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1、2022年高中化學 《分子間作用力 分子晶體》教案2 蘇教版選修3
【學習目標】
1.理解氫鍵的本質,能分析氫鍵的強弱,認識氫鍵的重要性
【學習內容】
二、 氫鍵
思考:觀察課本P51頁圖3-29,第ⅥA族元素的氣態(tài)氫化物的沸點隨相對分子質量的增大而升高,符合前面所學規(guī)律,但H2O的沸點卻反常,這是什么原因呢?
(一)氫鍵的成因:
當氫原子與電負性大的原子X以共價鍵相結合時,由于H—X鍵具有強極性,這時H相對帶上較強的正電荷,而X相對帶上較強的負電荷。當氫原子以其唯一的一個電子與X成鍵后,就變成無內層電子、半徑極小的核,其正電場強度很大,以至當另一HX分子的X原子以其孤對電子向H
2、靠近時,非但很少受到電子之間的排斥,反而互相吸引,抵達一定平衡距離即形成氫鍵。
(二)氫鍵的相關知識
1.氫健的形成條件:半徑小、吸引電子能力強的原子( N 、 O 、 F )與H核。
2.氫鍵的定義:半徑小、吸引電子能力強的原子與H核之間的很強的作用叫氫鍵。通常我們可以把氫鍵看做一種比較強的分子間作用力。
3.氫鍵的表示方法:X—H···Y(X、Y可以相同,也可以不同)
4.氫鍵對物質的性質的影響:可以使物質的熔沸點 升高 ,還對物質的 溶解度
等也有影響。
如在極性溶劑中,如果溶質分子和溶劑分子間能形成氫鍵,就會促進分子間的結合,導致溶解度增大。例如:由
3、于乙醇分子與水分子間能形成不同分子間的氫鍵,故乙醇與水能以任意比互溶。而乙醇的同分異構體二甲醚分子中不存在羥基,因而在二甲醚分子與水分子間不能形成氫鍵,二甲醚很難熔解于水。
5.影響氫鍵強弱的因素:與X—H···Y中X、Y原子的電負性及半徑大小有關。X、Y原子的電負性越大、半徑越小,形成的氫鍵就越強。常見的氫鍵的強弱順序為:
F—H···F O—H···O O—H···N N—H···N O—H···Cl
5.說明:氫鍵與范德華力之間的區(qū)別
氫鍵與范德華力同屬于分子間作用力;但兩者的不同之處在于氫鍵具有飽和性與方向性。所謂飽和性是指H原子形成一個共價健后,通常只能
4、再形成一個氫鍵。這是因為H原子比X、Y原子小得多,當形成X—H···Y后,第二個Y原子再靠近H原子時,將會受到已形成氫鍵的Y原子的電子云的強烈排斥。而氫鍵的方向性是指以H原子為中心的3個原子X—H···Y盡可能在一條直線上,這樣X原子與Y原子間的距離較遠,斥力較小,形成的氫鍵穩(wěn)定。綜上所述可將氫鍵看做是較強的、有方向性和飽和性的分子間作用力。
6.氫鍵可以在分子之間形成,也可在分子內部形成:如鄰羥基苯甲酸和對羥基苯甲酸。
【科學研究】
1.為何NH3、H2O、 HF的熔沸點比同主族相鄰元素的氫化物的熔沸點高呢?
2.為何NH3極易溶于水?
3.解釋水結冰時體積膨脹、密度減
5、小的原因。
4.氫鍵在生命體分子中的作用?
5.從氫鍵的角度分析造成尿素、醋酸、硝酸三種相對分子質量相近的分子溶沸點相差較大的可能原因。
6.氫鍵、化學鍵與范德華力
化學鍵
氫鍵
范德華力
概念
范圍
能量
性質影響
[習題研究]
1.下列物質中不存在氫鍵的是( )
A.冰醋酸中醋酸分子之間
B.一水合氨分子中的氨分子與水分子之間
C.液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間
D.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子與水分子之間
2.固體乙醇晶體中不存在的作用力是( )
A.極性鍵 B.非極性鍵 C.離子鍵 D.氫鍵
3.下列說法不正確的是( )
A.分子間作用力是分子間相互作用力的總稱
B.范德華力與氫鍵可同時存在于分子之間
C.分子間氫鍵的形成除使物質的熔沸點升高外,對物質的溶解度.硬度等也有影響
D.氫鍵是一種特殊的化學鍵,它廣泛地存在于自然界中
4.下列有關水的敘述中,可以用氫鍵的知識來解釋的是( )
A.水比硫化氫氣體穩(wěn)定 B.水的熔沸點比硫化氫的高
C.氯化氫氣體易溶于水 D.0℃時,水的密度比冰大