
2000℃
H2(g)+O2(g)
結論：H2O內H和O之間的相互作用遠大于H2O之間的作用。
分子間作用力
共價鍵
一類弱的相互作用
最常見的分子間作用力：范德華力和氫鍵
一、范德華力與物質性質
1.概念：分子間普遍存在的一種相互作用力，它使許多物質能以一定的凝聚態(固態和液態)存在。
2.特點：比化學鍵的鍵能小得多。
3.實質：電性作用。
4.特征：沒有飽和性和方向性
分子 HCl HBr HI CO Ar
范德華力（kJ/mol） 21.14 23.11 26.0 8.75 8.50
共價鍵鍵能（kJ/mol） 431.8 366 298 745 無
離子化合物中不存在范德華力
觀察下列物質熔沸點變化，思考范德華力與相對分子質量的關系
分子組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越強，物質熔、沸點越高。
鹵族元素單質熔沸點的遞變規律？
CO和N2的相對分子質量相同，但兩者熔沸點不同，原因是什么？
CO為極性分子
N2為非極性分子
5.影響范德華力的因素
①結構和組成相似的物質，相對分子質量越大，范德華力越強。
②分子的極性越大，范德華力越強。
熔點℃ 沸點℃ 溶解度 25℃ 分子離解能
kJ/mol
CO -205.05 -191.5 2.3ml 1075
N2 -210.00 -195.8 1.6ml 946
根據下表，解釋鹵素單質從F2~I2的熔點和沸點越來越高？
單質 相對分子質量 熔點/℃ 沸點/℃
F2 38 －219.6 －188.1
Cl2 71 －101 －34.6
Br2 160 －7.2 58.78
I2 254 113.5 184.4
相對分子質量從F2~I2逐漸增大，且它們均為非極性分子，因此鹵素單質分子間的范德華力從F2~I2逐漸增大。
熔化或沸騰過程中分子距離增大，分子間的范德華力被破壞。范德華力越強，破壞所需的條件就更為劇烈，所需外界提供的能量就越多。
因此微觀上分子間的范德華力越強，宏觀上物質表現為在更高的溫度下才發生熔化和沸騰，物質擁有更高的熔點、沸點。
6.范德華力對物質性質的影響
范德華力主要影響物質的熔、沸點等物理性質。范德華力越大，物質的熔、沸點越高。如熔、沸點：F2＜Cl2＜Br2＜I2；CF4＜CCl4＜CBr4＜Cl4；對二甲苯＜間二甲苯＜鄰二甲苯；N2＜CO。
注意：范德華力主要影響物質的物理性質，而化學鍵主要影響物質的化學性質。
比較H2O、H2S、H2Se、H2Te中范德華力的強弱、熔沸點的高低
按照范德華力的大小比較，水的沸點應該低于硫化氫的沸點，但事實卻相反。
說明水分子中除了范德華力之外還有另一種作用力
O-H中共用電子對強烈偏向O
H帶部分正電性
能與另一個水分子中顯負電性的
O的孤電子對產生靜電作用
二、氫鍵與物質性質
氫鍵：
當氫原子與電負性大的原子X以共價鍵結合時，氫原子與另一個電負性大的原子Y之間的靜電作用。
氫鍵是一種靜電作用，氫鍵產生具有一定的軌道重疊，所以具有方向性和飽和性。
本質：
氫鍵：
表示形式：
X—H···Y
“—”表示共價鍵，“···”表示形成的氫鍵
形成條件：
在X—H···Y中，氫原子兩邊的X原子和Y原子所屬元素通常具有較大的電負性和較小的原子半徑
電負性最大的四種元素分別是：F 4.0；O 3.5； N 3.0；Cl 3.0。
氫鍵普遍存在于已經與N、O、F等電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另外的N、O、F等電負性很大的原子之間。

F—H---F
O—H--- O
N—H--- N
氫鍵作用能(kJ/mol)
28.1
18.8
20.9
共價鍵鍵能(kJ/mol)
568
462.8
390.8
作用力：化學鍵＞氫鍵＞范德華力
鄰羥基苯甲醛和對羥基苯甲醛的熔點和沸點如下表所示，二者的熔點、沸點為何不同？請解釋原因。
分子名稱 熔點/℃ 沸點/℃
鄰羥基苯甲醛 2 196.5
對羥基苯甲醛 115 246.6
鄰羥基苯甲醛
對羥基苯甲醛
鄰羥基苯甲醛和對羥基苯甲醛的熔點和沸點如下表所示，二者的熔點、沸點為何不同？請解釋原因。
鄰羥基苯甲醛形成了分子內氫鍵；對羥基苯甲醛形成了分子間氫鍵。
鄰羥基苯甲醛形成了分子內氫鍵，在其熔化、汽化時，分子間距離的變化不會導致分子內氫鍵的破壞，故只需克服范德華力。
對羥基苯甲醛形成了分子間氫鍵，在其熔化、汽化時，分子間距離的變化需同時破壞分子間的氫鍵和克服范德華力。
二者分子量相同，極性略有差異，故范德華力基本相同。氫鍵比范德華力更強，故對羥基苯甲醛的熔點、沸點均明顯高于鄰羥基苯甲醛。
NH3在水中溶解度極大，而與N同主族的P的氫化物PH3在水中溶解度與NH3有顯著差別。
從氫鍵作用角度考慮，NH3與H2O分子間能形成氫鍵，既可以有N-H···O的氫鍵，也可以有O-H···N的氫鍵。P元素的電負性較小，不滿足形成氫鍵的條件。因此二者雖然都為極性分子，但溶解度仍有較大差別。
結論：溶質與溶劑分子間存在氫鍵能大大增加溶質的溶解度。
2.氫鍵對物質性質的影響：
①氫鍵對物質熔、沸點的影響
分子間存在氫鍵時，物質在熔化或汽化時，除需破壞范德華力外，還需破壞分子間氫鍵，消耗更多的能量，所以存在分子間氫鍵的物質一般具有較高的熔點和沸點。
②氫鍵對物質溶解度的影響
如果溶質與溶劑之間能形成氫鍵，則溶質的溶解度增大。
DNA分子有兩條鏈，鏈內原子之間以很強的共價鍵結合，鏈之間則是通過兩條鏈上的堿基以氫鍵相互作用維系在一起，許許多多的氫鍵將兩條鏈連成獨特的雙螺旋結構，這是遺傳基因復制機理的化學基礎。
DNA雙螺旋結構中的氫鍵
水分子之間存在著氫鍵，使水的沸點比硫化氫的沸點高139 ℃，導致在通常狀況下水為液態，地球上因此有了生命。冰中的水分子之間最大限度地形成氫鍵。每個水分子的兩對孤電子對和兩個氫原子沿著四個sp3雜化軌道的方向分別與相鄰水分子形成氫鍵，因此每個水分子只能與周圍四個水分子接觸。水分子之間形成的孔穴造成冰晶體的微觀空間存在空隙，反映在宏觀性質上就是冰的密度比水的密度小。正是由于冰的這一獨特結構，才使冰可以浮在水面上，從而使水中生物在寒冷的冬季得以在冰層下的水中存活。
為什么水呈現獨特的物理性質
1. DNA分子的兩條鏈之間通過氫鍵結合。DNA分子復制前首先將雙鏈解開，則DNA分子將雙鏈解開的過程可視為（ ）
A.化學變化
B.物理變化
C.既有物理變化又有化學變化
D.化學鍵破壞的過程
B
2. 下列關于氫鍵的說法正確的是（ ）
A. 由于氫鍵的作用，使NH3、H2O、HF的沸點反常，且沸點高低順序為HF > H2O > NH3
B. 氫鍵只能存在于分子間，不能存在于分子內
C. 沒有氫鍵就沒有生命
D. 相同量的水在氣態、液態和固態時均有氫鍵，且氫鍵的數目依次增多
C
3.下列物質性質的變化規律與分子間作用力無關的是( )
A.CCI4、CBr4、CCl4、CF4的熔、沸點逐漸降低
B.HF、HCl、HBr、HI的熱穩定性依次減弱
C.CO的熔、沸點比N2的高
D.CH4、CH3—CH3、CH3—CH2—CH3的沸點逐漸升高
B

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