高二化学氢键与物质性质
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教学时间 第十九周 6月30日 本模块第19课时
教学
课题 专题 专题3微粒间作用力与物质性质
单元 第四单元分子间作用力 分子晶体
节题 第二课时氢键的形成
教学目标 知识与技能 1.结合实例说明氢键的涵义、存在
2.结合实例说明化学键和氢键的区别。
3.知道氢键的存在对物质性质的影响
过程与方法 进一步学习微观的知识,提高分析问题和解决问题的能力和联想比较思维能力。
情感态度
与价值观 通过学习分子间氢键的存在,体会化学在生活中的应用,增强学习化学的兴趣;
教学重点 氢键的存在对物质性质的影响
教学难点 氢键的存在对物质性质的影响
教学方法 探究讲练结合
教学准备
教
学
过
程
教师主导活动 学生主体活动
二、 氢键
思考:观察课本P51页图3-29,第ⅥA族元素的气态氢化物的沸点随相对分子质量的增大而升高,符合前面所学规律,但H2O的沸点却反常,这是什么原因呢?
[讲解]
(一)、氢键的成因:
当氢原子与电负性大的原子X以共价键相结合时,由于H—X键具有强极性,这时H相对带上较强的正电荷,而X相对带上较强的负电荷。当氢原子以其唯一的一个电子与X成键后,就变成无内层电子、半径极小的核,其正电场强度很大,以至当另一HX分子的X原子以其孤对电子向H靠近时,非但很少受到电子之间的排斥,反而互相吸引,抵达一定平衡距离即形成氢键。
(二)、氢键的相关知识
1.氢健的形成条件:半径小、吸引电子能力强的原子( N 、
O 、 F )与H核。
P51
讨论后口答
理解
教
学
过
程 教师主导活动 学生主体活动
2.氢键的定义:半径小、吸引电子能力强的原子与H核之间的
很强的作用叫氢键。通常我们可以把氢键看做一种比较强的分子间作用力。
3.氢键的表示方法:X—H···Y(X、Y可以相同,也可以不同)
4.氢键对物质的性质的影响:可以使物质的熔沸点 升高 ,还对物质的 溶解度
氢键的形成以及对物质性质的影响
090901135 姚瑶
摘要:本文主要论述了氢键的本质,形成,种类以及对物质性质的影响,阐述了氢键形成的条件以及分子中存在氢键物理和化学性质的变化。
关键词:氢键,形成条件,影响
在高中化学课本必修2第二章中讲微粒之间的相互作用力涉及到氢键的内容,NH3,H2O,HF等分子之间存在一种比分子间作用力稍强的相互作用,这种相互作用叫氢键。氢键是已经以共价键与其他原子键合的氢原子与另一个原子间产生的分子间作用力。
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,与另一个分子中半径较小,非金属性很强的原子Y(N,O,F)产生较强的静电吸引,形成氢键,通式X-H…Y-H(X,Y可同可不同,一般为N,O,F)。氢键可以分为分子间氢键和分子内氢键。根据氢键的形成条件,CHF3满足氢键形成条件,但CHF3能否形成分子间氢键?形成氢键必须满足俩个基本条件,第一:分子中必须有一个与电负性很强的元素形成强极性键的氢原子,第二:另一分子中必须有带孤对电子对,电负性大,且原子半径小的元素(如F,O,N等),因为氢原子的特点是原子半径小,结构简单,核外只有一个电子,无内层电子,它与电负性大的元素形成共价键后,电子强烈电负性大的元素一边,使氢几乎成为赤裸的质子,呈现相当强的正电负性,因此它易与另一分子中电负性大的元素接近,并产生静电吸引作用,从而形成氢键。但分析CHF3的结构,其中的H原子是不符合形成氢键条件的,
因为H是和电负性不太大的C原子相连的。在CHF3分子中,三个F原子和C相连,F原子电负性很大,是否会由于三个F对C的作用从而诱导H有了较大的正电性而能够形成氢键呢?我们知道,若分子间形成氢键,则同类型化合物的熔沸点将出现异常现象。因为氢键的形成会使分子间有了较强的结合力,化合物的熔点和沸点会显著升高。如某些氢化物的沸点递变顺序:NH3>PH3>AsH3>SbH3结构和组成相似的分子型物质,沸点随分子量增大而升高,但这里却出现意外,原因是HF,H2O,NH3分子间形成了氢键。再考虑CHF3,若能形成分子间氢键,那么在CHX3的同类型化合物中也应出现沸点变化的异常现象,而通过实验数据却给出了否定答案
1 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。
答案 解析 依据氢键的表示方法及形成条件画出。 2
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
第二章分子结构与性质
3分子结构与物质的性质
教学目标
1. 了解分子可以分为极性分子和非极性分子
2. 熟悉两种常见的分子间作用力:范德华力和氢键;了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。
3. 结合实例初步认识分子的手性以及手性分子在生命科学和药物合成中的应用,培养科学态度和社会责任方面的核心素养。
教学重难点
重点:
极性分子和非极性分子的判断;分子间作用力、氢键及其对物质性质的影响
难点:
极性分子和非极性分子的判断;手性分子的概念
教学过程
一、导入新课
气体在加压或降温时为什么会变成液体或固体?学生联系实际生活中的水的结冰、气体的液化,讨论、交流。
二、新课讲授
1、共价键的极性
【师】由相同或不同原子形成的共价键、共用电子对在两原子出现的机会是否相同?
【学生活动】讨论回答
【师】一般说来,同种原子形成的共价键中的电子对不发生偏移,是非极性键。而由不同原子形成的共价键,电子对会发生偏移,是极性键。
【提问】共价键有极性和非极性;分子是否也有极性和非极性?
【学生活动】讨论回答
【师】由极性键形成的双原子、多原子分子,其正电中心和负电中心重合,所以都是非极性分子。如:H2、N2、C60、P4。
含极性键的分子有没有极性,必须依据分子中极性键的极性向量和是否等于零而定。当分子中各个键的极性的向量和等于零时,是非极性分子。如:CO2、BF3、CCl4。当分子中各个键的极性向量和不等于零时,是极性分子。如:HCl、NH3、H2O。 【总结】
分子 共价键的极性 分子中正负
电荷中心 结论 举例
同核双原子分子 非极性键 重合 非极性分子 H2、N2、O2
异核双原子分子 极性键 不重合 极性分子 CO、HF、HCl
异核多原子分子 分子中各键的向量和为零 重合 非极性分子 CO2、BF3、CH4
分子中各键的向量和不为零 不重合 极性分子 H2O、NH3、CH3Cl