5分子间作用力与物质的性质

涉县一中化学一轮复习导学案第八单元编写人：薛海红第五课时晶体结构与物质的性质

[课时目标]

1．了解化学键和分子间作用力的区别。

2．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质。

3．了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。4．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。

5．理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。

[知识梳理]

网络呈现：

一、晶体类型及性质

二、化学键的比较：

四、按要求填写下列内容：

晶体中最小的重复单元——晶胞，①凡处于立方体顶点的微粒，同时为个晶胞共有；②凡处于立方体棱上的微粒，同时为个晶胞共有；③凡处于立方体面上的微粒，同时为个晶胞共有；④凡处于立方体体心的微粒，同时为个晶胞共有。现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞：可推知：甲晶体中x与y的个数比是__________，乙中a与b的个数比是_______，丙晶胞中有_______个c离子，有____________个d离子。

（一）离子晶体：

1、NaCl ：晶胞结构与右图所示，一个Cl -周围以离子键同时结合 个Na +

，这些Na +

围成的几何图形是 ，配位数为 ，与一个Na +

距离最近的Na

+

有 个。在一个晶胞中含平均含有Na +、Cl -分别为 、 个，若钠离子之间的核间距为r cm ，阿伏加德罗常数为N A ，则晶体的密度为 。 2、CsCl ：晶胞结构与右图所示。一个Cs +周围以离子键同时结合 个Cl -，

配位数为 ，与一个Cs +

距离最近的Cs +

有 个。在一个晶胞中平均含Cs +

、Cl -分别为 、 个，若CsCl 晶胞的边长为r cm ，晶体的密度为dg/cm 3，则阿伏加德罗常数为 。 （二）原子晶体：

1、金刚石：晶胞结构与右图所示，一个晶胞中平均含有 个碳原子。一个C 原子周围以共价键同时结合 个C 原子，键角为 ，形成正四面体结构，并不断向周围扩展成空间网状结构。12克的碳形成 mol 的C-C 键，一个最小的碳环 含 个碳原子。

2、石墨（过渡晶体）一个C 原子周围以共价键同时结合 个C 原子，键角为 形成 结构，并不断向周围扩展成 结构。一个六边形平均含有 个碳原子，含有 个C —C 键。金刚石不导电而石墨导电的原因是 ，金刚石硬而石墨软的原因是 ，石墨的熔点高于金刚石而沸点与金刚石相同的原因是 。

3、硅晶体：与 相似，只需将其中的 原子换成 原子，键长变得稍 一些即可。

4、碳化硅晶体：与 相似，只需将其中的 原子用 原子和 原子交替更换，键长介于 和 之间即可，其熔沸点比金刚石的 ，比硅晶体的 。

5、二氧化硅的晶体结构与硅晶体相似，只是在硅晶体的硅原子之间增加一个氧原子，在1molSiO 2晶体中含有 mol 的Si —O 键，最小的环上含有 个硅原子， 个氧原子。

（三）分子晶体：

干冰晶体：晶胞如右图所示。在一个晶胞中平均含有 个CO 2分子，与一个CO 2分子距离最近且等距离的CO 2分子有 个。

（四）金属晶体：

金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体，即在立方体的8个顶点

各有—个金原子，各个面的中心有一个金原子，每个金原子被相邻的晶胞所共有(如图)。金原子的直径为d ，用NA 表示阿伏加德罗常数，M 表示金的摩尔质量。 (1)金晶体每个晶胞中含有 个金原子。

(2)欲计算一个晶胞的体积，除假定金原子是钢性小球外，还应假定 。 (3)一个晶胞的体积是多少? (4)金晶体的密度是多少?

【典型例题】

例1、有下列八种晶体：A 、金刚砂 B 、冰醋酸 C 、氯化镁 D 、白磷 E 、晶体氦 F 、硫酸铵 G 、

过氧化钠 H 、金刚石

（1）属于原子晶体的化合物是_______，直接由原子构成的晶体是_________，直接由原

子构成的分子晶体是____________。

（2）由非极性分子构成的晶体是________，含有非极性共价键的离子晶体____________，

属于分子晶体的单质是____________。

（3）受热熔化后化学键不发生破坏的是_______，需克服共价键的是________，需克服离

子键的是________。

例2、在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与键能无关的变化规律是 A.HF 、HCI 、HBr 、HI 的热稳定性依次减弱 B.NaF 、NaCl 、NaBr 、NaI 的熔点依次减低 C.F 2、C12、Br 2、I 2的熔、沸点逐渐升高 D.H 2S 的熔沸点小于H 2O 的熔、沸点 例3、下列有关晶体的叙述中，错误的是

A ．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子

B ．在NaCl 晶体中每个Na+(或C1-)周围都紧邻6个Cl- (或Na+)

C ．白磷晶体中，微粒之间通过共价键结合，键角为60°

D ．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏 例4、钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。钛酸钡晶体的结构示意图为右图，它的化学式是（ ）

A.BaTi 8O 12

B.BaTi 4O 6

C.BaTi 2O 4

D.BaTIO 3

例5、晶胞是晶体中最小的重复单元．已知铁为面心立方晶体，其结构如下图甲所示，面心立方的结构特征如下图乙所示．若铁原子的半径为m 101027.1-?，试求铁金属晶体中的晶胞长度，即下图 丙中AB 的长度为______________m ．

【巩固训练】

1、下列物质属于分子晶体的化合物是( )

A 、晶体氩

B 、食盐

C 、二氧化硅

D 、干冰

2、氮化硅（Si 3N 4）是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业上有广泛用途，它属于( ) A 、原子晶体 B 、分子晶体 C 、金属晶体 D 、离子晶体

3、下列不存在化学键的晶体是：（ ）

A 、硝酸钾

B 、干冰

C 、石墨

D 、固体氩

4、在常温常压下呈气态的化合物，降温使其固化得到的晶体属于（ ）

A 、分子晶体

B 、原子晶体

C 、离子晶体

D 、无法判断 5、关于晶体的下列说法正确的是（ ）

A 、在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子

B 、在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子

C 、原子晶体的熔点一定比金属晶体的高

D 、分子晶体的熔点一定比金属晶体的低

6、下列各组物质气化或熔化时，所克服的微粒间的作用力属同种类型的是 A.碘和干冰的升华 B.石墨和金刚石的熔化 C.氯化钠和K 2CO 3的熔化 D.CS 2和NaOH 的气化

7、下列物质的熔、沸点由高到低顺序排列正确的是（ ） A 、金刚石、晶体硅、碳化硅 B 、HI 、HBr 、HCl 、HF C 、CI 4、CBr 4、CCl 4、CF 4 D 、MgO 、H 2O 、NaCl 、O 2

8、（全国1）下列判断错误．．

的是 A ．沸点：333N H PH AsH ＞＞ B ．熔点：344Si N N aC l SiI ＞＞

C ．酸性：42434H C lO H SO H PO ＞＞ C ．碱性：()()3NaOH M g OH Al OH 2＞＞ 9、（全国1）下面关于SiO 2晶体网状结构的叙述正确的是

A ．存在四面体结构单元，O 处于中心，Si 处于4个顶角

B ．最小的环上，有3个Si 原子和3个O 原子

C ．最小的环上，Si 和O 原子数之比为1：2

D ．最小的环上，有6个Si 原子和6个O 原子 10、在12g 金刚石中,含碳碳键的物质的量是( )

A.1mol

B.2mol

C.3mol

D.4mol 11、在12g 石墨晶体中,用于形成共价键的电子为( )

A.1mol

B.2mol

C.3mol

D.4mol

12、在60gSiO 2晶体中,含有Si-O 键的物质的量为( )

A.1mol

B.2mol

C.3mol

D.4mol

13、测知NaCl 晶体中Na +与Cl -平均距离为a cm 该晶体密度为ρ,则阿伏加德罗常数可表示为

( ) A.ρ

3

4585.0a B.

3

3

885.5ρ

a C.

ρ

3

25.58a D.117a 3ρ

14、如图是氯化铯晶体的晶胞，已知晶体中2个最近的Cs +

离子核间距离为a cm ，氯化铯的式量为M ，N A 为阿氏常数，则氯化铯晶体的密度为( )

A 、—— g/cm ３

B 、—— g/cm ３

C 、—— g/cm ３

D 、—— g/cm ３

【能力提升】

15、如图，直线交点处的圆圈为NaCl 晶体中+Na 离子或-Cl 离子所处

的位置．这两种离子在空间3个互相垂直的方向上都是等距离排列的． (1)请将其中代表+Na 离子的圆圈涂黑(不必考虑体积大小)，以完成 NaCl 晶体结构示意图．

(2)晶体中，在每个+Na 离子的周围与它最接近的且距离相等的

+

Na

共有_________个．

(3)晶体中每一个重复的结构单元叫晶胞．在NaCl 晶胞中正六面体

的顶点上、面上、棱上的+Na 或Cl -为该晶胞与其相邻的晶胞所共有，一个晶胞中Cl -离子

的个数等于_____________，即(填计算式)___________；+Na 离子的个数等于___________，即(填计算式)___________． (4)设NaCl 的摩尔质量为1

-?mol

Mg ，食盐晶体的密度为3

-?cm

g ρ，阿伏加德罗常数为A N ．食

盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离为___________cm ．

16、晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单位称晶胞。氯化钠晶体结构如图所示，

已知Fe x O 晶体晶胞结构为氯化钠型，由于晶体缺陷，x 值小于1，测知Fe x O 晶体的密度为5.71g/cm 3，晶胞边长为4.28×10-10米（铁的相对原子质量为55.9，氧的相对原子质量为16）求：

（1）Fe x O 晶体中的x 值 。（精确到0.01）。 （2）晶体中的铁分别为Fe 2+、Fe 3+，在Fe 2+、Fe 3+的总数中，

Fe 2+

所占分数为 （精确到0.001）。 （3）此晶体化学式 （用含Fe 2+、Fe 3+表示）。

（4）与某个Fe 2+、（或Fe 3+）距离最近且等距离的O 2-围成的空间几何图形是 。

Cl -

8M

N A a

3 M a 3 8N A

M

N A a

3

M a 3 N A

（5）在晶体中铁元素的离子间最短距离为米。

分子间作用力教案

第一步：预习检测： 我们在前面学习了物体是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动。提问 1．什么现象可以证实分子在做无规则运动？ 2．布朗运动是谁在运动？ 分子在做无规则运动需要分子间有空隙。观看书中彩图并举一些宏观现象来说明分子间存在空隙。分子间有空隙但却形成了固体和液体这是什么原因呢？从而引入本节课内容，学生先根据下列问题看书预习。 提问 1．为什么分子间有空隙还能形成固体和液体？ 2．为什么分子不能紧挨在一起，而存在着空隙？ 3．分子间引力、斥力随分子间的距离如何变化？ 4．分子力到底是指什么力？ 第二步：引导新课： （注：预习同时书写板书） 提问学生来回答预习提纲中的问题。先分析分子间存在引力并举宏观现象来说明。例如物体难以拉伸、两铅块可以合在一起等。做演示实验。 演示 把一块洗净的玻璃板吊在弹簧秤下面，记清弹簧秤指针位置。再将玻璃板水平地接触水面，在向上拉弹簧秤会发现示数明显的变大了。（注：说明分子间存在引力）分子间存在引力又有空隙说明分子间还存在斥力，并举宏观现象来说明。例如物体难以压缩。 分子间同时存在着相互吸引的引力（注：不是万有引力）和相互排斥的斥力，它们都随分子间距离的增大而减小。分子力指的是他们的合力。

（注：书写板书） 分子力随分子间距离如何变化呢，何时为引力何时为斥力。当分子间的距离是某一值时引力和斥力相等，此时分子力表现为零，这个位置称其为平衡位置，此时分子间距离用r o来表示，其数量级为10-10m。当分子间距离小于r o时，分子间相互作用力表现为斥力。当分子间距离大于r o时，分子间相互作用力表现为引力。当分子间距离达到10r o时，分子间的引力和斥力都已经相当微弱了，分子间相互作用力便可忽略不计了。 （注：用课件来演示分子力随分子间距离的变化情况，同时对学生进行提问，讲完之后给学生时间记笔记） 用一种更为直接的方式来表现分子之间相互作用力随分子间距离的变化情况。纵坐标表示分子力，正半轴表示斥力负半轴表示引力，横轴表示分子间距离。 （注：图像用电脑打出） 第三步：当堂验收： 1.下面证明分子间存在引力和斥力的实验，哪个是错误的（） A.两块铅块压紧以后能连成一块，说明存在引力 B.一般固体液体很难压缩，说明存在相互排斥的力 C.碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间存在着斥力 D.拉断一根绳子需要一定大小的拉力，说明存在相互引力。 2.分子间相互作用力由引力和斥力两部分组成则（） A.引力和斥力同时存在 B.引力和斥力都随分子间距增大而减小 C.分子力指引力和斥力的合力 D.随分子间距离的增大，斥力减小，引力增大 3.固体和液体都很难被压缩的本质原因是（）

分子间作用力的种类和作用

分子间作用力的种类 分子间作用力按其实质来说是一种电性的吸引力，因此考察分子间作用力的起源就得研究物质分子的电性及分子结构。分子间作用力可以分为以下三种力。 （1）取向力 取向力发生在极性分子与极性分子之间。由于极性分子的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形成偶极。因此，当两个极性分子相互接近时，由于它们偶极的同极相斥，异极相吸，两个分子必将发生相对转动。这种偶极子的互相转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”。这时由于相反的极相距较近，同极相距较远，结果引力大于斥力，两个分子靠近，当接近到一定距离之后，斥力与引力达到相对平衡。这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力，叫做取向力。 （2）诱导力 在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间都存在诱导力。 在极性分子和非极性分子之间，由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响，使非极性分子电子云变形（即电子云被吸向极性分子偶极的正电的一极），结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移，本来非极性分子中的正、负电荷重心是重合的，相对位移后就不再重合，使非极性分子产生了偶极。这种电荷重心的相对位移叫做“变形”，因变形而产生的偶极，叫做诱导偶极，以区别于极性分子中原有的固有偶极。诱导偶权和固有偶极就相互吸引，这种由于诱导偶极而产生的作用力，叫做诱导力。 同样，在极性分子和极性分子之间，除了取向力外，由于极性分子的相互影响，每个分子也会发生变形，产生诱导偶极。其结果使分子的偶极矩增大，既具有取向力又具有诱导力。在阳离子和阴离子之间也会出现诱导力。 （3）色散力 非极性分子之间也有相互作用。粗略来看，非极性分子不具有偶极，它们之间似乎不会产生引力，然而事实上却非如此。例如，某些由非极性分子组成的物质，如苯在室温下是液体，碘、萘是固体；又如在低温下，222H O N 、、和稀有气体等都能凝结为液体甚至固体。这些都说明非极性分子之间也存在着分子间的引力。当非极性分子相互接近时，由于每个分子的电子不断运动和原子核的不断振动，经常发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移，也即正、负电荷重心发生了瞬时的不重合，从而产生瞬时偶极。而这种瞬时偶极又会诱导邻近分子也产生和它相吸引的瞬时偶极。虽然，瞬时偶极存在时间极短，但上述情况在不断重复着，使得分子间始终存在着引力，这种力可从量子力学理论计算出来，而其计算公式与光色散公式相似，因此，把这种力叫做色散力。 总结以上所述，分子间作用力的来源是取向力、诱导力和色散力。一般说来，极性分子与极性分子之间，取向力、诱导力、色激力都存在；极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和色散力；非极性分子与非极性分子之间，则只存在色散力。这三种类型的力的比例大小，决定于相互作用分子的极性和变形性。极性越大，取向力的作用越重要；变形性越大，色散力就越重要；诱导力则与这两种因素都有关。但对大多数分子来说，色散力是主要的。分子间作用力的大小可从作用能反映出来。表1—1列出了某些分子的三种分子间的作用能的大小。 表 一些分子的分子间作用能的分配

分子间的作用力(精)

分子间的作用力 上面已经讨论了三种基本类型的化学键，它们都是分子内部原子间较强的结合力，是决定分子化学性质的主要因素。在分子与分子之间还存在着较弱的作用力，它是决定物质的沸点、熔点、溶解度等物理性质的重要因素。为了更好地说明分子间作用力，先谈一下分子极化的问题。 一、分子极化 任何分子都有正、负电重心，任何分子又都有变形的性能。因而在外电场的作用下，分子的电荷重心可发生相对的位移，即分子发生变形，这个过程就叫分子的极化（被极化）。例如非极性分子，正、负电重心是重合的，但在外电场作用下，正负电重心可被拉开，发生变形并产生偶极（图3－59），这叫诱导偶极（外电场除去，偶极也消除）。 对于极性分子，其本身具有偶极这叫固有偶极，在没有外电场作用时极性分子的固有偶极由于热运动，而杂乱排列。但在外电场作用下杂乱无章的极性分子可按电场方向定向排列起来，同时由于电场的作用而使偶极加大（固有偶极加诱导偶极）产生一定的变形（图3－60）。 由上可看出，无论非极性分子还是极性分子在外电场作用下都可发生极化作用。 二、分子间力的形成 如果将外电场换成极性分子自身所产生的电场，这就与上述情况相似，彼此有相互作用，也就产生了分子间力，下面就分别来分析这方面的情况。 1.取向力 当极性分子和极性分子相互接近时，它们的固有偶极的同极相斥而异极相吸，就使得极性分子按一定方向排列（图3－61），因而产生了分子间的作用力，这种力叫取向力。显然，极性分子的偶极矩越大，取向力越大。这种力只存在于极性分子与极性分子之间。

2.诱导力 当极性分子和非极性分子相接近时，非极性分子在极性分子的固有偶极的作用下，发生极化，而产生诱导偶极，然后诱导偶极与极性分子固有偶极相互吸引（图3——62）。这种由于诱导偶极而产生的作用力，称为诱导力。这种力产生于极性分子与非极性分子之间，当然极性分子与极性分子之间也互相诱导，因而也有这种力。 3.色散力 非极性分子与非极性分子之间有无作用力？实验指出，N2、O2、H2……等气体，只要充分降温，都可以转变成液态和固态。这就说明这些分子间也是存在着吸引力。那么这种力是如何产生的呢？' 从统计观点看，非极性分子没有极性，但组成分子的正、负微粒总是在不断地运动着，在某一瞬间，对多个分子而言总可能有分子出现正、负电荷重心不重合，而成为偶极子，这种偶极叫瞬时偶极。对大量分子，这种瞬时偶极的存在就成为经常性的，这种靠瞬时偶极产生的作用力叫色散力。不难理解，只要分子可变形，不论其原先是否有偶极、分子间都会产生瞬时偶极。因此，色散力是普遍存在的，而且分子个越大，越易变形，也即分子量越大，色散力就越大。此外，由于瞬时偶极的方向处在瞬息万变之中，故色散力的方向是多变的（没有方向性）。 以上这三种力总称为分子间力，也叫范德华力或范氏力（取名Van-derWaals）。 [思考题]“极性分子之间的作用力称为取向力，色散力仅存在于非极性分子之间”这些说法正确吗？ 三、分子间力的特点 1.不同情况下分子间力的组成不同 极性分子与极性分子间的作用力是由取向力、诱导力和色散力三部分组成；极性分子与

九年级物理《分子间的作用力》知识点归纳

九年级物理《分子间的作用力》知识点 归纳 内燃机、冲程及工作循环 ．内燃机：燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机，内燃机分为汽油机和柴油机。它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧，从而使燃烧更充分，热损失更小，热效率较高，内能利用率较大。 2．冲程：活塞在汽缸内住复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 3．工作原理：四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。四个冲程为一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。 （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸； （2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩； （3）做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功； （4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上

运动，把废气排出气缸。（如下四个冲程的示意图）。 汽油机的工作过程 进气阀开关 排气阀开关 活塞运动 曲轴运动 冲程作用 能量的转化 吸气冲程 开 关 向下 半周 吸入汽油和空气的混合物 —— 压缩冲程 关 关 向上 半周 燃料混合物被压缩，温度升高，压强增大 机械能→内能

做功冲程 关 关 向下 半周 燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴对外做功 内能→机械能 排气冲程 关 开 向上 半周 排除废气 —— 说明 一个工作循环中，有两次内能与机械能的转化：压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能柴油机和汽油机的区别： 汽油机 柴油机 构造不同

分子结构和分子间作用力知识梳理

第三章分子结构和分子间作用力 一、离子键 离子键:电负性相差比较大的元素之间发生电子的转移,形成阴、阳离子，通过静电作用形成的化学键 说明：1. 作用力的实质是静电引力 2. 离子键无方向性, 无饱和性 3. 正负离子周围相临的异号电离子数目主要取决于正负离子的相对大小, 与电荷数无直接关系.只要周围空间许可,就会尽可能多的吸附异号离子. 二、晶格能及其求算 图中787.3 个物质状态的变化， -得失电子-晶格能结合 晶体半径大，电荷小的晶格能小 三、共价键 键角 键长：越短键能越大 键能 共价键的极性：非极性：氢气，氧气，氟气等，两个原子核电荷重心重合 极性：—————————————————重心偏向一方 【分子构型和价层电子对互斥理论】 AB n型分子计算公式 A原子价层电子对数=1/2 { A 价电子总数+ B 提供的共用电子数+ 阴离子带电荷数（或：-阳离子带电荷数）} 说明：（1）当卤素作为中心原子时，提供7个价层电子，氧族元素提供6个

(2) B提供的共用电子数: H:1e VIIA:1e O:0e (3) 若剩余1个电子，亦当作1对电子处理 【理想分子构型表格】 四，价键理论 共价键的本质是电性的 【杂化轨道理论】 （1）激发 处于基态的原子不参与化学结合，原子都是以某种激发态参与化学结合的。成键时，成键原子之间的相互影响，使原子受到激发。 （2）杂化 处于激发态的几个能量相近的不同类型的原子轨道可通过线性组合(杂化

hybridization ），形成一组相同的杂化轨道(hybrid orbital)。 杂化轨道的数目等于参予杂化的原子轨道的数目。杂化后成键数增加，释放出更多能量，补偿了电子激发消耗的能量。 （3）成键 杂化轨道具有一定的形状(不对称)和方向，杂化轨道比原来的原子轨道的成键能力强，而且采取最大角度的空间分布，使成键电子对之间距离最远，斥力最小, 决定分子的空间构型。 【杂化类型判断方法】 先判断分子构型，直线型为ＳＰ，平面型为ＳＰ２，空间型为ＳＰ３ 一些实例：SP 杂化: BeCl 2 C 2H 2 SP 2杂化: BF 3 C 2H 4O3 SP 3杂化: CH 4, NH 3, H 2O 【等性与不等性杂化】 通常有已成对电子的原子轨道参加杂化的是不等性杂化，例如二氧化氮９不等性ＳＰ２杂化） 【分子轨道理论】 对称性原则: 两个原子轨道的角度分布图中波瓣的正、负号对于键轴（设为x 轴）或对于含键轴的某一平面的对称性决定。 能量近似原则: 在对称性匹配的原子轨道中，只有能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道，而且能量愈相近愈好. 电子在分子轨道中的排布 ★ Pauli 不相容原理 ★ 能量最低原理---分子轨道的能级顺序 ★ Hund 规则 键级 键级可以是整数，也可以是分数。 键级愈高，键愈稳定；键级为零，表明原子 成键分子轨道上的电子总数-反键分子轨道上的电子总数 键级2

分子间作用力

分子间作用力 【问题导读】 1．分子间作用力有什么特点？有哪些分子间作用力？ 2．影响范德华力大小的因素有哪些？ 3．哪些物质中存在氢键？氢键如何影响物质的熔、沸点和溶解度？ 【思考1】冰熔化后为液态水，升温后变水蒸气，水蒸气升温至2000℃左右发生分解，生成H2和O2，水的这些变化说明了什么？ 一、分子间作用力 1．定义：存在于之间，把聚集在一起的作用力。 2．实质：是一种作用，它比化学键。 3．分类：和是最常见的两种分子间作用力。 4．分之间作用力主要影响物质性质：、、等二、范德华力 1．范德华力是一种普遍存在于、和中分子之的作用力。与化学键不同，范德华力较，且一般饱和性和方向性。 【交流与讨论】1．卤素单质的熔、沸点有怎样的变化规律？ 2．阅读表1，导致这些物质熔、沸点变化的原因是什么？有着怎样的联系？ 2．范德华力强弱比较：当分子的组成和结构相似时 ．．．．．．．．．．．．，越大，越大，物质的熔沸点越；若溶质分子能与溶剂分子形成较强的范德华力，则溶质在该溶剂中的溶解度越。 【思考2】烷烃熔沸点变化规律如？。 O2和N2在水中溶解度大小如何？。 【练习1】试比较下列物质沸点的高低：CO2与CS2： CH4、GeH4、SiH4：。 H2O与H2S：

三、氢键（不是键） 1．氢键的表示：。 2．形成条件：X－H…Y中的X和Y原子元素电负性要，半径要，且存在孤电子对，如等，即要含有的物质分子间易产生氢键。【思考3】氨水中除了水分子外，主要含有（分子式）。在该分子中可能存在哪 些氢键？，根据氨水的性质可推知 NH3·H2O的结构式为。 在整个氨水体系中还可能有那些氢键？。 3．氢键对物质性质的影响 （1）熔沸点：分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点。 （2）溶解度：溶质与溶剂分子间若形成氢键，则会溶质在该溶剂中的溶解度。【思考4】（1）氨气为什么易液化？氨为什么极易溶于水？ （2）分子式同为C2H6O的二甲醚和乙醇，为什么二甲醚常温下为气体，而乙醇为液体？ （3）为什么乙醇与水可以任意比互溶，而分子量相近的C3H8的丙烷不溶于水？【巩固练习】 1、下列物质性质的变化规律与分子间作用力有关 的是（） A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅 C．氯化氢气体溶于水后可以导电 D．F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高 2、（1）在固体冰中，每个H2O分子与周围 个H2O分子形成氢键，1 mol 冰中含有的 氢键数目为。 （2）在固体HF中，每个HF分子与周围 个HF分子形成氢键，1 mol HF（固态）中 含有的氢键数目为。 3、固体乙醇晶体中不存在的作用力是。 A．离子键B．极性键C．非极性键D．范德华力E．氢键F．σ键G．π键

分子间的相互作用力单元电子教材(精)

《塑料成型加工基础》单元教学内容 任务1: 分子间的作用力 一、高分子的聚集态结构 高分子的聚集态结构是指高分子链之间的排列或堆砌结构，也称为超分子结构或者亚微形态结构。 高聚物的聚集态结构与材料的加工过程密切相关，实际应用中的高聚物材料或制品，其使用性能直接取决于聚集态结构。 二、聚合物分子间的作用力 聚合物分子间的相互作用力包括主价力和次价力。 主价力是指处于平衡状态分子中的键合原子间的化学键（包括共价键、配位键、离子键等），是构成聚合物的作用力，化学键断裂，则主价力消失。 次价力是指非键合原子间、基团之间和分子之间的相互作用力，次价力决定聚合物的聚集态，当次价力消失时，聚合物解离成单个分子。次价力包括范德华力（取向力、诱导力和色散力）和氢键。 1、取向力 取向力发生在极性分子与极性分子之间。由于极性分子的电荷分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形成永久偶极。因此，当两个极性分子相互接近时，由于它们偶极的同极相斥，异极相吸，两个分子必将发生相对转动。这种偶极子的互相转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”。 由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力，叫做取向力，即取向力是极性分子永久偶极之间的静电引力，如图所示。 极性分子的极性可以用偶极矩μ表示，如图所示，偶极矩定义为极性分子带有的电荷q 与正负电荷之间距离r 的乘积，即r q ?=μ。 分子间偶极作用示意图 分子的偶极矩 理论计算表明，取向力的相互作用能为 KT R E K 6222132μμ?-= 式中，μ1、μ2——两种极性分子的偶极矩； R ——分子间距离；

K ——玻尔兹曼常数； T ——绝对温度。 取向力的作用能量一般在13~21kJ/mol 。分子的极性越大、温度越低、分子间的距离越小，取向力越大。 极性高聚物如聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇等的分子间作用力主要是取向力。 2、诱导力 在极性分子和非极性分子之间，由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响，使非极性分子电子云变形（即电子云被吸向极性分子偶极的正电极），结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移，本来非极性分子中的正、负电荷重心是重合的，相对位移后就不再重合，使非极性分子产生了偶极。这种电荷重心的相对位移叫做“变形”，因变形而产生的偶极，叫做诱导偶极。 极性分子的永久偶极与它在其它分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力称为诱导力。 在极性分子和极性分子之间，除了取向力外，由于极性分子的相互影响，每个分子也会发生变形，产生诱导偶极。其结果使分子的偶极矩增大，既具有取向力又具有诱导力。在阳离子和阴离子之间也会出现诱导力。 对于偶极矩分别为μ1和μ2、分子极化率分别为α1和α2的两种分子，如果分子间距离为R ，则诱导偶极的相互作用能为 6 212221D R ）（—μαμα+=E 诱导力的作用能一般在6.3~12.6kJ/mol 。 3、色散力 当非极性分子相互接近时，由于每个分子的电子不断运动和原子核的不断振动，经常发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移，也即正、负电荷重心发生了瞬时的不重合，从而产生瞬时偶极。而这种瞬时偶极又会诱导邻近分子也产生和它相吸引的瞬时偶极。虽然，瞬时偶极存在时间极短，但在不断重复着，使得分子间始终存在着引力，这种力可从量子力学理论计算出来，而其计算公式与光色散公式相似，因此，把这种力叫做色散力。 即色散力是分子瞬时偶极之间的相互作用力。 色散力的作用能与分子的电离能I ，分子极化率α和分子间距离R 有关，即 ?? ? ?????? ??+=621212123R I I I I E L αα— 色散力具有普遍性、加和性，与温度无关。 色散力存在于所有极性和非极性分子中，是范德华中最普遍、最主要的一种。一般小分子的色散力较弱，大小只有0.8～8.4kJ/mol 。但由于色散力具有加和性，随着分子量的增加而增加，因此，在一般非极性高分子中，色散力可占分子间力总值的80％～100％。聚乙烯、聚丙烯，聚苯乙烯等非极性高聚物中的分子间力主要是色散力。 以上三种力统称为范德华力，是永久存在于一切分子之间的一种吸引力。这种力没有方

分子间作用力

双基练习——————————————————— 1．下列有关共价化合物的说法：①具有较低的熔沸点，②不是电解质，③都是由分子构成的，④液态时不导电，其中一定正确的是() A．①③B．②④ C．①②③④D．④ 解析：SiO2有较高的熔点，由原子构成，①③不正确；HCl是电解质，②不一定正确；共价化合物在液态时不能电离出自由移动的离子，不导电。 答案：D 2．关于氢键，下列说法正确的是() A．氢键比分子间作用力强，所以它属于化学键 B．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高 C．由于氨与水分子之间可形成分子间氢键，使氨在水中溶解度增大 D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致 答案：BC 3．下列物质的变化过程中，需克服分子间作用力的是() A．碘的升华B．生石灰的熔化 C．氯化钠的变化D．酒精的蒸发 解析：生石灰(CaO)、氯化钠(NaCl)是离子化合物，熔化时克服离子键。 答案：AD 4．下列过程中，共价键被破坏的是() A．碘升华B．溴蒸气被木炭吸附 C．蔗糖溶于水D．SO2气体溶于水 解析：A、B、C三项克服的是分子间作用力。 答案：D 5．从微粒之间的作用力角度解释下列实验事实：使水汽化只需要在常温常压下加热到100℃，而要使水分解成氢气和氧气，要加热至1 000℃以上的高温。 答案：使水汽化只需要克服分子间作用力，使水分解需要克服共价键，共价键键能比分子间作用力大得多。 6．指出构成下列物质的微粒、微粒内可能存在的作用力以及微粒间可能存在的作用力。 (1)水：__________________________________； (2)氢氧化钾：________________________________； (3)氩气：____________________________________。 答案：(1)由水分子构成，分子间存在分子间作用力，分子内存在共价键 (2)由K＋和OH－构成，K＋和OH－间存在离子键；OH－内存在共价键 (3)由氩原子构成，分子间存在分子间作用力 能力提升——————————————————— 7．下列各项顺序中正确且可以用分子间作用力大小解释的是()