高二人教版化学选修3课件2-3-2范德华力、氢键及其对物质性质的影响与溶解性

二、氢键
1. 氢键概念
氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经 与电负性很强的原子形成共 价键的氢原子与另 一分子中电负性很强的原子之间的作用力.
2.氢键的形成过程
水分子间形成的氢键
例如 (1)分子间氢键： (2)分子内氢键：
3、氢键形成条件
4.氢键的表示方法：
X —— H ···Y Ｘ、Ｙ两原
子可以相同
化
学
氢
键
键
5. 氢键强弱
氢键强弱与X和Y的吸引电子的能力有关， 即与X和Y的电负性有关.它们的吸引电子能力越 强(即电负性越大)，则氢键越强，如F原子得电 子能力最强，因而F-H…F是最强的氢键; 原子吸 引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：
F-H…F > O-H…O > O-H…N > N-H…N C原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。
请分析下表中数据
分子 CO
相对分 子质量
28
分子的 极性
极性
熔点/℃ 沸点/℃ -205.05 -191.49
N2
28 非极性 -210.00 -195.81
（2）相对分子质量 相同 或 相近 时，分子的极性 越 大 ，范德华力越 大 ，熔、沸越 高 。
【课堂练习】
（1）将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的 分子间作用力
第三节 分子的性质
范德华力和氢键
学习目标：
1.掌握范德华力对物质的物理性质的影响。
2.了解氢键的实质、形成条件及对物质的物理 性质的影响。
【问题展示】
干冰气化现象是物理变化还是化学变化？
干冰气化过程中有没有破坏其中的化学 键？
那为什么干冰气化过程仍要吸收能量呢？
物质三相之间的转化也伴随着能量变化。 这说明：分子间也存在着相互作用力。

雾凇是由过冷水滴凝结而成。 这些过冷水滴不是天上掉下来 的，而是浮在气流中由风携带 来的。当它们撞击物体表面后， 会迅速冻结。由于雾滴与雾滴 间空隙很多，因此呈完全不透 明白色。雾凇轻盈洁白，附着 物体上，宛如琼树银花，清秀 雅致，这就是树挂(又称雪挂)。
知识点三、氢键
概念解读
1、概念 一种特殊的分子间作用力 电负性很强的原子 如：F 、O、N
交流讨论
学习小结
1.判断分子极性的方法
2.范德华力、氢键对物质性质影响的 规律
(一1)定 由是 非非 极极 性性 键分 构子 成， 的如双H原2、 子O分2 等 子。(物1)理 范性 德质 华； 力组 ：成 影和 响结 物构 质相 的似 熔的 、物 沸质 点， 等
(2)由极性键构成的分子可能是极 随相对分子质量的增大，物质的熔、
范德华力。
把分子聚集在一起的作用力
知识点二、范德华力
数据解读
1、含义：分子间的普遍存在作用力，使物质能以凝聚态存在。 2、特征：①很弱，约比化学键能小1-2数量级； ②无方向性，无饱和性。 3、影响因素： ① M 相同或相近时，分子极性越大，范德华力越大；
②结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大。
2、分子内氢键
如：苯酚邻位上有-CHO -COOH、-OH和-NO2时，由氢键组成环的特殊结构
知识点三、氢键 氢键性质及应用
现象分析
1. 氢键的强弱 X—H ... Y—
X和Y的电负性越大，吸引电子能力越强，则氢键越强 如：F 电负性最大，得电子能力最强，因而F-H…F是最强的氢键
氢键强弱顺序： F-H…F > O-H…O > O-H…N > N-H…N
Na2O2
NaOH

O 、__ F 中的一种，“—”表示_______ 共价键 ，“…”表示形成的___ 氢 __ 键。 ___
(3)特征。 ①比化学键的键能小1～2个数量级，不属于化学键，但比范 强。 德华力___ 方向 性和_____ 饱和 性。 ②具有一定的_____ (4)类型。 分子间 氢键，如水中：O—H…O—； ①_______ 分子内 氢键，如。 ②_______
【解析】选B。范德华力普遍存在于分子之间，但也必须满足 一定的距离要求，若分子间距足够大分子之间也难以产生相 互作用。
4.根据物质的“相似相溶”的一般规律，说明溴、碘单质在 四氯化碳中比在水中的溶解度大，下列说法正确的是( A.溴、碘单质和四氯化碳中都含有卤素 B.溴、碘是单质，四氯化碳是化合物 C.Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而水是极性 分子 D.以上说法都不对 【解析】选C。Br2、I2是非极性分子，它们易溶于非极性溶 剂——CCl4，而在极性溶剂——水中的溶解度较小。 )
5.下列分子中，不含手性碳原子的是(
)
【解析】选B。如果一个碳原子连接四个不同的原子或原子团，
这样的碳原子叫手性碳原子，B选项中的物质不含这样的碳原
子。
6.HCl分子中氢氯键(H—Cl)的键能大约是HCl分子间范德华力 的多少倍( A.20 ) B.2 C.0.5 D.0.05
【解析】选A。氢氯键(H—Cl)的键能为431.8kJ·mol-1，HCl分 子间范德华力为21.14kJ·mol-1，所以HCl分子中氢氯键(H—Cl) 的键能大约是HCl分子间范德华力的20.43倍，故选A。
2.下列叙述中正确的是(
)
A.离子化合物中不可能存在非极性键 B.非极性分子中不可能既含极性键又含非极性键 C.非极性分子中一定含有非极性键 D.不同非金属元素原子间形成的化学键都是极性键

有方向性、有饱 和性
范德华力和氢键 范德华力、氢键及共价键的比较
第 14 页 的
强度比 较
范德华力
氢键
共价键>氢键>范德华力
共价键
影响强 度的因
素
①随着分子极性的增 大而增大
②组成和结构相似的 物质，相对分子质量 越大，范德华力越大
对于A— H…B—，A、 成键原子半径 B的电负性越 越小，键长越 大，B原子的 短，键能越大， 半径越小，键 共价键越稳定
NH3溶于水溶液呈碱性
分子间氢键
在学习化学的过程中还有什么地方能用氢键的知识来解释的？
(1)水的特殊物理性质
(2)蛋白质结构中存在氢键
(3)核酸DNA中也存在氢键 (4)甲醇易溶于水
(5)乙醇与水互溶
…………
范德华力和氢键 水的物理性质:
问题探究第 11 页
的
水的熔 水的沸 水在0 ℃时 水在4 ℃时 水在20 水在100 点(℃) 点(℃) 密度(g/ml) 密度(g/ml) ℃时密度 ℃时密度
(g/ml) (g/ml)
0.00 100.00 0.999841 1.000000 0.998203 0.958354
讨论水的特殊性： (1)水的熔沸点比较高？ (2)为什么水结冰后体积膨胀？ (3)为什么水在4℃时密度最大？
范德华力和氢键
图片解读第 12 页
的
液态水中的氢键
水的特殊性
范德华力和氢键 范德华力、氢键及共价键的比较
能越大
范德华力和氢键
范德华力、氢键及共价键的比较 范德华力
氢键
第 15 页 的
共价键
对 物 质 性 质 的 影 响
① 溶 ② 随 物 FC2F<质解影 组 相4C<的度响 成 对Cl2<C熔等物和分Bl4、物质结子r<2C<沸理的构质IB2点性熔相量，r4升质、似的高沸的增点物大。，质如，，点存熔在增：、 水在大分HNFH沸 中子，，H>23点 的使如间OH>>PC熔升 溶物氢HHl，、高 解质键23S沸度的的，，

5.特征： 具有方向性， 具有饱和性。
氢键对物质性质的影响
分子间氢键 1.类型 分子内氢键
2、对性质的影响：
O
O
N
H
O
邻硝基苯酚中的分子内氢键
熔沸点：（1）分子间氢键：升高
（2）分子内氢键：降低
溶解度：一般与溶剂形成分子间氢键可使
溶解度升高，分子内则降低。
沸点/℃ 100
H2O
75
50
25 HF
21.14 431.8
23.11 366
26.00 298.7
范德华力很弱，约比化学键能小1-2数量级
二、范德华力及其对物质性质的影响
(2) 范德华力与相对分子质量的关系
分子
HCl HBr
HI
相对分子 质量
范德华力 (kJ/mol)
36．5 21.14
81 23.11
128 26.00
结构相似，相对分子质量越大，范德 华力越大
第三节 分子的性质
分子间作用力
分子间存在着将分子聚集在一起的作用 力，这种作用力称为分子间作用力.常见的 为范德华力和氢键
二、范德华力及其对物质性质的影响 范德华力的特点
（1）广泛存在（由分子构成的物质） （2）作用力弱、是短程力 （3）主要影响物质的物理性质（熔沸点）
由分子构成的
化学键与范德华力的比较
手性合成
五、手性
乳酸分子CH3CH(OH)COOH有以下两 种异构体：
五、手性
具有手性的有机物，是因为含有手性碳原子 造成的。 如果一个碳原子所联结的四个原子或原子团
各不相同，那么该碳原子称为手性碳原子，
记作﹡C 。
注意：也有一些手性物质没有手性碳原子

下列关于范德华力的叙述中，正确的是(
)
A．范德华力的实质是一种静电作用，所以范德华力是
一种特殊的化学键
B．范德华力与化学键的区别是作用力的强弱问题 C．任何分子间在任意情况下都会产生范德华力 D．范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能 量
[解析]
A项范德华力是一种普遍存在于分子之间的作
用，不属于化学键，A错； C项分子间距离很大时难以产生 相互作用即不会产生范德华力，C错； D项虽然范德华力很 弱，破坏它一定需要消耗能量，否则违背了能量守恒原理， D错。 [答案] B
化中的作用。
[答案] B
1.相似相溶规律
(1) 内容：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶
质一般能溶于极性溶剂。 (2)应用 ①萘和碘为非极性溶质，易溶于非极性溶剂四氯化碳， 而难溶于极性溶剂水。蔗糖、氨易溶于极性溶剂水，难溶
于非极性溶剂四氯化碳。
②“相似相溶”规律还适用于分子结构相似的物质， 如乙醇分子中的 —OH 与水分子中的 —OH相似，因而乙醇能 与水互溶，而戊醇 (CH3CH2CH2CH2CH2OH) 中的烃基较大， 其中的 —OH 与水分子中的 —OH相似较小，故戊醇在水中的 溶解度明显减小。烃基越大，醇在水中的溶解度就越小， 羧酸也是如此。
若不断地升高温度，实现“雪花 → 水 → 水蒸气 → 氧气
和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要
相互作用依次是( ) A．氢键；分子间作用力；非极性键
B．氢键；氢键、分子间作用力；极性键
C．氢键；极性键；分子间作用力
D．分子间作用力；氢键；非极性键
[解析]
本题综合考查分子间作用力与化学键在物质变
4．氢键的形成条件 (1) 分子中必须有一个与电负性极大的元素原子形成强 极性键的氢原子。 (2) 分子中必须有带孤电子对、电负性大、而且原子半 径小的原子，主要是氮原子、氧原子、氟原子。

自主预习
一 二 知识精要 典题例解
合作探究
迁移应用
【例1】 某化学科研小组对范德华力提出了以下几种观点,你认 为正确的是 。 A.范德华力存在于所有物质中 B.范德华力是影响所有物质物理性质的因素 C.Cl2相对于其他气体来说,是易液化的气体,由此可以得出结论, 范德华力属于一种强作用 D.范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用 E.范德华力是普遍存在的一种分子间作用力,属于电性作用 F.范德华力比较弱,但范德华力越强,物质的熔点和沸点越高
自主预习
目标导航 预习导引 一 二 三
合作探究
三、氢键 1.定义:氢键是一种分子间作用力,它是由已经与电负性很大的原 子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另外一个电负性很大 的原子(如水分子中的氧)之间的作用力。 2.对水的影响:氢键的存在,大大加强了水分子之间的作用力,使 水的熔、沸点较高。 3.存在:氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形 成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。 4.类型:氢键不仅存在于分子间,还能存在于分子内,如邻羟基苯 甲醛可形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛可形成分子间氢键。 5.表示方式:A—H…B—,A、B为N、O、F,“—”表示共价键,“…” 表示形成的氢键。
自主预习
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合作探究
二、范德华力 1.降温加压时气体会液化,降温时液体会凝固,这是由于分子间存 在范德华力。该力很弱,约比化学键的能量小1~2数量级。 2.范德华力的影响因素:范德华力的大小主要取决于相对分子质 量和分子的极性。相对分子质量越大、分子的极性越大,范德华力 也越大。 Cl2、Br2、I2均为第ⅦA族元素的单质,它们的组成和化学性质相 似,你能解释常温下它们的状态分别为气体、液体、固体的原因吗? 答案:Cl2、Br2、I2的组成和结构相似,由于相对分子质量逐渐增 大,所以范德华力逐渐增大,故熔、沸点升高,状态由气体变为液体、 固体。

HF: F—H…F
H2O: O—H…O
NH3:
N—H…N
NH3和H2O： O—H…N
3.氢键的特点 (1).饱和性和方向性
a.由于 H 的体积小，1 个 H 只能形成一个氢键；
b.由于 H 的两侧电负性极大的两原子的负电排斥， 使(A — H ···B —)中A和B两个原子一般在H原子 两侧且呈直线排列。除非其它外力有较大影响时， 才改变方向。
Waals，1837~1923年)。荷兰科学家， 1910年获得诺贝尔物理奖。1837年6 月1日，生于莱顿。1873年，他获得 莱顿大学的博士学位，在论文中他 首次证明了分子体积以及分子间作 用力的存在。这种把分子聚集在一 起的作用力，叫做分子间作用力即
范德华力。
一、范德华力
1.使分子聚集在一起的作用力，其实质是电性引力。
范德华力和氢键及其对物 质性质的影响
夯实基础：
范德
华力 一、范德华力
和氢
键及
其对
物质
性质 的
二、氢键
影响
思考与交流
1、降温加压气体为什么会液化？ 2、降温时液体为什么会凝固？
—— 分子间存在一种使其聚集在一起的 作用力！
这种把分子聚集在一起的作用力，叫做 分子间作用力也称为范德华力。
资 料
范德瓦尔斯(J．D．van der
有分子内氢键 沸点： 44 － 45 ℃
(2).溶解度
若溶质与溶剂之间能形成氢键，物质的溶解度 较大。例如：NH3极易溶于水。
(3).物质的硬度
若分子之间存在氢键，物质的硬度增大！
(4).物质的密度——使物质密度反常！
例如：水的固体(冰)密度小于液体！
Why：冰的密度小于水的密度？

分
子
的 键能： 把X-H ······Y-H分解成 和
性
所需要的能量
质
科学视野——生物大分子中的氢键
科学视野——生物大分子中的氢键
能力方法
1.判断下列两种分子间存在什么作用力
分
（1）CH4 和H2O
子
的
（2）CH3 CH2OH和H2O
性
（3）CH4和CO2
质
能力方法
2.下列物质沸点由高到低的是（ ）
性
质
氢键：除范德华力外的另一种分子间作 用力，它是由已经与电负性很强的原 子形成共价键的氢原子与另一分子中 电负性很强的原子之间的作用力。
注意：不属于化学键。
2、氢键键能大小：
F—H---F O—H--- O N—H--- N
氢 键 键 能 28.1 (kJ/mol)
共 价 键 键 568 能(kJ/mol)
⑵ __B_在__A__中__的__溶__解__度__大__于__在__C_中__的__溶__解__度___
⑶ __A_与__B__不__发__生__化__学__反__应________________
溶解性的探究
四、溶解性
1．影响物质溶解性的因素
分 ⑴影响固体溶解度的主要因素是 子 ___________。 的 ⑵影响气体溶解度的主要因素是 性 _________和_________。 质 2．相似相溶规律：
质 影响范德华力的因素：
的 相对分子质量、分子的极性、空间结构等 影
响
氢键成因探究
从下两幅图中得到什么信息？如何用分 子间力解释曲线形状？
分 子 的 性 质
氢键成因探究
结论： H2O NH3 HF比同主族氢化物的沸点高？

请分析下表中数据
分子 CO
相对分 子质量
28
分子的 极性
极性
熔点/℃ 沸点/℃ -205.05 -191.49
N2
28 非极性 -210.00 -195.81
（2）相对分子质量 相同 或 相近 时，分子的极性 越 大 ，范德华力越 大 ，熔、沸越 高 。
【课堂练习】
（1）将干冰气化，破坏了CO2分子晶体的 分子间作用力
二、氢键
1. 氢键概念
氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经 与电负性很强的原子形成共 价键的氢原子与另 一分子中电负性很强的原子之间的作用力.
2.氢键的形成过程
水分子间形成的氢键
例如 (1)分子间氢键： (2)分子内氢键：
3、氢键形成条件Ｙ两原
观察下图,你发现什么?
沸点/℃100
H2O
75
50
25 HF
0
-25 NH3
-50
-75 -100 -125
H2S
HCl
PH3
SiH4 ×
H2Se AsH3
HB×r
GeH4
-150 CH4×
2
3
4
一些氢化物的沸点
H2Te SbH3
HI
×
SnH4
水、氟化氢 和氨的沸点 出现反常。
5 周期
【问题解决】
脚踏实地过好每一天，最简单的恰恰是最难的。拿梦想去拼，我怎么能输。只要学不死，就往死里学。我会努力站在万人中央成为别人的光。行为决定性格， 性格决定命运。不曾扬帆，何以至远方。人生充满苦痛，我们有幸来过。如果骄傲没有被现实的大海冷冷拍下，又怎么会明白要多努力才能走到远方。所有的 豪言都收起来，所有的呐喊都咽下去。十年后所有难过都是下酒菜。人生如逆旅，我亦是行人。驾驭命运的舵是奋斗，不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不 停止一日努力。失败时郁郁寡欢，这是懦夫的表现。所有偷过的懒都会变成打脸的巴掌。越努力，越幸运。每一个不起舞的早晨，都是对生命的辜负。死鱼随 波逐流，活鱼逆流而上。墙高万丈，挡的只是不来的人，要来，千军万马也是挡不住的既然选择远方，就注定风雨兼程。漫漫长路，荆棘丛生，待我用双手踏 平。不要忘记最初那颗不倒的心。胸有凌云志，无高不可攀。人的才华就如海绵的水，没有外力的挤压，它是绝对流不出来的。流出来后，海绵才能吸收新的 源泉。感恩生命，感谢她给予我们一个聪明的大脑。思考疑难的问题，生命的意义；赞颂真善美，批判假恶丑。记住精彩的瞬间，激动的时刻，温馨的情景， 甜蜜的镜头。感恩生命赋予我们特有的灵性。善待自己，幸福无比，善待别人，快乐无比，善待生命，健康无比。一切伟大的行动和思想，都有一个微不足道 的开始。在你发怒的时候，要紧闭你的嘴，免得增加你的怒气。获致幸福的不二法门是珍视你所拥有的、遗忘你所没有的。骄傲是胜利下的蛋，孵出来的却是 失败。没有一个朋友比得上健康，没有一个敌人比得上病魔，与其为病痛暗自流泪，不如运动健身为生命添彩。有什么别有病，没什么别没钱，缺什么也别缺 健康，健康不是一切，但是没有健康就没有一切。什么都可以不好，心情不能不好；什么都可以缺乏，自信不能缺乏；什么都可以不要，快乐不能不要；什么 都可以忘掉，健身不能忘掉。选对事业可以成就一生，选对朋友可以智能一生，选对环境可以快乐一生，选对伴侣可以幸福一生，选对生活方式可以健康一生。 含泪播种的人一定能含笑收获一个有信念者所开发出的力量，大于个只有兴趣者。忍耐力较诸脑力，尤胜一筹。影响我们人生的绝不仅仅是环境，其实是心态 在控制个人的行动和思想。同时，心态也决定了一个人的视野、事业和成就，甚至一生。每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。懒惰像生锈一样，比操劳更 消耗身体。所有的胜利，与征服自己的胜利比起来，都是微不足道。所有的失败，与失去自己的失败比起来，更是微不足道挫折其实就是迈向成功所应缴的学 费。在这个尘世上，虽然有不少寒冷，不少黑暗，但只要人与人之间多些信任，多些关爱，那么，就会增加许多阳光。一个能从别人的观念来看事情，能了解 别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。当一个人先从自己的内心开始奋斗，他就是个有价值的人。没有人富有得可以不要别人的帮助，也没有人穷 得不能在某方面给他人帮助。时间告诉你什么叫衰老，回忆告诉你什么叫幼稚。不要总在过去的回忆里缠绵，昨天的太阳，晒不干今天的衣裳。今天做别人不 愿做的事，明天就能做别人做不到的事。到了一定年龄，便要学会寡言，每一句话都要有用，有重量。喜怒不形于色，大事淡然，有自己的底线。趁着年轻， 不怕多吃一些苦。这些逆境与磨练，才会让你真正学会谦恭。不然，你那自以为是的聪明和藐视一切的优越感，迟早会毁了你。无论现在的你处于什么状态， 是时候对自己说：不为模糊不清的未来担忧，只为清清楚楚的现在努力。世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力。崇高的理想就像生长在高山上的鲜 花。如果要搞下它，勤奋才能是攀登的绳索。行动是治愈恐惧的良药，而犹豫、拖延将不断滋养恐惧。海浪的品格，就是无数次被礁石击碎又无数闪地扑向礁 石。人都是矛盾的，渴望被理解，又害怕被看穿。经过大海的一番磨砺，卵石才变得更加美丽光滑。生活可以是甜的，也可以是苦的，但不能是没味的。你可