第1页：第五节分子间力和氢键封面
第五节分子间力和氢键封面：第六章分子结构与性质第五节分子间力和氢键
第2页：分子间力气体液化成液体
分子间力气体液化成液体
- 液体凝固成固体。
- 表明在物质分子间还存在着相互作用力，这种分子间力称为范德华力。
- 分子间力是决定物质的沸点、熔点、气化热，熔化热、溶解度、表面张力、粘度等性质的主要因素。
第3页：分子的极性和变形性
分子的极性和变形性
- 分子的极性产生：每个分子都由带正电的原子核和带负电的电子组成，由于正负电荷数量相等，所以整个分子是电中性的。
- 电荷中心——正电荷或负电荷的集中点如果分子的正电荷中心和负电荷中心不重合在同一点上,那么分子就具有极性。
第4页：分子的极性
分子的极性
- 双原子分子两个相同原子组成的分子，正、负电荷中心重合，不具有极性，为非极性分子。
- 例H2—HHHClHCl+_不同原子组成的分子，负电荷中心比正电荷中心更偏向电负性大的原子，使正、负电荷中心不重合，为极性分子。
- 即双原子分子分子的极性取决于键的极性有极性键的分子一定是极性分子极性分子一定含有极性键
第5页：分子的极性（续）
分子的极性（续）：多原子分子分子的极性键的极性分子的几何构型例H2O++__+_HHO极性分子CO2非极性分子+_+_+_OOC
第6页：分子的极性（续）
分子的极性（续）：键的极性取决于成键两原子共用电子对的偏离分子的极性取决于分子中正、负电荷中心是否重合CHCl3BF3CS2H2SNOBr2分子极性极性极性极性极性非极性键的极性四面体正三角形直线V形直线直线几何构型极性非极性非极性极性极性非极性分子极性分子类型离子型极性非极性++___+
第7页：分子的极性偶极距
分子的极性偶极距
- (μ)分子中电荷中心的电荷量(q)与正、负电荷中心距离(d)的乘积μ=q·dd—偶极长度;
- μ—库·米(C·m)d+q_qμ=0非极性分子μ≠0极性分子,μ越大,分子极性越强依次减弱分子极性1.272.633.616.40μ/(10-30C·m)HIHBrHClHFHX根据μ可以推断某些分子的几何构型如CS2μ=0则为直线形分子SO2μ=5.33则为V形分子
第8页：分子的变形性
分子的变形性
- 非极性分子在电场作用下，电子云与核发生相对位移，分子变形，并出现偶极，这种偶极称为诱导偶极。
- 分子的形状发生变化，这种性质叫分子的变形性。
- 这一变化过程叫分子极化。
- —+_+_μ(诱导)＝α·EE—电场强度α—极化率E一定时,α越大,分子变形性越大。
第9页：分子的变形性（续）
分子的变形性（续）：极性分子取向变形定向极化变形极化固有偶极诱导偶极分子的偶极=固有偶极+诱导偶极极性分子本身是个微电场，因而:极性分子与极性分子之间，极性分子与非极性分子之间也会发生极化作用++_++++++++++++_____________
第10页：分子间力
分子间力：的种类色散力诱导力取向力
第11页：分子间力（续）
分子间力（续）
- 的产生非极性分子与非极性分子之间非极性分子正负电荷中心重合，分子没有极性。
- 但电子在运动，原子核也在不停地振动。
- 使原子核与电子云之间发生瞬时的相对位移。
- 正、负电荷中心暂时不重合，产生瞬时偶极。
- 这种瞬时偶极尽管存在时间极短,但电子和原子核总在不停地运动,瞬时偶极不断地出现。
- 色散力——分子间由于瞬时偶极所产生的作用力++++++++________
第12页：分子间力（续）
分子间力（续）
- 的产生非极性分子与极性分子之间1.由于电子与原子核的相对运动，极性分子也会出现瞬时偶极，所以非极性分子与极性分子之间也存在色散力。
- 2.非极性分子在极性分子固有偶极作用下，发生变形，产生诱导偶极，诱导偶极与固有偶极之间的作用力称为诱导力。
第13页：分子间力（续）
分子间力（续）
- 的产生极性分子与极性分子之间3.存在色散力。
- 2.极性分子定向极化后，会进一步产生诱导偶极，存在诱导力。
- 1.极性分子相互靠近时，发生定向极化，由固有偶极的取向而产生的作用力称为取向力。
- ++_++++++++++++____________
第14页：分子间力（续）
分子间力（续）：的产生分子间力种类分子色散力非极性分子-非极性分子色散力、诱导力非极性分子-极性分子色散力、诱导力、取向力极性分子-极性分子
第15页：分子间力（续）
分子间力（续）：特点是一种电性作用力作用距离短,作用范围仅为几百皮米(pm)作用能小，一般为几到几十千焦每摩尔，比键能小1~2个数量级无饱和性和方向性对大多数分子来说，以色散力为主(除极性很大且存在氢键的分子，如H2O外)
第16页：对大多数分子来说
对大多数分子来说：以色散力为主(除极性很大且存在氢键的分子，如H2O外)E(总)E(色散)E(诱导)E(取向)分子kJ·mol-1kJ·mol-1kJ·mol-1kJ·mol-18.498.490.0000.000Ar8.758.740.0080.003CO25.925.80.1130.025HI23.121.90.5020.686HBr21.116.81.003.30HCl29.814.91.5513.3NH347.28.991.9236.3H2O
第17页：分子间力的影响因素分子间距离
分子间力的影响因素分子间距离：分子间距离越大，分子间力越弱取向力：温度越高，取向力越弱分子的偶极矩越大,取向力越强诱导力：极性分子的偶极矩越大非极性分子的极化率越大诱导力越强色散力：分子的极化率越大,色散力越强
第18页：分子间力
分子间力
- 对物质性质的
- 影响溶解度沸点℃熔点℃α10-40C·m2·V-1丙酮乙醇H2O0.6840.5990.137-268.9-272.20.225He1.150.8570.174-245.9-248.670.436Ne8.096.540.414-185.7-189.21.813Ar--0.888-152.7-156.02.737Kr--1.94-107-111.94.451Xe254.9211.24.14-61.8-716.029Rn7.335.891.65α/(10-40C·m2·V-1)一般来说,结构相似的同系列物质相对分子质量越大,分子变形性越大,分子间力越强，熔、沸点越高。
第19页：分子间力（续）
分子间力（续）
- 对物质性质的
- 影响溶解度沸点℃熔点℃α10-40C·m2·V-1丙酮乙醇H2O0.6840.5990.137-268.9-272.20.225He1.150.8570.174-245.9-248.670.436Ne8.096.540.414-185.7-189.21.813Ar--0.888-152.7-156.02.737Kr--1.94-107-111.94.451Xe254.9211.24.14-61.8-716.029Rn7.335.891.65α/(10-40C·m2·V-1)溶质或溶剂分子的变形性越大，分子间力越大，溶解度越大。
第20页：分子间力（续）
分子间力（续）
- 氢键t/℃周期数2 3 4 5 2 3 4 5同周期氢化物熔、沸点随相对分子质量的增大而升高，但NH3、H2O、HF特殊。
- H2OH2SH2SeH2TeHFHClHBrHINH3PH3AsH3SbH3CH4SiH4GeH4SnH4CH4SiH4GeH4SnH4SbH31000-100-200NH3PH3AsH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te熔点沸点
第21页：氢键的形成同种分子内的氢键如
氢键的形成同种分子内的氢键如：F FH H H HF F F163pm140°255pmF的电负性大，其共用电子对强烈偏向F，H只有一个电子，其电子云偏向F后,几乎呈质子，对附近另一个HF分子中的F产生静电吸引作用,该静电吸引作用力为氢键。
第22页：氢键的形成同种分子间的氢键如
氢键的形成同种分子间的氢键如：F FH H H HF F F163pm140°255pm不同种分子间的氢键H HH—N H—OH或H HH—N—H O—H通式：X—HY
第23页：氢键的形成同种分子间的氢键如（续）
氢键的形成同种分子间的氢键如（续）
- 氢键的强度可用氢键键能表示通式：X—HY即每拆开1mol H Y键所需的能量氢键键能一般<42kJ·mol-1，远小于正常共价键键能，与分子间力差不多。
- 如H2O氢键键能为18·83 kJ·mol-1O—H键能为463 kJ·mol-1
第24页：分子内的氢键如
分子内的氢键如：H OO—NO硝酸O ON HO邻硝基苯酚分子内氢键由于受环状结构的限制，X—HY往往不在同一直线上。
第25页：氢键形成对物质性质的影响熔
氢键形成对物质性质的影响熔：沸点分子间的氢键存在使熔、沸点升高如HF、H2O、NH3分子内的氢键存在使熔、沸点降低如熔点／℃氢键45分子内邻硝基苯酚96分子间间位硝基苯酚114分子间对位硝基苯酚
第26页：氢键形成对物质性质的影响熔（续）
氢键形成对物质性质的影响熔（续）
- 氢键形成对物质性质的影响溶解度在极性溶剂中，
- 若溶质和溶剂间存在氢键,则会使溶质的溶解度增大如HF、NH3在H2O的溶解度较大粘度增大如甘油、磷酸、浓硫酸均因分子间氢键的存在，为粘稠状液体密度：液体分子间的氢键存在，使分子发生缔合现象如nHF (HF)n缔合
第27页：氢键形成对物质性质的影响熔（续）
氢键形成对物质性质的影响熔（续）
