分子间的相互作用力
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分子间的作用力的概念和内容一、分子间的作用力的概念和内容1、概念:分子间的作用力包括引力和斥力。
2、内容:分子间的引力和斥力是同时存在、同时消失的,是不会相互抵消的。
(1)当分子间的距离$r=10^{-10}$m时,引力等于斥力,分子之间作用力为零。
(2)当分子间的距离$r<10^{-10}$m时,分子之间的斥力大于引力,分子之间作用力表现为斥力。
(3)当分子间的距离$r>10^{-10}$m时,分子之间的引力大于斥力,分子之间作用力表现为引力。
(4)当分子间的距离大于$10^{-10}$m的10倍时,分子之间作用力变得十分微弱,可以忽略;“破镜难圆”就是由于断裂处的距离已经超出分子间引力作用的最大距离。
3、从分子间作用力的角度理解固体、液体、气体的特征:(1)固体中分子之间的距离小,相互作用力很大,分子只能在一定的位置附近振动,所以既有一定的体积,又有一定的形状。
(2)液体中分子之间的距离较小,相互作用力较大,以分子群的形态存在,分子可在某个位置附近振动,分子群却可以相互滑过,所以液体有一定的体积,但有流动性,形状随容器而变化。
(3)气体中分子之间的距离很大,相互作用力很小,每一个分子几乎都可以自由运动,所以气体既没有固定的体积,也没有固定的形状,可以充满能够达到的整个空间。
(4)固体很难被拉伸,是因为分子间存在着引力。
固体和液体很难被压缩,是因为分子间存在着斥力。
固体和液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力。
二、分子间的作用力的相关例题下面说法正确的是___A.当水凝固成冰后,水分子的热运动也就停止了B.气体分子间作用力要比固体分子间作用力大C.快速压缩气体,可使气体内能增大,温度升高D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递答案:C解析:A.当水凝固成冰后,由于分子都在不停地做无规则运动,水分子的热运动不会停止,故A错误;B.与固体相比,空气很容易被压缩,这是因为气体分子间距离较大,分子间作用力较小,故B错误;C.快速压缩气体,对气体做功,可使气体内能增大,温度升高,故C正确;D.发生热传递的条件是两物体有温度差,高温物体的内能转移到低温物体,直到两者温度相同,热传递才停止,所以热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,故D错误。
分子间的相互作用力扩散现象和布朗运动不但说明分子不停地做无规则运动,同时也说明分子间是有空隙的,否则分子便不能运动了。
气体容易被压缩,水和酒精混合后的体积小于两者原来体积之和,说明气体分子之间、液体分子之间都有空隙.固体分子之间也有空隙。
我们在前面讲述分子的大小时,认为固体分子和液体分子是一个挨一个排列的,那只是为估算分子直径的数量级而作的设想。
分子间虽然有空隙,大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,说明分子之间存在着引力。
用力拉伸物体,物体内要产生反抗拉伸的弹力,就是因为分子间存在着引力。
把两块纯净的铅压紧,由于分子间的引力,两块铅就合在一起,甚至下面吊一个重物也不能把它们拉开。
把两块光学玻璃的表面磨得既光滑又相吻合,并把表面处理干净,施加一定的压力它们就可以粘合在一起,这也是利用了分子间的引力。
分子间有引力,而分子间又有空隙,没有紧紧吸在一起,这说明分子间还存在着斥力。
用力压缩物体,物体内要产生反抗压缩的弹力,就是物体内大量分子间的斥力的宏观表现。
研究表明,分子间同时存在着引力和斥力,它们的大小都跟分子间的距离有关。
图中的两条虚线分别表示两个分子间的引力和斥力随距离变化的情形。
实线表示引力和斥力的合力即实际表现出来的分子间的作用力随距离变化的情形。
我们看到,分子间的引力和斥力随着分子间的距离的增大而减小。
当两分子间的距离等于r0时,分子间的引力和斥力相互平衡,分子间的作用力为零,r0的数量级约为10-10m。
相当于距离为r0的位置,叫做平衡位置(图甲)。
当分子间的距离小于r0时,引力和斥力虽然都随着距离的减小而增大,但是斥力增大得更快,因而分子间的作用力表现为斥力(图乙)。
当分子间的距离大于r0时,引力和斥力虽然都随着距离的增大而减小,但是斥力减小得更快,因而分子间的作用力表现为引力(图丙),它随着距离的增大迅速减小。
当分子间距离的数量级大于10-9m时,分子力已经变得十分微弱,可以忽略不计了。
分子间的相互作用力
分子间作用力(范德瓦尔斯力)有三个来源:①极性分子的永久偶极矩之间的相互作用。
②一个极性分子使另一个分子极化,产生诱导偶极矩并相互吸引。
③分子中电子的运动产生瞬时偶极矩,它使临近分子瞬时极化,后者又反过来增强原来分子的瞬时偶极矩;这种相互耦合产生净的吸引作用。
什么是范德瓦尔斯力?
范德瓦尔斯力也被称为范德华力,是分子间普遍存在的作用力,它很弱,比化学键的键能小1~2个数量级。
对于结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大;分子的极性越大,范德华力越大。
范德华力主要影响物质的物理性质,范德华力越大,物质的熔沸点越高。
注意:范德华力不属于化学键,它是分子和分子之间的一种作用力。
分子之间的相互作用力(2007-07-19 21:24:19)转载分子之间的相互作用力1、共价键共价键具有一定的大小和方向,是有机分子之间最强的作用力,化学物质(药物、毒物等)可以与生物大分子(受体蛋白或核酸)构成共价键,共价键除非被体内的特异性酶催化断裂以外,很难恢复原形,是不可逆过程,对酶来讲就是不可逆抑制作用。
这种作用常常形成长期的药理作用及毒理效应,如抗癌药、抗寄生虫药、化疗药、抗生素、杀虫剂等。
化学物质(药物等)的主要共价结合方式有烷基化作用、酰基化作用和磷酰化作用。
药物的主要共价结合方式方式作用基团药物示例烷基化N-氯乙基氮芥药物、环磷酰胺正碳离子甲磺酸乙酯氮丙啶基氮丙啶苯醌双氧乙基T-2毒素酰基化β-内酰胺基青霉素、头孢菌素氨甲酰基毒扁豆碱邻二甲酸酐基斑螯素磷酰化磷酰基丙氟磷二异丙基氟磷酸酯药物的共价基团的选择性药物的共价基团往往具有较高的化学活性而缺乏特异选择性。
有些药物或毒物本身结构并没有反应基团,而是在人体内转化生成活性基团。
如自力霉素和致癌物苯并蒽就是先在体内转化,再通过生成正碳离子而发生烷基化作用。
药物与生物大分子的化学反应与生物分子表面的基团和性质有关。
2、非共价键生物体系中分子识别的过程不仅涉及到化学键的形成,而且具有选择性的识别。
共价键存在于一个分子或多个分子的原子之间,决定分子的基本结构,是分子识别的一种方式。
而非共价键(又称为次级键或分子间力)决定生物大分子和分子复合物的高级结构,在分子识别中起着关键的作用。
1)、静电作用静电作用是指荷电基团、偶极以及诱导偶极之间的各种静电吸引力。
酶、核酸、生物膜、蛋白质等生物大分子的表面都具有可电离的基团和偶极基团存在,很容易与含有极性基团的底物或抑制剂等生成离子键和其它静电作用。
(1).离子键生物大分子表面的带电基团可以与药物或底物分子的带电基团形成离子键。
这种键可以解离。
(2).离子-偶极作用药物分子和受体分子中O、S、N和C原子的电负性均不相等,这些原子形成的键由于电负性差值可以产生偶极现象。
分子间的相互作用力·教学设计
一、教学目标
(1)知识和能力目标:认识分子之间存在相互作用力—斥力和引力,并能从日常生活中的现象得出结论,并有结论去解释别的现象。
培养学生抽象思维能力,总结和分析推理的能力和观察实验的能力。
(2)过程与方法目标:认识科学眼界的基本过程和一般方法,体验研究活动的乐趣;学会运用观察,实验,识图等方法获取信息,并运用想像(类化,分析,归纳等方法)处理加工信息,获取知识。
(3)情感态度与价值观目标:通过引导学生观察周围的自然现象,并用分子间的相互作用力来解释一些日常生活中的现象,增强了学生对生活和自然界中物理现象的好奇心和探究欲,激发学生动手做实验的兴趣,培养学生勤于思考,勇于探索的科学精神和积极态度。
二、重点、难点的分析
1.重点内容有两个,一是知道分子间存在空隙,且分子间既存在引力也存在斥力.分子之间存在间隙和分子之间有引力和斥力的一些演示实验和事实,推理论证出分子之间存在着引力和斥力;
2.难点是对分子间引力和斥同时存在的理解。
形象化理解分子间作用力跟分子间距离关系。
三、教具
1.演示分子间存在引力的实验。
两个圆柱形铅块(端面刮光、平滑)、支架、钩码若干。
弹簧秤,绳子,橡皮
2,分子间相互作用力的视频,及PPT
四教材分析和教学建议
分析:分子间存在着相互作用力,教材首先通过两段铅柱连接在一起的演示实验,说明了分子间存在吸引力,然后利用固体和液体很难压缩这一事实,说明分子间存在排斥力。
实际上分子间的引力和斥力是同时存在的,而且随着分子间的距离改变而改变,这是本节教材的重点,也是难点。
在教学过程中要重点抓住分子间的引力和斥力随分子间距离变化的关系,辩证地分析问题,着重培养学生正确的思想方法。
建议:
1、在说明分子间存在着相互作用力时,可以让学生先举例,教师再补充,并利用一些小实验来强化。
3、有弹簧来形象化理解分子间作用力跟分子间距离关系。
五.教学方法
本节课我除了采用教授法,实验法,分析归纳法、自主探究法、总结反思法外将更多的以多媒体课件.....为载体,突出“从可以直接感知的现象推测无法直接感知的事实”这种研究微观世界的新方法。
教学过程(一)引入新课
我们知道物质有很小的分子组成,又通过上一节课扩散现象的学习,我们知道扩散是指不同物质在相互接触时彼此进出对方的现象。
那么同学们有没有想过为什么会发生这中现象呢?我们生活的世界物质有可种各样的形状,又是什么神奇的力量让他们固定这样的形状呢?(此处停顿,让同学们猜想)下面就按我们带着这样的疑问,开始今天的学习。
板书:分子间的相互作用力
复习回顾:
在学习前我们看段视频回顾下扩散现象,看完后请同学们告诉我,扩散现象的实质是什么?
学生:扩散现象不仅说明分子在永无停息的做无规则运动,还反映了分子之间有间隙。
老师:同学们回答的很好,我们生活中的物质以一定体积形态聚集在一起,可他的分子间有间隙,是神力量使它们之间的分子聚在一起呢?。
那么通过分子间有空隙,固体或液体大量分子能聚在一起形成固定的形状或体积。
这两方面事实我们是否能推出分子之间存在相互吸引力呢?
二.分子间存在引力
(1)演示实验:
(由于实验室铅块不便我演示,所以决定采用视频的方式,既真实又形象)下面请同学们,看这则视频,讨论铅块为什么会在一起?
两个圆柱体形铅块,当把端面刮平后,让它们端面紧压在一起,合起来后,它们不分开,而且悬挂起来后,下面还可以吊起一定量的重物。
说明:请同学回答。
老师做补充:分子间存在引力,分子间的引力使它们聚合在一起保持一定的体积,使它们在一起的分子不再分散开。
(2)生活中存在引力的实力
学生:粉笔在黑板留下字迹,折断棒子要费很大的力气,橡皮很难压缩或拉伸三,分子之间存在斥力
老师:同学们回答的很好,刚刚有同学提到折断一根木棍,折断一根绳子,却要费相当大的力气,这是什么原因呢?仅仅是因为引力太大吗?如果分子间只有引力,分子间又有间隙,那么物质都会吸到一起,那么世界上的万物不就都变成一个个小球了吗?但事实并不是这样,说明必然有阻碍阴历的力存在,我们把这种力叫斥力!所以说明分子间存在斥力,分子间的斥力使得已经离得很近的物体分子很难再进一步压缩。
四,分子之间既有引力又有斥力综上可得出;可以回答使它们聚合,或难以压缩的原因是因为分子之间既存在引力有存在斥力,分子间的引力
板书:分子间同时存在相互作用的引力和斥力
(三)分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系
1,由于分子间相互作用力的微观性,无法通过实验去探究,可以有弹簧来感知。
(利用FLASH课件的演示)分子间就好像连着弹簧的小球(以弹簧为例,请同学上讲台,分别压缩,拉伸弹簧,并说出感受),总结:当分子间的距离很小时,作用力表现为斥力,当分子间的距离稍大时,作用力表现为引力,如果分子间相距很远,作用力就变得十分微弱可以忽略。
(板书)设平衡位置为r
当R>r时表现为引力
当R<r时表现为斥力
当R>>r时力很微弱,忽略不计
(四)课堂巩固练习:
1.把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面(如图3)。
如果你想使玻璃板离开水面,用手向上拉橡皮筋,拉动玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力?动手试一试,并解释为什么?
课堂上,表演后让学生回答。
正确答案是:拉力会大于玻璃板的重力。
玻璃板离开水面时水会发生分裂,由于水分子之间有引力存在,外力要克服这些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力。
玻璃板离开水面后,可以看到玻璃板下表面上仍有水,说明玻璃板离开水时,水层发生断裂。