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《分子间作用力 分子晶体》课件(教师版)解析

分子晶体要熔化、要汽化都要克服分子间的作用力。 分子间作用力越大,物质熔化和汽化时需要的能量就越 多,物质的熔点和沸点就越高。
分子晶体熔化时,一般只破坏了分子间作用力,不 破坏分子内的化学键,但也有例外,如硫晶体(S8)熔 化时,既破坏了分子间的作用力,同时部分S-S键断裂, 形成更小的分子。
几种类型的晶体结构和性质
2、分子晶体的特点: 熔点低、硬度小、易升华。
某些分子晶体的熔点
分子晶体


白磷

熔点
-218.3 -210.1
44.2
0
分子晶体 硫化氢
甲烷
乙酸
尿素
熔点
-85.6
-182.5
16.7
132.7
3、典型的分子晶体
(1)所有非金属氢化物 如水、硫化氢、氨、氯化氢、甲烷等
(2)部分非金属单质 如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮 (N2)、 白
分布是否均匀等。
范德华力比化学键弱得多。一般来说,某 物质的范德华力越大,则它的熔点、沸点就越 高。对于组成和结构相似的物质,范德华力一 般随着相对分子质量的增大而增强。
二、氢键的形成
氧族元素的氢化物的熔点和沸点
温度/℃
100
H2O
0 H2O
H2Te 沸点
H2Se H2S
H2Te熔点
H2S H2Se
晶体类型 金属晶体 离子晶体 原子晶体 分子晶体
构成微粒 结 构 微粒间作
用力
金属离子、 自由电子
金属键
阴、阳离子 离子键
原子 共价键
分子
分子间作 用力
熔、沸点 有高有低
较高
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
很高

性 硬度 质
导电性
有高有低 硬而脆

良导体
不导电(熔融、 绝缘体 水溶液导电) (半导体)
举例
Na、Mg、Al、 Cu
NaOH、NaCl
分子晶体 分子
分子间作用力 较低 较小
部分溶于水 干冰、冰醋酸
4、分子晶体的结构特征:分子紧密堆积
如果分子间作用力只是范德 华力,若以一个分子为中心,其 周围通常可以有12个紧邻的分子。
5、分子间作用力与化学键的关系
分子间作用力主要影响物质的物理性质,而化学键 则主要影响物质的化学性质。
6、分子间作用力与分子晶体熔、沸点的关系
1、范德华力是分子之间普遍存在的一种相互
作用力,它使得许多物质能以一定的凝聚态(固
态或液态或气态)存在。 2、范德华力存在于液﹑固﹑气态的任何微粒
之间。作用力属短程力:300—500pm范围内。 3、范德华力的特征:无方向性和饱和性。 4、影响范德华力的因素: 分子的大小、分子的空间构型、分子中电荷
2、氢键的形成。
b、分子中必须带有孤电子对、电负性大、而且原子半径小的
元素如F、O、N等,氢键有方向性、只有电负性大,原子半径 小的元素才能形成氢键
H2O
分子间氢键
分子内氢键
3、氢键对物质性质(主要是物理性质)的影响:
(1)对沸点和熔点的影响 分子间氢键的形成使物质的沸点和熔点升高; 分子内氢键的生成使物质的沸点和熔点降低。
(2)对溶解度的影响 在极性溶剂里,
如果溶质分子与溶剂 分子间可以生成氢键, 则溶质的溶解度增大。
水和甲 醇的相 互溶解
蛋白质分子中的氢键(图中虚线表示氢键)
DNA双螺旋是通过氢键使它们的碱基(A…T 和C…G) 相互配对形成的(图中虚线表示氢键)
三、分子晶体
干冰及其晶胞
碘晶体及其晶胞
1、通过分子间作用力结合形成的晶体称为分子晶体
第四单元
分子间作用力 分子晶体
液态
气态 固态
共价分子之间都存在着 分子间作用力。分子间的作 用力实质上是一种静电作用, 它比化学键弱得多。范德华 力和氢键是两种最常见的分 子间作用力。
一、范德华力
范德华
(Van Der Waals 1837 - 1923)
荷兰物理学家。提出了范德华 方程。研究了毛细作用,对附着力 进行了计算。推导出物体气、液、 固三相相互转化条件下的临界点计 算公式。 1910 年因研究气态和液 态方程获诺贝尔物理学奖。原子间 和分子间的吸引力被命名为范德华 力。
-100 2345
周期
在有些化合物中氢原子似乎可以同时和两个电负性 很大而原子半径较小的原子(如O、F、N等)相结合,一般 表示为X—H···Y,其中H···Y的结合力就是氢键。
1、氢键属于一种较强的分子间作用力,既可以 存在于分子之间,也可以存在于复杂分子的内部。 理解氢键应注意:
➢X—H……Y表示氢键 ➢氢键不属于化学键 ➢氢键作用小于化学键大于分子间作用
(3磷)(部P分4)非、金碳属6氧0(化C物60)等 (4)如几C乎O2所、有P4的O酸6、(P4而O碱10、和S盐O则2等是离子晶体) (5)绝大多数有机物的晶体
原子晶体与分子晶体的比较
晶体类型 组成微粒 微粒间作用力 熔、沸点
硬度 溶解性
实例
原子晶体 原子 共价键 很高 很大
不溶于任何溶剂 金刚石、二氧化硅
金刚石、 SiO2
小 不导电 P4、干冰
晶体结构内部包含有两种以上键型的晶体可统称为 混合型晶体。这类晶体中的典型例子就是石墨晶体。
在石墨晶体中, 碳原子是分层排布的, 层内所有碳原子以共 价键相结合成平面网 状结构,每个碳原子 与和它紧邻的3个碳原 子相连,键角120°; 由碳原子组成的最小 环为平面六元环。层 与层之间为分子间作 用力。
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