第4节 分子间作用力与物质性质
【学习目标】
1.了解分子间作用力的广泛存在及对物质性质的影响。 2.了解氢键的形成条件、类型和特点。
3.列举含有氢键的物质，知道氢键对物质性质的影响。 【新知导学】 一、范德华力与物质性质 1．分析讨论，回答下列问题：
(1)液态苯、汽油等发生汽化时，为何需要加热？
(2)降低氯气的温度，为什么能使氯气转化为液态或固态？
(3)卤素单质F2、Cl2、Br2、I2，按其相对分子质量增大的顺序，物理性质(如颜色、状态、熔点、沸点)有何变化规律？
2．上述事实能够说明：
(1)范德华力是______之间普遍存在的一种相互作用力，它使得许多物质以一定的聚集状态存在。
(2)一般来说，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越____。物质的熔、沸点越____。 【归纳总结】 1.范德华力
(1)实质：______作用。
(2)大小：范德华力的作用能通常比化学键的键能小得多，化学键的键能一般为__________
kJ·mol1，而范德华力的作用能一般只有______ kJ·mol1。
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(3)特征：范德华力没有______性和______性，只要分子周围空间允许，当气体分子凝聚时，它总是__________________。
(4)影响因素：主要包括__________________、分子的空间构型以及分子中电荷分布是否均匀等。
2.范德华力对物质性质的影响 (1)对物质熔、沸点的影响
①组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点就越____。例如熔、沸点：CF4______CCl4____CBr4____CI4。
②组成相似且相对分子质量相近的物质，分子电荷分布越不均匀，范德华力越大，其熔、沸点就越____，如熔、沸点：CO____N2。
③在同分异构体中，一般来说，支链数越多，熔、沸点就越____，如沸点：正戊烷____异戊烷____新戊烷。 (2)对物质溶解性的影响
溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越____，溶解度越大。 【活学活用】
1．下列有关范德华力的叙述正确的是( )
A．范德华力的实质是一种电性作用，所以范德华力是一种较弱的化学键 B．范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同 C．稀有气体固态时原子间不存在范德华力
D．范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量 2．回答下列问题：
(1)下列有关范德华力的强弱比较正确的是____(填字母)。 A．CH4＞CH3CH3
B．CH3CH2CH2CH2CH3＞C．SO2＜CO2
D．
(2)ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：_________________。
熔点/℃ 沸点/℃ GeCl4 －49.5 83.1 GeBr4 26 186 GeI4 146 约400 (4)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如下图所示，呈现这种变化关系的原因是________________________________________________________________________。
二、氢键与物质性质
1．比较H2O和H2S的分子组成、空间构型，分析H2O的熔、沸点比H2S高的原因是什么？
2．氢键的概念与形成条件
(1)氢键的概念：带部分正电荷的氢原子和另一个分子中__________的原子充分接近时，产生________和一定程度的轨道重叠作用，这种作用叫氢键。
(2)氢键的表示方法：通常用X—H?Y表示氢键，式中X和Y代表______，“—”代表______，“?”代表______。 (3)氢键的形成条件：
①要有一个与________很大的元素X形成________键的氢原子，如H2O中的氢原子。 ②要有一个________很大，含有__________并带有部分________的原子Y，如H2O中的氧原子。
③X和Y的原子半径______，这样空间位阻较小。 3．氢键的类型
(1)______氢键，如：(2)______氢键，如：
(邻羟基苯甲醛)。
(对羟基苯甲醛)。
4．氢键的特征
(1)方向性：X—H?Y中的三原子总是尽可能沿______分布，这样可使X与Y原子电子云之间的排斥力最小，形成的氢键最强，体系更稳定。
(2)饱和性：每个X—H只能与一个Y形成氢键，原因是氢原子的半径小，再有一个Y原子接近时，会受到X、Y原子电子云的排斥。 5．氢键对物质物理性质的影响
(1)对物质熔、沸点的影响：分子间存在氢键的物质，物质的熔、沸点明显____，如NH3>PH3；同分异构体分子间形成氢键的物质比分子内形成氢键的物质熔、沸点____，如邻羟基苯甲酸____对羟基苯甲酸。
(2)对物质溶解度的影响：溶剂和溶质之间形成氢键使溶质的溶解度______，如NH3、甲醇、甲酸等易溶于水。
(3)对物质密度的影响：氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度____。 (4)氢键对物质电离性质的影响：如邻苯二甲酸的电离平衡常数Ka1比对苯二甲酸的电离平衡常数Ka1____很多。 【归纳总结】
1.氢键比化学键____，比范德华力____。既可以存在于分子______又可以存在于分子______。 2．氢键有饱和性、方向性。一般X—H?Y中三原子在________上。如水结冰体积膨胀，是因为冰中所有水分子通过有方向性和饱和性的氢键互相联结成晶体，而液态水中只有大部分水分子以氢键结合成为(H2O)n。
3．氢键的存在__________分子间作用力，引起物质的熔、沸点反常。如H2O、HF、NH3的沸点分别比ⅥA、ⅦA、ⅤA族其他元素的氢化物的沸点高出许多。 【活学活用】
3．下列事实与氢键无关的是( )
A．液态氟化氢中有三聚氟化氢(HF)3分子存在 B．冰的密度比液态水的密度小
C．乙醇能与水以任意比混溶而甲醚(CH3—O—CH3)难溶于水 D．NH3比PH3稳定
4．下列物质的性质可用氢键来解释的是( ) A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高 C．
、H—O—H、C2H5—OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱
D．CH3—O—CH3、C2H5OH的沸点依次升高 【学习小结】
