分子间力氢键.pptx
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1、第第3章章 化学键与分子结构化学键与分子结构1.1.掌握化学键的极性与分子极性的关系,会根据偶极矩或掌握化学键的极性与分子极性的关系,会根据偶极矩或掌握化学键的极性与分子极性的关系,会根据偶极矩或掌握化学键的极性与分子极性的关系,会根据偶极矩或分子的空间构型来判断分子的极性。分子的空间构型来判断分子的极性。分子的空间构型来判断分子的极性。分子的空间构型来判断分子的极性。2.2.了解分子间力产生的原因和特点,掌握分子间力对化合了解分子间力产生的原因和特点,掌握分子间力对化合了解分子间力产生的原因和特点,掌握分子间力对化合了解分子间力产生的原因和特点,掌握分子间力对化合物性质的影响。物性质的影响。
2、物性质的影响。物性质的影响。3.3.掌握离子极化的概念及其对化合物的键型、熔沸点、溶掌握离子极化的概念及其对化合物的键型、熔沸点、溶掌握离子极化的概念及其对化合物的键型、熔沸点、溶掌握离子极化的概念及其对化合物的键型、熔沸点、溶解度、颜色等化学性质的影响。解度、颜色等化学性质的影响。解度、颜色等化学性质的影响。解度、颜色等化学性质的影响。4.4.理解氢键形成的条件和特点,掌握氢键对化合物性质的理解氢键形成的条件和特点,掌握氢键对化合物性质的理解氢键形成的条件和特点,掌握氢键对化合物性质的理解氢键形成的条件和特点,掌握氢键对化合物性质的影响。影响。影响。影响。5.5.了解物质固体状态五大类型的结
3、构特点与性质的关系。了解物质固体状态五大类型的结构特点与性质的关系。了解物质固体状态五大类型的结构特点与性质的关系。了解物质固体状态五大类型的结构特点与性质的关系。教学要求:教学要求:第1页/共60页第第3章章 化学键与分子结构化学键与分子结构四、分子间作用力和氢键四、分子间作用力和氢键 1.分子的极性分子的极性 2.分子间作用力分子间作用力 3.离子的极化作用离子的极化作用 4.氢键氢键 5.凝聚态物质的结构与性质凝聚态物质的结构与性质 教学内容:教学内容:第2页/共60页1.分子的极性分子的极性非极性共价键非极性共价键 非极性分子非极性分子 极性共价键极性共价键 极性分子极性分子 双原子分
4、子双原子分子 第3页/共60页1.分子的极性分子的极性多原子分子多原子分子 空间构型对称空间构型对称 空间构型不对称空间构型不对称 相同原子,非极性共价键相同原子,非极性共价键相同原子,非极性共价键相同原子,非极性共价键极性分子极性分子极性分子极性分子非极性分子非极性分子非极性分子非极性分子第4页/共60页1.分子的极性分子的极性不同原子,极性共价键不同原子,极性共价键不同原子,极性共价键不同原子,极性共价键极性分子极性分子极性分子极性分子非极性分子非极性分子非极性分子非极性分子多原子分子多原子分子 空间构型对称空间构型对称 空间构型不对称空间构型不对称 第5页/共60页1.分子的极性分子的极
5、性OOC极性分子极性分子极性分子极性分子非极性分子非极性分子非极性分子非极性分子不同原子,极性共价键不同原子,极性共价键不同原子,极性共价键不同原子,极性共价键多原子分子多原子分子 空间构型对称空间构型对称 空间构型不对称空间构型不对称 3 34 4 3 34 4第6页/共60页1.分子的极性分子的极性d:偶极长,极性分子中,正电荷重心与负电荷重心偶极长,极性分子中,正电荷重心与负电荷重心偶极长,极性分子中,正电荷重心与负电荷重心偶极长,极性分子中,正电荷重心与负电荷重心 之间的距离为偶极长;之间的距离为偶极长;之间的距离为偶极长;之间的距离为偶极长;q:偶极上一端的电荷。偶极上一端的电荷。偶
6、极上一端的电荷。偶极上一端的电荷。分子极性的强弱用分子的偶极矩分子极性的强弱用分子的偶极矩 来衡量,来衡量,非非极性分子的极性分子的 等于等于0,越大,分子极性越强。越大,分子极性越强。偶极矩偶极矩 =q d矢量矢量单位德拜单位德拜单位德拜单位德拜,用用用用D D表示。表示。表示。表示。既有数量又有方向性,其方既有数量又有方向性,其方既有数量又有方向性,其方既有数量又有方向性,其方向从正电荷重心指向负电荷向从正电荷重心指向负电荷向从正电荷重心指向负电荷向从正电荷重心指向负电荷重心。重心。重心。重心。第7页/共60页1.分子的极性分子的极性偶极矩偶极矩 分子分子分子分子 /D D分子分子分子分子
7、 /D DHH2 20 0HH2 2OO1.851.85N N2 20 0HClHCl1.031.03OO3 30.540.54HBrHBr0.790.79BClBCl3 30 0HIHI0.380.38COCO2 20 0NHNH3 31.471.47CSCS2 20 0COCO0.120.12HH2 2S S1.11.1HCNHCN2.12.1SOSO2 21.61.6一些分子的偶极矩一些分子的偶极矩一些分子的偶极矩一些分子的偶极矩 1D=3.336101D=3.33610 30 30 CmCm第8页/共60页2.分子间作用力分子间作用力分子偶极矩越大,取向分子偶极矩越大,取向分子偶极矩越
8、大,取向分子偶极矩越大,取向力力力力 (定向力定向力定向力定向力)越大。越大。越大。越大。极性分子偶极矩越大,极性分子偶极矩越大,极性分子偶极矩越大,极性分子偶极矩越大,诱导力越大。诱导力越大。诱导力越大。诱导力越大。第9页/共60页2.分子间作用力分子间作用力分子的体积越大,其变形性越大,分子的体积越大,其变形性越大,分子的体积越大,其变形性越大,分子的体积越大,其变形性越大,则色散力越大。则色散力越大。则色散力越大。则色散力越大。第10页/共60页2.分子间作用力分子间作用力分子的极性分子的极性分子间作用分子间作用力的种类力的种类产生的原因产生的原因非极性分子非极性分子之间之间色散力色散力
9、瞬时偶极瞬时偶极非非极极性性分分子子与与极性分子之间极性分子之间色散力色散力诱导力诱导力 瞬时偶极瞬时偶极诱导偶极诱导偶极极性分子极性分子之间之间色散力色散力诱导力诱导力取向力取向力瞬时偶极瞬时偶极诱导偶极诱导偶极永久偶极永久偶极分子间作用力及产生的原因分子间作用力及产生的原因 第11页/共60页2.分子间作用力分子间作用力分子分子分子分子取向力取向力取向力取向力诱导力诱导力诱导力诱导力色散力色散力色散力色散力总分子间作用力总分子间作用力总分子间作用力总分子间作用力HCl3.3053.30515.6415.641.0041.0044.754.7516.82016.82079.6179.6121
10、.12921.129NH313.30513.30544.6644.661.5481.5485.205.2014.93714.93750.1450.1429.79029.790H2O36.25936.25976.8576.851.9251.9254.084.088.9968.99619.0719.0747.18047.180分子间作用力的分配(分子间作用力的分配(分子间作用力的分配(分子间作用力的分配(kJkJ molmol-1-1)第12页/共60页2.分子间作用力分子间作用力分子间作用力是决定物质熔点、沸点、溶解分子间作用力是决定物质熔点、沸点、溶解度等物理化学性质的一个重要因素度等物理化学
11、性质的一个重要因素。范德华力特点:范德华力特点:范德华力特点:范德华力特点:(1 1)存在于分子或离子间的一种作用力;存在于分子或离子间的一种作用力;存在于分子或离子间的一种作用力;存在于分子或离子间的一种作用力;(2 2)吸引力,其作用能相当小,范围只有几个皮米;吸引力,其作用能相当小,范围只有几个皮米;吸引力,其作用能相当小,范围只有几个皮米;吸引力,其作用能相当小,范围只有几个皮米;(3 3)一般没有方向性和饱和性;一般没有方向性和饱和性;一般没有方向性和饱和性;一般没有方向性和饱和性;(4 4)色散力存在于任何分子之间,是主要的分子间作用力。色散力存在于任何分子之间,是主要的分子间作用
12、力。色散力存在于任何分子之间,是主要的分子间作用力。色散力存在于任何分子之间,是主要的分子间作用力。第13页/共60页3.离子的极化作用离子的极化作用(1 1)离子的极化离子的极化离子的极化离子的极化 (2 2)离子的变形性离子的变形性离子的变形性离子的变形性 (3 3)离子的相互极化作用离子的相互极化作用离子的相互极化作用离子的相互极化作用 (4 4)离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响 第14页/共60页(1 1)离子的极化离子的极化离子的极化离子的极化正离子正离子正离子正离子带正电荷,半径较小,对相邻负离子起诱带正电荷,
13、半径较小,对相邻负离子起诱带正电荷,半径较小,对相邻负离子起诱带正电荷,半径较小,对相邻负离子起诱导作用,使负离子产生导作用,使负离子产生导作用,使负离子产生导作用,使负离子产生诱导偶极诱导偶极诱导偶极诱导偶极,这种现象称为,这种现象称为,这种现象称为,这种现象称为离子的极化。离子的极化。离子的极化。离子的极化。离子的极化主要指正离子离子的极化主要指正离子离子的极化主要指正离子离子的极化主要指正离子。第15页/共60页(1 1)离子的极化离子的极化离子的极化离子的极化离子极化作用的强弱取决于:离子极化作用的强弱取决于:电荷高的正离子极化力大:电荷高的正离子极化力大:电荷高的正离子极化力大:电荷
14、高的正离子极化力大:Si4+Al3+Mg2+Na+半径小的极化力大:半径小的极化力大:半径小的极化力大:半径小的极化力大:Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+离子的电子层构型:离子的电子层构型:离子的电子层构型:离子的电子层构型:18或或或或18+29178 Hg2+或或或或Pb2+Mn2+Ba2+第16页/共60页(2 2)离子的变形性离子的变形性离子的变形性离子的变形性负离子负离子负离子负离子半径较大,电子较多,在被正离子诱导的半径较大,电子较多,在被正离子诱导的半径较大,电子较多,在被正离子诱导的半径较大,电子较多,在被正离子诱导的过程中产生过程中产生过程中产生过程中产生诱导偶极诱导偶极诱导
15、偶极诱导偶极,而发生自身电子云变形的,而发生自身电子云变形的,而发生自身电子云变形的,而发生自身电子云变形的性质,称为离子的变形性。性质,称为离子的变形性。性质,称为离子的变形性。性质,称为离子的变形性。离子的变形性主要指离子的变形性主要指离子的变形性主要指离子的变形性主要指负离子负离子负离子负离子。第17页/共60页(2 2)离子的变形性离子的变形性离子的变形性离子的变形性简单简单简单简单负负负负离子半径大,变形性大,复杂负离子的变形性离子半径大,变形性大,复杂负离子的变形性离子半径大,变形性大,复杂负离子的变形性离子半径大,变形性大,复杂负离子的变形性 较小。较小。较小。较小。离子离子离子
16、离子变形性的大小主要取决于:变形性的大小主要取决于:变形性的大小主要取决于:变形性的大小主要取决于:I I BrBr ClCl CNCN OHOH NONO3 3 F F ClOClO4 4 负离子电荷越高,变形性越大,正离子电荷越高,变形性越小(极化作用越大)。负离子电荷越高,变形性越大,正离子电荷越高,变形性越小(极化作用越大)。负离子电荷越高,变形性越大,正离子电荷越高,变形性越小(极化作用越大)。负离子电荷越高,变形性越大,正离子电荷越高,变形性越小(极化作用越大)。同族负离子,电子层数越多,离子半径越大,变形性越大。同族负离子,电子层数越多,离子半径越大,变形性越大。同族负离子,电子
17、层数越多,离子半径越大,变形性越大。同族负离子,电子层数越多,离子半径越大,变形性越大。NaNa+MgMg2+2+AlAl3+3+SiSi4+4+I I BrBr ClCl F F N N3 3 OO2 2 F F 第18页/共60页(2 2)离子的变形性离子的变形性离子的变形性离子的变形性 1818电电电电子子子子构构构构型型型型和和和和917917电电电电子子子子构构构构型型型型的的的的离离离离子子子子,其其其其变变变变形形形形性性性性比比比比半半半半径径径径相相相相近近近近、电电电电荷荷荷荷相相相相同同同同的的的的8 8电电电电子构型离子大得多。子构型离子大得多。子构型离子大得多。子构型
18、离子大得多。最容易变形最容易变形最容易变形最容易变形的是体积大的简单负离子,的是体积大的简单负离子,的是体积大的简单负离子,的是体积大的简单负离子,1818或或或或18+218+2、917917电子构型的少电荷正离子的变形性也比较大;电子构型的少电荷正离子的变形性也比较大;电子构型的少电荷正离子的变形性也比较大;电子构型的少电荷正离子的变形性也比较大;最不容易变形最不容易变形最不容易变形最不容易变形的是半径小、电荷高、外层电子少的的是半径小、电荷高、外层电子少的的是半径小、电荷高、外层电子少的的是半径小、电荷高、外层电子少的正离子。正离子。正离子。正离子。AgAg+K K+;HgHg2+2+C
19、aCa2+2+离子离子离子离子变形性的大小主要取决于:变形性的大小主要取决于:变形性的大小主要取决于:变形性的大小主要取决于:第19页/共60页(3 3)离子的相互极化作用离子的相互极化作用离子的相互极化作用离子的相互极化作用 离子间的相互作用,一般是正离子对负离子的离子间的相互作用,一般是正离子对负离子的离子间的相互作用,一般是正离子对负离子的离子间的相互作用,一般是正离子对负离子的极化作用,但当正离子也容易变形时,往往会引起极化作用,但当正离子也容易变形时,往往会引起极化作用,但当正离子也容易变形时,往往会引起极化作用,但当正离子也容易变形时,往往会引起两种离子之间相互的附加极化效应,称为
20、相互极化两种离子之间相互的附加极化效应,称为相互极化两种离子之间相互的附加极化效应,称为相互极化两种离子之间相互的附加极化效应,称为相互极化作用。作用。作用。作用。第20页/共60页(4 4)离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响 对化学键键型的影响对化学键键型的影响对化学键键型的影响对化学键键型的影响 相相相相互互互互极极极极化化化化的的的的结结结结果果果果,使使使使正正正正、负负负负离离离离子子子子的的的的电电电电子子子子云云云云发发发发生生生生变变变变形形形形,导导导导致致致致原原原原子子子子轨轨轨轨道道道道部部部部分分分
21、分重叠,化学键表现出由离子键向共价键过渡。重叠,化学键表现出由离子键向共价键过渡。重叠,化学键表现出由离子键向共价键过渡。重叠,化学键表现出由离子键向共价键过渡。第21页/共60页(4 4)离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响 随随随随着着着着ClCl BrBr I I 离离离离子子子子半半半半径径径径的的的的增增增增大大大大,AgAg+离离离离子子子子和和和和卤卤卤卤离离离离子子子子相相相相互互互互极极极极化化化化作作作作用用用用增增增增大大大大,键键键键的的的的共共共共价价价价程程程程度度度度增增增增强强强强,溶溶溶溶解解
22、解解度度度度依次降低。依次降低。依次降低。依次降低。化合物化合物AgAgF F AgAgClClAgAgBrBrAgAgI I溶解度溶解度溶解度溶解度/(molL(molL-1 1)1.41.41010-1-1 2.02.01010-4-4 2.92.91010-5-5 2.72.71010-7-7 对化合物溶解度的影响对化合物溶解度的影响对化合物溶解度的影响对化合物溶解度的影响 第22页/共60页(4 4)离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响 相互极化作用越强,共价程度也越强,其化合物的颜色越深。相互极化作用越强,共价程度也
23、越强,其化合物的颜色越深。相互极化作用越强,共价程度也越强,其化合物的颜色越深。相互极化作用越强,共价程度也越强,其化合物的颜色越深。化合物化合物AgF AgF AgClAgClAgBrAgBrAgIAgI颜色颜色无无无无白白白白淡黄淡黄淡黄淡黄亮黄亮黄亮黄亮黄化合物化合物CuClCuCl2 2CuBrCuBr2 2CuICuI2 2 不存在不存在不存在不存在颜色颜色浅绿色浅绿色浅绿色浅绿色深棕色深棕色深棕色深棕色强烈极化,发强烈极化,发强烈极化,发强烈极化,发生氧化还原生氧化还原生氧化还原生氧化还原 对化合物颜色的影响对化合物颜色的影响对化合物颜色的影响对化合物颜色的影响 第23页/共60页
24、(4 4)离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响离子极化对化合物性质的影响 离离离离子子子子极极极极化化化化作作作作用用用用是是是是离离离离子子子子键键键键理理理理论论论论的的的的补补补补充充充充,在在在在基基基基础础础础化化化化学学学学多多多多方方方方面面面面都都都都有有有有应应应应用用用用,但但但但因因因因对对对对离离离离子子子子的的的的极极极极化化化化和和和和变变变变形形形形能能能能力力力力没没没没有有有有明明明明确确确确的的的的标标标标度度度度,应应应应用用用用时时时时会会会会有有有有许许许许多多多多例例例例外外外外和和和和矛盾的地方,仅适用于对
25、同系列化合物做定性的比较。矛盾的地方,仅适用于对同系列化合物做定性的比较。矛盾的地方,仅适用于对同系列化合物做定性的比较。矛盾的地方,仅适用于对同系列化合物做定性的比较。极极极极化化化化力力力力AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+,使使使使离离离离子子子子键键键键向向向向共共共共价价价价键键键键过过过过渡渡渡渡,共共共共价价价价程程程程度度度度增增增增强强强强,导导导导致致致致晶格能降低,化合物的熔沸点降低。晶格能降低,化合物的熔沸点降低。晶格能降低,化合物的熔沸点降低。晶格能降低,化合物的熔沸点降低。化合物化合物NaCl MgCl2AlCl3熔点熔点/()801714192 对化合物熔
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