高中化学氢键-分子间作用力
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一化学键分子间作用力氢键的比较化学键、分子间作用力和氢键是化学中常见的不同类型的相互作用力。
它们在分子之间产生不同程度的相互作用,并且对物质的性质和行为产生不同的影响。
首先,化学键是不同原子之间的原子核间互相吸引的结果,是由共价键、离子键和金属键等不同类型的键组成。
化学键的形成需要原子之间的电子重新排列以使得各个原子达到稳定的电子构型。
这种电子排列可以通过元素之间的电子共享、电子转移或者电子扩散的方式来实现。
化学键的强度取决于键的类型和原子之间的电负性差异。
通常来说,离子键的强度最大,共价键次之,金属键则较为弱。
分子间作用力是分子之间的非共价相互作用力。
分子间作用力较化学键弱,力程短,主要体现在物质的液体和固体状态中。
分子间作用力分为范德华力、静电吸引力和氢键等。
范德华力是非极性分子间的引力作用,主要由浓度偶极矩产生。
而静电吸引力是极性分子之间的互相吸引作用。
在分子中含有电荷不均匀分布的原子时,会产生局部正负电荷区,进而引发有偶极矩。
这些偶极矩可以相互作用,产生静电吸引力。
相较于化学键,分子间作用力是非常弱的力。
氢键是分子间作用力的一种特殊形式,通常发生在含有氢原子的电负性较高的原子(如氮、氧和氟)与电负性较低的原子(如氮、氧和碳)之间。
氢键形成时,氢原子与更电负的原子的部分正电荷相互作用,形成一个虚拟的氢原子。
这种相互作用力是静电吸引的一种特例,是由于电负性差异导致的分子间较强的极性相互作用力。
相比于其他分子间作用力,氢键的强度较大,能够影响物质的物理化学性质,如沸点、气相结构、溶解度和凝聚态等。
总结来说,化学键是原子之间的强有力的相互作用,通过共价键、离子键和金属键等形式存在于化合物中。
而分子间作用力是相对弱的非共价作用力,包括范德华力和静电吸引力。
氢键则是分子间作用力中的一种特殊形式,发生在含有氢原子的分子与电负性较高的原子之间。
这些相互作用力的不同特性和强度决定了物质在不同条件下的性质和行为。
分子间四大作用力分子之间的相互作用力对于物质的性质和行为有着重要的影响。
在自然界中,有四种主要的分子间作用力,分别是离子键、共价键、氢键和范德华力。
下面将详细介绍这四种作用力及其在化学和生物学领域的重要性。
离子键是一种形成于正负电荷之间的强大电吸引力。
它是由于正离子(如钠离子)和负离子(如氯离子)之间的相互吸引而形成的。
这种类型的键通常在由金属和非金属元素组成的离子晶体中存在。
离子键具有高熔点和高沸点,因为需要消耗大量的能量才能克服离子之间的强电吸引力。
离子键在化学反应和物质的性质中起到重要作用,例如在盐的形成和溶解中。
共价键是由两个或多个原子共享电子而形成的。
它是最常见的化学键,主要存在于分子中。
共价键可以形成单键、双键或三键,这取决于原子之间共享的电子对数目。
共价键通常比离子键弱一些,因此具有较低的熔点和沸点。
共价键在有机分子的形成和化学反应中起到重要作用,例如在蛋白质和糖的构建过程中。
氢键是一种特殊的化学键,它通常形成在含有氢原子和电负性较高的氧、氮或氟原子之间。
它是由于氢原子与这些电负性较高的原子之间的电荷分布差异而产生的。
氢键通常比共价键和离子键弱一些,但比范德华力强。
氢键在生物分子(如DNA双链和蛋白质结构)的稳定性和生物学活性中起到重要作用。
范德华力是一种弱的、瞬时的电荷-电荷相互作用力。
它是由于分子之间电子云的瞬时极化而产生的。
范德华力通常是各种分子间相互作用力中最弱的一种。
然而,当许多范德华力作用在一起时,它们可以累积到足以影响物质的性质和行为。
范德华力在液体的表面张力、分子间吸引和气体中颗粒聚集等方面起到重要作用。
总之,离子键、共价键、氢键和范德华力是四个主要的分子间作用力。
它们的强度和性质不同,对物质的性质和行为起到不同的影响。
了解这些作用力对于理解化学和生物学中的各种现象和过程至关重要。
在实际应用中,我们可以利用这些作用力来设计合成新材料、开发新药物和优化化学反应。
分子间作用力(范德华力)和氢键都是影响物质物理性质(如熔点、沸点等)的重要因素。
分子间作用力广泛存在于分子之间,它是分子之间相互靠近时存在的相互作用力。
范德华力可以分为三种类型:取向力、诱导力和色散力。
取向力只存在于极性分子之间,它主要是由永久偶极之间的相互作用所引起的。
诱导力存在于极性分子和非极性分子之间,它主要是由极性分子的永久偶极诱导非极性分子发生极化而产生的。
色散力则存在于非极性分子之间,主要是由于瞬间偶极的相互诱导所产生的。
氢键是一种特殊的分子间作用力,它只存在于含有孤对电子的原子(如N、O、F)和氢原子之间。
与范德华力相比,氢键通常具有更高的强度。
这是因为氢键的形成是由于电子的共享,而不是简单的静电吸引。
总结来说,范德华力和氢键都是分子间作用力,但氢键的强度通常高于范德华力。
分子间作用力和氢键相邻原子间的强烈作用力称为化学键,分子与分子间则有比较弱的作用力,一般在10kJ·mol-1以下。
共价键的键能是102数量级,而离子键晶格能则是102~103数量级。
极性分子是一种偶极子,具有正负两极。
当它们靠近到一定距离时,就有同极相斥,异极相吸的静电引力,但这种引力比离子键的晶格能弱得多。
极性分子与非极性分子之间作用力则是由极性分子偶极电场使邻近的非极性分子发生电子云变形(或电荷位移)而相互作用产生的,如O2(或N2)溶于水中,O2和H2O分子间的作用力就是这种情况。
非极性分子与非极性分子之间的作用力来自电子在不停运动瞬间总会偏于这一端或那一端而产生的瞬间静电引力。
原子半径越大越容易产生瞬间静电引力。
稀有气体是单原子分子,这是典型的非极性分子,它们的液化过程,就是靠这种瞬间静电引力。
由氦(He)到氙(Xe)半径依次递增,瞬间的静电作用力也依次递增,沸点依次升高。
如沸点、熔点、粘度、表面张力等都与此有关。
氢键是一种特殊的分子间作用力,其能量约在10~30kJ·mol-1间。
F,O,N电负性很强,与H形成的共价键显较强极性,共用电子对偏于F或O或N这边而使其为负极,H 则为正极。
当另外一个电负性强的原子接近H时,就会产生静电引力。
氢原子和电负性强的X原子形成共价键之后,又与另外一个电负性强的Y原子产生较弱的静电引力,这种作用力叫氢键。
可以表示为X—H…Y如第ⅥA族氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)的氢化物的沸点递变规律,由H2Te,H2Se 到H2S,随分子量的递减,分子的半径递减;随分子间作用力的减小,沸点递减。
但分子量最小的H2O的沸点却陡然升高,见图。
这是因为氧的电负性很强,H2O分子间形成了O-H…O氢键,所以H2O分子间作用力大于同族其他氢化物。
ⅦA和ⅤA族氢化物沸点的变化规律中,HF和NH3也显得特殊,这也是因为形成了F—H…F和N—H…N氢键。
第2课时较强的分子间作用力——氢键一、氢键1.氢键的概念及表示方法(1)概念氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。
(2)表示方法氢键的通式可用A —H …B—表示。
式中A和B表示F、O、N,“—”表示共价键,“…”表示氢键。
2.氢键的形成条件(1)要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子,如H2O中的氢原子。
(2)要有一个电负性很大,含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y,如H2O中的氧原子。
(3)X和Y的原子半径要小,这样空间位阻较小。
一般来说,能形成氢键的元素有N、O、F。
所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F键的物质中,或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。
3.氢键的特征(1)氢键比化学键弱,比范德华力强。
(2)氢键具有一定的方向性和饱和性。
4.氢键的类型(1)分子间氢键,如水中,O—H…O—。
(2)分子内氢键,如。
判断正误(1)只要分子中含有氢原子即可形成氢键() (2)由氢键的形成过程可知,氢键本质上属于配位键()(3)范德华力和氢键可同时存在于分子之间()(4)能形成氢键的分子可以尽可能多的通过氢键与其他分子结合()(5)一个水分子与其他水分子间只能形成2个氢键() (6)分子间作用力包括氢键和范德华力()(7)氢键键长一般定义为A—H…B的长度,而不是H…B的长度()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)√应用体验1.甲酸可通过氢键形成二聚物,HNO3可形成分子内氢键。
试在下图中画出氢键。
解析依据氢键的表示方法及形成条件画出。
答案2.下列物质NH3、、H2O、C2H5OH中可以形成氢键的是___________,分子内和分子间均可形成氢键的是__________。
答案NH3、、H2O、C2H5OH解析形成氢键的分子含有N—H、H—O或H—F键。
NH3、H2O、CH3CH2OH都能形成氢键但只存在于分子间。
较强的分子间作用力——氢键[目标定位] 1.了解氢键形成的条件及氢键的存在。
2.学会氢键的表示方法,会分析氢键对物质性质的影响。
一、氢键1.比较H2O和H2S的分子组成、立体构型及其物理性质,分析H2O的熔、沸点比H2S高的原因是什么?答案H2O和H2S分子组成相似,都是V形极性分子,常温下H2O为液态,熔、沸点比H2S 高。
在水分子中,氢原子与非金属性很强的氧原子形成共价键时,由于氧的电负性比氢大得多,所以它们的共用电子对就强烈地偏向氧原子,而使氢原子核几乎“裸露”出来。
这样带正电的氢原子核就能与另一个水分子中的氧原子的孤电子对发生一定程度的轨道重叠作用,使水分子之间作用力增强,这种分子间的作用力就是氢键,比范德华力大。
硫化氢分子不能形成氢键,故水的熔、沸点比硫化氢的高。
2.氢键的概念及表示方法氢键是一种特殊的分子间作用力,它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力。
氢键的通式可用A—H…B—表示。
式中A和B 表示F、O、N,“—”表示共价键,“…”表示氢键。
3.氢键的形成条件有哪些?答案(1)要有一个与电负性很强的元素X形成强极性键的氢原子,如H2O中的氢原子。
(2)要有一个电负性很强,含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y,如H2O中的氧原子。
(3)X和Y的原子半径要小,这样空间位阻较小。
一般来说,能形成氢键的元素有N、O、F。
所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F键的物质中,或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。
4.氢键的特征是什么?答案(1)饱和性在形成氢键时,由于氢原子半径比X、Y原子半径小得多,当氢原子与一个Y原子形成氢键X—H…Y后,氢原子周围的空间已被占据,X、Y原子的电子云的排斥作用将阻碍一个Y原子与氢原子靠近成键,也就是说氢原子只能与一个Y原子形成氢键,即氢键具有饱和性。
(2)方向性X—H与Y形成分子间氢键时,3个原子总是尽可能沿直线分布,这样可使X与Y尽量远离,使两原子间电子云的排斥作用力最小,体系能量最低,形成的氢键最强、最稳定,所以氢键还具有方向性(如下图)。
5、分子间作用力和氢键1.分子间作用力(1)概念:分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力,叫做分子间作用力,又称范德华力。
(2)主要特征:①广泛存在于分子之间;②只有分子充分接近时才有分子间的相互作用力,如固体和液体物质中;③分子间作用力远远比化学键弱;④由分子构成的物质,其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要有分子间作用力大小决定。
一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高。
例如:I2>Br2>Cl2>F2;HI>HBr>HCl;Ar>Ne>He等。
2.氢键(1)氢键不是化学键,通常把氢键看做是一种较强的分子间作用力。
氢键比化学键弱,比分子间作用力强。
(2)分子间形成的氢键会使物质的熔沸点升高。
如水的沸点较高,这是由于水分子之间易形成氢键。
(3)分子间形成的氢键对物质的水溶性有影响,如NH3极易溶于水,主要是氨分子与水分子之间易形成氢键。
(4)通常N、O、F这三种元素的氢化物易形成氢键。
常见易形成氢键得化合物有H2O、HF、NH3、CH3OH等。
(5)氢键用“X…H”表示。
如水分子间的氢键:表示。
由于氢键的存在,液态水或固态水常用(H2O)n练习11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、由于氨与分子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,这是由于氢键所致练习12下列叙述中正确的是()A.同主族金属元素的原子半径越大熔点越高B.稀有气体原子序数越大沸点越低C.分子间作用力越弱的分子其沸点越低D.同周期元素的原子半径越小越易失去电子高考题1、CO2、CH、BF3都是非极性分子,HF、H2O、NH3都是极性分子,由此推测ABn型分子是非极性分子的经验规律正确的是()A、所有原子在同一平面B、分子中不含有氢原子C、在ABn中A原子没有孤对电子D、A的相对原子质量小于B2、关于氢键,下列说法正确的是()A.每一个水分子内含有两个氢键B.冰、水和水蒸气中都存在氢键C.DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致3、下列叙述正确的是()A、NH3是极性分子,分子中N原子是在3个H原子所组成的三角形的中心B、CCl4是非极性分子,分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C、H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D、CO2是非极性分子,分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央4、固体乙醇晶体中不存在的作用力是()A.极性键B.非极性键C.离子键D.氢键5、下列事实与氢键有关的是()A.水加热到很高的温度都难以分解B.水结成冰体积膨胀,密度变小C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱6、下列各分子中,所有原子都满足最外层为8电子结构的是()A.H2O B.BF3 C.CCl4D.PCl57、下列关于天然气水合物中两种分子极性的描述正确的是()A、两种都是极性分子B、两种都是非极性分子C、CH4是极性分子,H2O是非极性分子D、H2O是极性分子,CH4是非极性分子跟踪练习一、选择题1、卤素单质从F2到I2,在常温、常压下的聚集状态由气态、液态到固态的原因是()A、原子间的化学键键能逐渐减小B、范德华力逐渐增大C、原子半径逐渐增大D、氧化性逐渐减弱2、下列各组物质中,化学键类型完全相同的是()A、HI和NaIB、H2S和CO2C、Cl2和CCl4D、F2和NaBr3、下列性质中,可以证明某化合物内一定存在离子键的是()A、晶体可溶于水B、具有较高的熔点C、水溶液能导电D、熔融状态能导电4、下列叙述中正确的是()A、极性分子中不可能含有非极性键B、离子化合物中不可能含有非极性键C、非极性分子中不可能含有极性键D、共价化合物中不可能含有离子键5、下列各组分子中属于含极性键的非极性分子的是()A、CO2、H2SB、C2H4、CH4C、Cl2 C2H2D、NH3、HCl6、下列物质中含有非极性键的共价化合物是()A、H2O2B、CH3COONaC、Na2O2D、I27、下列各组物质的晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是()A、SO2和SiO2B、CO2和H2OC、NaCl和HClD、CCl4和KCl8、下列物质中属于极性键构成的非极性分子是()A、HFB、H2OC、NH3D、CH49、能证明AlCl3为共价化合物的方法是()A、AlCl3溶液容易导电B、AlCl3水溶液呈酸性C、熔融AlCl3不能导电D、AlCl3溶于水可以电离出Al3+和Cl-10、下列分子中的键的极性最强的是()A、H2OB、NH3C、HFD、HCl11、下列说法中正确的是()(双选)A、由极性键构成的分子全是极性分子B、含有非极性键的分子不一定是非极性分子C、极性分子一定含有极性键,非极性分子一定含有非极性键D、以极性键结合的双原子分子,一定是极性分子12、A元素是第3周期半径最大的原子(除稀有气体外),B元素的L层电子数是K层电子数的3倍,A、B化合可形成化合物Z。
分子间内氢键作用力与分子间氢键作用力分子间内氢键作用力与分子间氢键作用力是化学中重要的概念。
它们是分子之间相互作用的一种形式,对于分子的稳定性和物理性质都具有重要的影响。
本文将从两种作用力的定义、基本特征、形成机制、应用等方面进行详细的解释和探讨。
一、分子间内氢键作用力1.定义:内氢键是指同一分子内的氢原子与其他原子间的氢键作用力。
2.基本特征:内氢键是一种分子内的相互作用,其特征包括:氢键通常由含有活性氢的官能基团所产生,如甲基羰基、羧基等;内氢键的键能很小,一般为1-3 kcal/mol;内氢键能够影响分子的构象、化学反应和物理性质。
3.形成机制:内氢键作用力的形成机制主要涉及到氢键中氢原子的偏移。
在某些分子中,由于原子的电负性产生分子内电荷分离,它们之间的差异会导致H-C、H-O、H-N之间的偏移,因此建立了内氢键。
4.应用:内氢键作用力是药物分子设计中需要考虑的因素之一。
例如,内氢键的存在可以增加分子的稳定性和药效,同时也有助于解释某些药物的药效和副作用。
二、分子间氢键作用力1.定义:分子间氢键是指不同分子之间,氢原子与非金属原子之间的氢键作用力。
2.基本特征:分子间氢键是分子间的相互作用,其特征包括:分子间氢键通常由含氢官能团的一种分子与其他原子含有氧、氮、氯等原子的另一种分子之间产生氢键;分子间氢键的键能相对较强,一般为5-10 kcal/mol;分子间氢键能够影响分子的物理和化学性质。
3.形成机制:分子间氢键的形成主要涉及到两个分子中的氢键原子之间的相互作用。
一般来说,氢键原子所在的分子通常是具有高电负性的分子,如氨、水、醇等;而另一种分子则具有较强的电正性原子或键合电子云的位置,如含氧化合物、含氮化合物等。
两者之间的相互作用导致氢键的形成。
4.应用:分子间氢键作用力在生物大分子和有机化合物的结构中具有重要的作用。
许多生物大分子,如DNA、蛋白质等,都是由分子间氢键所组成的稳定结构;同时,许多有机物,如醇、醛、酮等,也是通过分子间氢键增加其稳定性和改变其物理性质。
高中化学:分子间作用力和氢键知识点[知识详解]一.分子间作用力1.定义:分子间存在着将分子聚集在一起的作用力,称分子间作用力。
分子间作用力也叫范德华力.2.实质:一种电性的吸引力.3.影响因素:分子间作用力随着分子极性.相对分子质量的增大而增大.分子间作用力的大小对物质的熔点.沸点和溶解度都有影响.一般来说.对于组成和结构相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点也越高.4.只存在于由共价键形成的多数化合物,绝大多数非金属单质分子和分子之间. 化学键是分子中原子和原子之间的一种强烈的作用力,它是决定物质化学性质的主要因素。
但对处于一定聚集状态的物质而言,单凭化学键,还不足以说明它的整体性质,分子和分子之间还存在较弱的作用力。
物质熔化或汽化要克服分子间的作用力,气体凝结成液体和固体也是靠这种作用力。
除此以外,分子间的作用力还是影响物质的汽化热、熔化热、溶解黏度等物理性质的主要因素。
分子间的作用力包括分子间作用力(俗称范德华力)和氢键(一种特殊的分子间作用力)。
分子间作用力约为十几至几十千焦,比化学键小得多。
分子间作用力包括三个部分:取向力、诱导力和色散力。
其中色散力随分子间的距离增大而急剧减小一般说来,组成和结构相似的物质,分子量越大,分子间距越大,分子间作用力减小,物质熔化或汽化所克服的分子间作用力减小,所以物质的溶沸点升高温度止200 150 100, 50 0 -50 -100 -150 -200熔温度尺200 150叫0 -50 -100 -150 -200熔叫相对分子质■筑卤化碳的熔.沸点与相对分子质量的关系化学键与分子间作用力比较化学键分子间作用力概念 相邻的原子间强烈的相互作用 物质分子间存在的微弱的相互作用能量 较大很弱性质影响主要影响物质的化学性质主要影响物质的物理性质.氢键一特殊的分子间作用力1.概念:氢键是指与非金属性很强的元素(主要指N 、O 、F )相结合的氢原子与另一个分子中非金属性极强的原子间所产生的引力而形成的.必须是含氢 化合物,否则就谈不上氢键。
必修2第一章第三节化学键第三课时【学习目的】1、掌握分子间作用力含义与氢键的判断2、强化离子键和共价键的知识【学习重点】分子间作用力、氢键的应用【学习难点】氢键的判断【新知学习】一、化学键:1、定义:使离子或原子相结合的作用力称为化学键。
2、分类:、、3、离子键和共价键的比较:4、化学反应的实质:旧键的和新键的。
二、分子间作用力①概念:分子之间存在着一种把分子叫做分子间作用力,又称。
②强弱:分子间作用力比化学键,它主要影响物质的、等物理性质,化学键属分子内作用力,主要影响物质的化学性质。
③规律:一般来说,对于组成和结构相似的物质,越大,分子间作用力,物质的熔点、沸点也越。
④存在:分子间作用力只存在于由分子组成的共价化合物、共价单质和稀有气体的分子之间。
在离子化合物、金属单质、金刚石、晶体硅、二氧化硅等物质中只有化学键,没有分子间作用力。
三、氢键①概念:像、、这样分子之间存在着一种比的相互作用,使它们只能在较高的温度下才能汽化,这种相互作用叫做氢键。
②对物质性质的影响:分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点,这是因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键,消耗更多的能量。
【注意】分子间作用力和氢键由于作用力较弱,都不属于化学键!四、知识整理1、离子键:使阴、阳离子结合成化合物的静电作用叫做离子键由离子键结合在一起的化合物叫离子化合物【离子键的存在范围】(1)、活泼金属与活泼非金属形成的化合物;(2)、活泼金属阳离子(或NH4+)与酸根离子之间;(3)、活泼金属阳离子与OH—之间;2、电子式:在元素符号周围用小黑点或小叉表示最外层电子数的式子叫电子式掌握NaCl/MgO/K2O/CaCl2/Na2O2/NH4Cl/NaOH 电子式的写法3、共价键:原子之间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键掌握NH3,CH4,CO2,N2,O2,HClO,H2O2电子式的写法4、极性键与非极性键同种非金属元素原子之间形成非极性共价键(非极性键,可存在于非金属单质和化合物中)不同种非金属元素原子之间形成极性共价键(极性键,只存在与化合物中)(1)、含有离子键的化合物一定是离子化合物(2)、含有共价键的化合物不一定是共价化合物注意离子化合物的形成过程与共价化合物的形成过程写法的不同。
化学键、分子间作用力和氢键的大小值如下:
1.化学键:化学键是分子内相邻原子之间强烈的相互作用力,其大小取决于
成键原子的电子分布和几何形状。
键能通常以千卡(kcal)或电子伏特(eV)为单位进行测量。
对于一般的共价键,键能通常在50-200 kcal/mol或15-
70 eV之间。
2.分子间作用力:分子间作用力(范德华力)是分子之间的弱相互作用,包
括诱导力、色散力和取向力。
这些力的大小通常在1-5 kcal/mol或2-10 kJ/mol之间。
3.氢键:氢键是一种特殊的分子间作用力,由一个氢原子与另一个电负性较
强的原子之间的相互作用形成。
氢键的强度介于分子间作用力和共价键之间,通常在10-30 kcal/mol或28-64 kJ/mol之间。
化学键通常具有较高的键能,而分子间作用力和氢键通常具有较小的能量值。
需要注意的是,这些值只是大致的范围,具体数值取决于具体的分子和环境条件。
分子间作用力
分子间作用力是分子之间相互作用的力量,它对物质的性质和行为产生重要影响。
这些作用力影响着液体的表面张力、气体的压强、固体的熔点和沸点等物理性质。
在化学反应中,分子间作用力也扮演着重要角色,影响反应速率和产率。
分子间作用力可以分为几种主要类型:范德华力、氢键、离子键和共价键。
范德华力是非极性分子之间的弱作用力,它是由于电子在空间中的不均匀分布而产生的。
氢键是一种特殊的静电相互作用力,它发生在一个电负性较高的氢原子与一个电负性较低的原子之间。
离子键则是由正负电荷之间的相互吸引力产生的。
共价键则是由原子之间共享电子形成的。
这些分子间作用力的强弱决定了物质的性质。
例如,范德华力较弱,因此非极性物质通常具有较低的沸点和熔点。
氢键较强,使得水具有较高的沸点和熔点,以及较大的表面张力。
离子键较强,导致离子晶体具有高熔点,而共价键通常具有较高的强度和熔点。
在化学反应中,分子间作用力也可以影响反应的进行。
例如,在溶剂中,分子间作用力可以使溶质分子离解,促进化学反应的发生。
此外,在催化剂的作用下,分子间作用力可以调节反应的速率和选择性。
总而言之,分子间作用力是决定物质性质和化学反应过程的重要因素,它们的强弱和类型对物质的性质和行为产生重要影响。
分子间的相互作用力分子间的相互作用力是指不同分子之间相互吸引或排斥的力量。
这些力量在化学和生物分子中起着重要的作用,影响着分子的结构、性质和相互之间的相互作用。
下面将详细介绍分子间相互作用力的几种主要类型:范德华力、氢键、离子键、共价键和金属键。
1.范德华力:范德华力是一种临时性的吸引力,最常见的就是在非极性分子中的分子间相互作用。
范德华力是由于偶极矩在时间上的随机分布所引起的,这些偶极矩是由于电子的运动而产生的。
范德华力的大小与分子之间的距离和分子的极化程度有关。
当两个非极性分子之间的距离足够近时,它们之间会发生范德华力的相互作用。
2.氢键:氢键是一种特殊的范德华力,它是由于氢原子与高电负性原子(如氮、氧和氟)之间的相互作用而产生的。
氢键是较强的相互作用力,对于分子之间的结合、分子的性质和生命过程都具有重要的影响。
例如,水分子中的氢键是使水具有高沸点和高表面张力的原因之一3.离子键:离子键是由正负离子之间的静电吸引力形成的,通常涉及阳离子与阴离子之间的相互作用。
离子键是非常强的相互作用力,可以导致分子或晶体的形成。
离子键在很多物质中起着关键的作用,如盐、氯化钠等。
4.共价键:共价键是由于原子之间的共享电子而形成的。
在共价键中,原子之间通过共享电子来实现稳定的化学结合。
共价键的强度取决于原子之间的电负性差异和相互之间的距离。
共价键是化学反应中最常见的一种相互作用力。
5.金属键:金属键是金属原子之间的相互作用力,是原子通过电子在整个金属晶格中的自由运动而形成的。
金属键是金属具有良好导电性、热导性和延展性的原因之一除了上述几种主要的分子间相互作用力之外,还有其他一些次要的相互作用力,如静电相互作用、疏水作用和范德华斥力等。
静电相互作用是由于电荷之间的吸引或排斥而产生的。
疏水作用是水分子与非极性分子之间的相互作用力,是导致水溶液中水分子包围非极性分子形成水合物的原因之一、范德华斥力是由于电子云的重叠而产生的排斥力,是主要的范德华力作用的对立面。
化学键
1.化学键:相邻的两个或多个原子(或离子)之间强烈的相互作用叫做化学键。
2.化学键的存在:
(1)稀有气体单质中不存在;
(2)多原子单质分子中存在共价键;
(3)非金属化合物分子中存在共价键(包括酸);
(4)离子化合物中一定存在离子键,可能有共价键的存在(Na2O2、NaOH、
NH4Cl),共价化合物中不存在离子
键;
(5)离子化合物可由非金属构成,如:NH4NO3、NH4Cl 。
3.化学反应的本质:一个化学反应的的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
4.金属键:金属晶体中,金属阳离子与自由电子之间的强烈静电作用。
5.配位键:电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用而形成的共价键。
(1)孤对电子:原子最外层存在没有跟其它原子共用的电子对。
(2)虽然配位键和其它键的形成不同,但一旦形成后则与其它共价键无任何区别。
6.分子间作用力
定义:把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力(也叫范德华力)。
(1)分子间作用力比化学键弱得多,是一种微弱的相互作用,它主要影响物质的熔、沸点等物理性质,而化学键主要影响物质的化学性质。
(2)分子间作用力主要存在于由分子构成的物质中,如:多数非金属单质、稀有气体、非金属氧化物、酸、氢化物、有机物等。
(3)分子间作用力的范围很小(一般是300-500pm),只有分子间的距离很小时才有。
(4)一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高。
如卤素单质:
7.氢键
为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢?
(1)形成条件:原子半径较小,非金属性很强的原子X,(N、O、F)与H原子形成强极性共价键,与另一个分子的半径较小,非金属性很强的原子Y (N、O、F),在分子间H与Y产生较强的静电吸引,形成氢键
(2)表示方法:X—H…Y—H(X.Y可相同或不同,一般为N、O、F)。
(3)氢键能级:比化学键弱很多,但比分子间作用力稍强
(4)特征:具有方向性。
(5)氢键作用:使物质有较高的熔沸点(H2O、HF 、NH3)使物质易溶于水
(C2H5OH,CH3COOH)解释一些
反常现象。
结果1:氢键的形成会使含有氢键的物质的熔、沸点大大升高。
如:水的沸点高、氨易液化等。
这是因为固体熔
化或液体汽化时,必须破坏分子间作用力和氢键。
结果2:氢键的形成对物质的溶解性也有影响,如:NH3极易溶于水。
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