分子间作用力与分子的性质
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分子间作用力与物质性质的关系近年来,分子间作用力与物质性质的关系成为科学界研究的热门话题。
分子间作用力是指分子之间的相互作用力,是物质性质的重要决定因素之一。
本文将从分子间作用力对物质的物理性质、化学性质以及生物性质的影响三个方面进行探讨。
一、分子间作用力对物质的物理性质的影响1. 熔点和沸点分子间作用力与物质的熔点和沸点密切相关。
分子间作用力较强的物质,其分子间结合力较大,熔点和沸点较高;相反,分子间作用力较弱的物质,其熔点和沸点较低。
例如,离子晶体由于离子间的静电作用较强,熔点较高;而分子间作用力较弱的非极性分子,如氯仿,其熔点相对较低。
2. 导电性和溶解性分子间作用力还直接影响物质的导电性和溶解性。
具有离子键或极性分子键的物质,由于分子间作用力较大,离子或极性分子在溶液中能够解离或形成氢键,导致物质具有较好的导电性和溶解性。
例如,氯化钠具有离子结构,能够在水中快速溶解并形成导电的溶液。
3. 质量密度和硬度分子间作用力还对物质的质量密度和硬度产生影响。
分子间作用力较强的物质,其分子间距较小,分子排列较紧密,导致质量密度较大。
例如,金属物质由于具有金属键,分子间作用力较强,质量密度往往较大。
此外,分子间作用力还会影响物质的硬度。
晶体由于离子或分子间的结合力较强,往往具有较高的硬度。
二、分子间作用力对物质的化学性质的影响1. 化学反应速率分子间作用力与物质的化学反应速率呈反比关系。
分子间作用力较强的物质,分子间的碰撞频率较低,反应速率较慢。
相反,分子间作用力较弱的物质,分子间的碰撞频率较高,反应速率较快。
例如,液氨的分子间作用力较强,反应速率较慢,而液体溴的分子间作用力较弱,反应速率较快。
2. 化学稳定性分子间作用力还与物质的化学稳定性密切相关。
分子间作用力较强的物质,分子结构较稳定,不容易发生化学反应。
分子间作用力较弱的物质,由于分子间的相对运动较大,分子结构较不稳定,容易发生化学反应。
例如,乙酸在常温下能够逐渐分解,而乙醇由于氢键的存在具有较高的化学稳定性。
§3 分子间作用力和氢键一、分子间作用力1、极性分子与非极性分子每个分子中正、负电荷总量相等,整个分子是电中性的。
但对每一种电荷量来说,都可设想一个集中点,称“电荷中心”。
在任何一个分子中都可以找到一个正电荷中心和一个负电荷中心。
⑴极性分子:若正电荷中心和负电荷中心不相互重合的分子叫极性分子。
⑵非极性分子:若正电荷中心和负电荷中心相互重合的分子叫非极性分子。
⑶在简单双原子分子中,如果是两个相同的原子,由于电负性相同,两原子所形成的化学键为非极性键,这种分子是非极性分子。
如果两个原子不相同,其电负性不等,所形成的化学键为极性键,分子中正负电荷中心不重合,这种分子就为极性分子。
⑷复杂的多原子分子来说,若组成的原子相同(如S8、P4等),原子间的化学键一定是非极性键,这种分子是非极性分子(O3除外,它有微弱的极性)。
如果组成的原子不相同(如CH4、SO2、CO2等),其分子的极性不仅取决于元素的电负性(或键的极性),而且还决定于分子的空间构型。
如CO2是非极性分子,SO2是极性分子。
2、分子偶极矩(μ):衡量分子极性的大小⑴μ=q.d d为偶极长(正负电重心之间的距离),d为正负电荷中心上的电荷量,μ可用实验测定,单位是库·米(C·m)。
⑵应用:①若某分子μ=O则为非极性分子,μ≠0为极性分子。
μ越大,极性越强,因此可用μ比较分子极性的强弱。
如μHCl=3.50×10-30 C·m,μH2O=6.14×10-30 C·m②用μ验证或判断某些分子的几何构型。
如NH3和BeCl3都是四原子分子。
μNH3=4.94×10-30 C·m,μBeCl3=0 C·m,说明NH3是极性分子为三角锥形,BeCl3为非极性分子为平面三角形的构型。
⑶诱导偶极和瞬间偶极①诱导偶极:外电场影响下所产生的偶极②瞬间偶极:在某一瞬间,分子的正电荷重心和负电荷重心会发生不重合现象,这时所产生的偶极3. 分子间作用力(范德华力)化学键的结合能一般在-1 数量级,而分子间力的能量只有几个kJ · mol-1 。
第4节分子间作用力与物质性质【学习目标】1知道分子间作用力的广泛存在及其对物质性质(如熔点、沸点)的影响。
2、理解氢键的形成条件、类型、特点以及氢键对物质性质(如熔点、沸点、溶解度)影响。
3、了解范德华力、氢键与化学键的关系,会区分范德华力、化学键与氢键4、运用所学知识解释物质熔沸点变化的原因【教学重难点】分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响本节知识框架分子间普遍存分子间前预习区】范德华力【课1什么是范存在于某些原德华子或分子之间华力对物质的性质何影响?^氢键J物质熔点、沸点以及溶解度等性质2、氢键是化学键吗?氢键的形成条件是什么?氢键对物质的性质有何影响?分为哪几类?3、 氢键与范德华力、化学键的强弱关系是什么?请你根据表中的数据与同学交流讨论以下问题: (1)卤素单质熔化或气化时破坏的微粒间作用力是什么?卤素单质的熔、沸点有怎样的变化规律?(2 )导致卤素单质熔、沸点规律变化的原因是什么?它与卤素单质相对分子质量的变化 规律有怎样的关系?【预习达标区】1、下列氢化物在液态时, 分子间不存在氢键的是 ()A. HF B.H 2O C .NH D .CH2、 在 HCl 、 HBr 、HI 、HF 中, 沸点最低的是()A. HFB.HCl C.HBrD.HI【课堂互动区】【问题组1】范德华力与物质性质1. 比较CO 和CS 、CO 和ChHCHO 常温下的状态,判断这两组物质的熔沸点高低。
2. 两组物质熔沸点差异的主要原因是什么?3. 范德华力除与相对分子质量有关以外,还与什么因素有关? 【知识梳理1】升咼,是 ____________________ 增大的结果;例如, F 2、Cl 2、B 「2、I 2分子间作用力越来越 __________ ,熔沸点越来越__________ 。
3、范德华力主要影响物质的 _____________________ 的性质。
其影响规律是:①范德华力弱的时候物质一般呈 ___________ 态,强的时候一般呈 _______ 态氢键又可以②范德华力越强,物质的熔沸点越_____________ 。
化学反应中的分子间力在化学反应中,分子间力起着至关重要的作用。
分子间力是指分子之间的相互作用力,包括静电力、共价键和范德华力等。
这些力量的存在和相互作用决定了分子的结构、反应速率和性质。
本文将探讨化学反应中分子间力的不同类型及其作用。
1. 静电力静电力是由于正电荷和负电荷之间的相互吸引或排斥而产生的。
在化学反应中,离子间的静电力起着重要作用。
正离子和负离子之间的静电吸引力促使它们结合成为化合物。
例如,氯离子和钠离子的静电吸引力导致氯化钠的形成,这是常见的离子化合物之一。
2. 共价键共价键是由共享电子对而形成的化学键。
它是分子中原子之间的主要相互作用力之一。
共价键的强度取决于原子核附近电子的云密度。
当原子间的电子云重叠时,共享的电子会形成共价键。
这种共享电子对的共价键与分子的稳定和化学性质有关。
例如,氢氧化物分子中的氢和氧原子通过共价键结合在一起,形成稳定的水分子。
3. 范德华力范德华力是分子间的一种相互作用力,它是由于电子运动引起的分子偶极瞬时形成。
范德华力的强度取决于分子之间的距离和相互作用的极性。
这种力量对于形成液体和固体非常重要,它导致了液体的黏度和固体的强度。
另外,在分子间的范德华力的作用下,分子也具有互相吸引的性质。
例如,在溶液中,溶剂分子与溶质分子之间的范德华力导致它们相互吸引,从而使得溶质能够溶解在溶剂中。
4. 氢键氢键是一种特殊的静电相互作用力,它在分子间形成时涉及到氢原子与较电负原子之间的吸引力。
氢键通常出现在氢原子与氮、氧或氟原子之间。
氢键的形成和断裂对于很多生物分子的结构和功能具有重要影响。
例如,DNA中的碱基之间的氢键稳定了双链结构,保护了遗传信息的完整性。
综上所述,化学反应中的分子间力在控制分子的结构和性质方面起着关键作用。
静电力、共价键、范德华力和氢键是化学反应中常见的分子间力类型。
它们通过相互吸引、共享电子或电子云重叠等方式参与到物质的形成和变化中。
理解和掌握分子间力对于深入了解化学反应的机制和应用具有重要意义。
分子间作用力与物质的一些性质的关系(1)分子间作用力与物质的沸点和熔点气体分子能够凝结为液体和固体,是分子间作用力作用的结果。
分子间引力越大,则越不易气化,所以沸点越高,气化热越大。
固体熔化为液体时也要部分地克服分子间引力,所以分子间引力较大者,熔点较高,熔化热较大。
①稀有气体和一些简单的对称分子的沸点和熔点随相对分子质量增大而升高。
在稀有气体的原子里,电子云和核之间经常产生瞬时的相对位移,因而产生瞬时偶极,这样便产生了原子间的引力。
从He 至Rn 随着原子序数增加,原子核与最外层的电子联系相应减弱,相应的原子的极化率(在单位电场强度下,由分子极化而产生的诱导偶极矩,用μ表示)也增加,因而加强了色散力。
这样一来,就增加了原子间的相互吸引力,所以相对原子质量越大,极化率越大,色散力也越大,反映在沸点上随相对原子质量增大而升高。
②同系物的沸点和熔点,随相对分子质量增大而升高,这是因为同系物的偶极矩大致相等,电离能也大致相等。
所以分子间引力的大小主要决定于极化率α的大小。
由于在同系物中相对分子质量越大的极化率也越大,因此沸点和熔点也就越高。
③同分异构体的极化率α相等,所以偶极矩越大的分子,分子间作用力越大,沸点越高。
表 同分异构体的偶极矩与沸点液体的互溶以及固态、气态的非电解质在液体里的溶解度都与分子间力有密切的关系。
例如,非极性分子组成的气体像稀有气体、2H 、2O 、2N 和卤素等溶于非极性液体,主要是由于溶质分子与溶剂分子之间色散力的作用;至于溶解于极性溶剂里,虽然有诱导力等,但仍然是色散力起主要作用。
因此,溶质或溶剂(指同系物)的极化率增大,溶解度增大,尤其当溶质和溶剂的极化率都增大时,这种效应更为明显。
极性溶剂的缔合作用主要是偶极间的相互作用,此种作用比溶质与溶剂分子间的诱导力大得多,所以非极性溶质在极性溶剂里的溶解度一般是很小的,这也就是平常所说的“相似相溶”的根据之一。
除上述一些性质外,分子间作用力还决定着物质的熵效应、气化热、粘度、表面张力、物理吸附作用,等等。
有机化学基础知识点分子间力与物质性质的关系有机化学作为化学的重要分支,研究有机物的结构、性质以及它们之间的相互作用。
在有机化学中,分子间力对于物质的性质起着至关重要的作用。
本文将从分子间力对物质性质的影响以及常见的分子间力类型进行探讨。
一、分子间力对物质性质的影响1. 沸点和熔点分子间力强的物质通常具有较高的沸点和熔点。
这是因为在高分子间力作用下,分子之间的结合较为牢固,需要更高的温度才能克服分子间力,使物质从固态或液态转变为气态。
2. 溶解度分子间力也对物质的溶解度产生显著影响。
通常来说,具有相似性质的物质更容易相互溶解。
例如,极性分子与极性分子之间的分子间力相对较强,因此极性物质更容易相互溶解,而与之相反的是,非极性物质间的相互作用较弱。
3. 导电性分子间力对于物质的导电性也有一定的影响。
在有机化合物中,分子间力相对较弱,不能带来自由电子的移动,因此大部分有机物质都不导电。
然而,某些有机化合物如酸、碱和盐等,在溶液中能离解成离子,从而具备一定的导电性。
二、常见的分子间力类型1. 静电作用力静电作用力是分子间力的一种形式,由于正负电荷间的相互引力而产生。
当两个分子中的正负电荷之间存在相互吸引时,静电作用力被称为氢键。
氢键通常存在于含有氢原子和电负性较强的原子(如氧、氮和氟)的化合物中。
2. 范德华力范德华力是分子间力中相对较弱的一种类型。
它是由于分子间随机运动而导致的瞬时电荷分布不均引起的。
尽管范德华力相对较弱,但在大量分子之间的作用下,它可以显著影响物质的性质,如相对溶解度。
3. 疏水力疏水力是分子间力的一种特殊形式,它是由于非极性分子间的作用而产生的。
当非极性分子相互接近时,由于电子云的分布不均匀,分子间会产生吸引力。
疏水力是指这种非极性分子间的疏水相互作用。
疏水力在有机物质的溶解度和聚集体形成等方面起着重要作用。
总结起来,有机化学中分子间力是影响物质性质的重要因素之一。
通过了解和研究分子间力的类型和特点,我们能够更好地理解有机化合物的性质及其相互作用,为有机化学的研究和应用提供理论基础。