固有结构.pptx
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1、范德华力特征:范德华力特征:a.永远存在于分子或原子间永远存在于分子或原子间b.短程作用短程作用(几个几个pm),c.非常弱的相互作用非常弱的相互作用 一般一般 2 20 kJmol-1d.无方向性和饱和性无方向性和饱和性2.分子间作用力分子间作用力(范德华力)范德华力)范德华力范德华力包括包括:a.取向力取向力(刻松力刻松力)极性分子和极性分子之间的作用力极性分子和极性分子之间的作用力 取向力取向力b.诱导力诱导力(德拜力德拜力)分分子子间间通通过过诱诱导导偶偶极极产产生生的的作作用用力力叫叫诱导力诱导力或或德拜力德拜力诱导力诱导力c.色散力色散力(伦敦力伦敦力)由于分子的振动,可能在某个由
2、于分子的振动,可能在某个瞬间发生正负电荷重心的分离瞬间发生正负电荷重心的分离而形成瞬间的偶极矩;这种瞬而形成瞬间的偶极矩;这种瞬间出现的偶极称为间出现的偶极称为瞬时偶极瞬时偶极。人们常把瞬时偶极间的作用力人们常把瞬时偶极间的作用力称为称为色散力或伦敦力。色散力或伦敦力。色散力色散力大多数分子间力都以色散力为主。大多数分子间力都以色散力为主。取向力取向力 诱导力诱导力 色散力色散力极性分子极性分子 极性和非极性分子极性和非极性分子 非极性分子非极性分子 色散力的大小色散力的大小:一般来说,分子的体积越大,分子间色散力一般来说,分子的体积越大,分子间色散力也越大。也越大。分子间作用力对化合物性质的
3、影响:分子间作用力对化合物性质的影响:熔点、沸点;熔点、沸点;气化热、熔化热;气化热、熔化热;溶解度;溶解度;粘度等。粘度等。分子间力对物质的性质的影响分子间力对物质的性质的影响例一:为什么不同的物质,有不同的聚集状态?例一:为什么不同的物质,有不同的聚集状态?常温:常温:F2(g)Cl2(g)Br2(l)I2(s)非极性分子,色散力依次增大非极性分子,色散力依次增大 因为分子量依次增大,变形性依次增大,色散力依次因为分子量依次增大,变形性依次增大,色散力依次增大,所以,分子与分子靠得越来越近。增大,所以,分子与分子靠得越来越近。例二:为什么不同的物质,有不同的例二:为什么不同的物质,有不同的
4、mp.&bp.?HCl HBr HI mp.&bp.依次升高依次升高 P固有固有 依次减小,依次减小,F取取 依次减小,依次减小,F诱诱依次减小依次减小 变形性依次增大,变形性依次增大,F色色 依次增大(主要依次增大(主要)2-4-2 氢键氢键我们知道,水的一些物理现象有些反常现象,例如,我们知道,水的一些物理现象有些反常现象,例如,水的比热特别大,水的密度在水的比热特别大,水的密度在277.3K最大;水的沸最大;水的沸点比氧族同类氢化物的沸点高等。为什么水有这些点比氧族同类氢化物的沸点高等。为什么水有这些奇异的性质呢奇异的性质呢?显然这与水分子的缔合现象有关,人显然这与水分子的缔合现象有关,
5、人们为了说明分子缔合的原因,提出了氢键学说。们为了说明分子缔合的原因,提出了氢键学说。一、氢键的形成一、氢键的形成通式:通式:XHYX,Y=F,O,N(电负性大、半径小、含电负性大、半径小、含孤电子对孤电子对)键能:键能:42 kJmol-1在在 N、O和和 F的氢化物分子中,由于这些元素的的氢化物分子中,由于这些元素的电负性较大,对价电子有强烈的吸引,氢原子电负性较大,对价电子有强烈的吸引,氢原子核就会部分地核就会部分地“暴露暴露”在分子表面,这些氢原在分子表面,这些氢原子就可能吸引另一个分子中子就可能吸引另一个分子中N、O、F等原子上等原子上的孤电子对。二个这样的原子和氢原子核之间的孤电子
6、对。二个这样的原子和氢原子核之间的作用称为的作用称为氢键氢键。在在 N,O,F 等原子之间形成的氢键有等原子之间形成的氢键有:氢键的氢键的特征:特征:a.比化学键弱、比范德华力强,与元素的电负比化学键弱、比范德华力强,与元素的电负性大小有关。性大小有关。一般在一般在 20 40 kJ/molb.有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性液态:液态:直线形直线形 2配位配位 固态:折线形固态:折线形 2或或3配配位位氢键的键长:氢键的键长:F HF|270 pm|E HF=28 kJ/mol E F H=565 kJ/mol 分子间氢键分子间氢键(冰的结构冰的结构)分子内氢键分子内氢键c.有分子内和分
7、子外之分有分子内和分子外之分氢键对化合物性质的影响:氢键对化合物性质的影响:熔点、沸点;熔点、沸点;气化热、熔化热;气化热、熔化热;结构;结构;粘度;粘度;酸性;酸性;化学反应性等。化学反应性等。m.p.&b.p.分子间有氢键,分子间结合力强,当这些物质分子间有氢键,分子间结合力强,当这些物质熔化或气化时,除了要克服纯粹的分子间力外,熔化或气化时,除了要克服纯粹的分子间力外,还必须提高温度,额外地供应一份能量来破坏还必须提高温度,额外地供应一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔点、沸点比分子间的氢键,所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的高。如同系列氢化物的高。如NH3、HF、H2O。
8、溶解度溶解度 在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间可以在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。例如形成氢键,则溶质的溶解度增大。例如HF、NH3在在水中的溶解度就比较大。水中的溶解度就比较大。粘度粘度 分子间有氢键的液体,一般粘度较大。分子间有氢键的液体,一般粘度较大。密度密度 分子缔合的结果会影响液体的密度。分子缔合的结果会影响液体的密度。例如:例如:2个个H2O缔合成双分子缔合分子缔合成双分子缔合分子(H2O)2,最稳定;最稳定;3个个H2O(H2O)3;n个个H2O(H2O)n 放热放热 q H2O H2S()CaO CaCl2 KCl()HI HB
9、r HCl ()MgO NaF NaBr NH3 PH3例例3:(1)为什么钠的卤化物熔点比相应硅的卤化物高?为什么钠的卤化物熔点比相应硅的卤化物高?(2)为什么为什么NaF NaCl NaBr NaI 熔点依次降低熔点依次降低,而而SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4熔点依次升高?熔点依次升高?3-3 混合型晶体混合型晶体石墨晶体石墨晶体3.4离子的极化离子的极化 问题的提出:问题的提出:在讨论某些晶体的熔沸点时发现有一些奇怪的现象,在讨论某些晶体的熔沸点时发现有一些奇怪的现象,如如AlCl3、HgCl2等物质的等物质的熔点都很低熔点都很低,不象离子晶体那,不象离子晶体那样高。为什么?
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