分子间作用力与物质性质.doc

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1、2006年化学竞赛辅导教案§3分子间作用力和氢键一、分子间作用力1、极性分子与非极性分子每个分子中正、负电荷总量相等，整个分子是电中性的。但对每一种电荷量来说，都可设想一个集中点，称“电荷中心”。在任何一个分子中都可以找到一个正电荷中心和一个负电荷中心。⑴极性分子：若正电荷中心和负电荷中心不相互重合的分子叫极性分子。⑵非极性分子：若正电荷中心和负电荷中心相互重合的分子叫非极性分子。⑶在简单双原子分子中，如果是两个相同的原子，由于电负性相同，两原子所形成的化学键为非极性键，这种分子是非极性分子。如果两个原子不相同，其电负性不等，所形成的化学键为极性键，

2、分子中正负电荷中心不重合，这种分子就为极性分子。⑷复杂的多原子分子来说，若组成的原子相同（如S8、P4等），原子间的化学键一定是非极性键，这种分子是非极性分子（O3除外，它有微弱的极性）。如果组成的原子不相同（如CH4、SO2、CO2等），其分子的极性不仅取决于元素的电负性（或键的极性），而且还决定于分子的空间构型。如CO2是非极性分子，SO2是极性分子。2、分子偶极矩（μ）：衡量分子极性的大小⑴μ=q.dd为偶极长（正负电重心之间的距离），d为正负电荷中心上的电荷量，μ可用实验测定，单位是库·米（C·m）。⑵应用：①若某分子μ=O则为非极性分子，μ

3、≠0为极性分子。μ越大，极性越强，因此可用μ比较分子极性的强弱。如μHCl＝3.50×10－30C·m，μH2O＝6.14×10－30C·m②用μ验证或判断某些分子的几何构型。如NH3和BeCl3都是四原子分子。μNH3＝4.94×10－30C·m，μBeCl3＝0C·m，说明NH3是极性分子为三角锥形，BeCl3为非极性分子为平面三角形的构型。⑶诱导偶极和瞬间偶极①诱导偶极：外电场影响下所产生的偶极②瞬间偶极：在某一瞬间，分子的正电荷重心和负电荷重心会发生不重合现象，这时所产生的偶极3.分子间作用力（范德华力）化学键的结合能一般在1.0´102kJ

4、·mol－1数量级，而分子间力的能量只有几个kJ·mol－1。⑴取向力：极性分子之间的永久偶极而产生的相互作用力。它仅存在于极性分子之间。【注意】取向力的本质是静电作用。分子的极性越大，取向力越大；温度越高，取向力越小。⑵诱导力：诱导偶极同极性分子的永久偶极间的作用力极性分子作为电场，使非极性分子产生诱导偶极或使极性分子的偶极增大（也产生诱导偶极），这时诱导偶极与永久偶极之间产生诱导力。因此诱导力存在于极性分子与非极性分子之间，也存在于极性分子与极性分子之间。第7页2021/7/292006年化学竞赛辅导教案【注意】诱导力的本质也是静电作用。一般来说

5、，极性分子的极性越大，诱导力越大。分子的变形性越大，诱导力也越大。诱导力与温度无关。⑶色散力：由于存在“瞬间偶极”而产生的相互作用力。由于各种分子均有瞬间偶极，故色散力存在于极性分和极性分子，极性分子和非极性分子及非极性分子和非极性分子之间。【注意】色散力的大小与分子的变形性有关。分子变形性越大，色散力就越大。⑷分子间作用力的特点①本质是一种电性作用力（静电吸引），永远存在于分子之间。②力的作用很小。一般只有几—几十千焦每摩，比化学键键能小1-2个数量级。③无方向性和饱和性。④作用范围：是短程力，作用范围仅几百库·米，当分子间距离为分子本身直径的4~

6、5倍时，作用力迅速减弱。⑤对大多数分子，色散力是主要的，一般相对大小，色散力＞取向力＞＞诱导力。⑸影响分子间作用力的因素：①分子间距离，这是主要因素，距离增大，作用力迅速减弱。②取向力还与温度和分子的极性强弱有关：温度升高，取向难，取向力减弱，分子偶极矩越大，取向力越强。③诱导力还与极性分子极性强弱和非极性分子的变形性大小有关：极性分子偶极矩越大，非极性分子极化率越大，诱导力越强。④色散力主要与分子的变形性有关，即分子极化率越大，色散力越强。⑹分子间力对物质物理性质的影响：主要影响熔、沸点、气化热、熔化热。①液态物质分子间力越大，气化热越大，沸点越高

7、。②固态物质分子间力越大，熔化热越大，熔点越高。③一般说：结构相似的同系列物质（如X2）相对分子质量越大，分子变形性也越大，分子间力越强，物质的熔、沸点就越高。④相对分子质量相等（如H3PO4、H2SO4）或近似而体积大的有较大变形性熔、沸点相对较高。⑤溶质或溶剂（若它们是同系列，如有机物中）的极化率α越大，分子变形性和分子间的力越大，溶解度越大。⑥第7页2021/7/292006年化学竞赛辅导教案分子极性小的（如聚乙烯、聚异丁烯等）分子间力小，硬度不大，含有极性基因的有机玻璃等物，分子间力较大，具有一定的硬度。二、氢键在HX熔、沸点变化出现反常，这

8、是因除分子间力外，还有氢键。1、氢键的形成氢键的生成，主要是由偶极与偶极之间的静电吸引作用。当氢原子与电负性