蘇教版選修3《分子間作用力+分子晶體》

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1、專 題 3 微 粒 間 作 用 力 與 物 質(zhì) 性 質(zhì) 一 、 分 子 間 作 用 力1.分 子 間 作 用 力 : 靜 電 作 用范 德 華 力氫 鍵 弱物 理 2.范 德 華 力 :概 念 存 在 于 分 子 之 間 的 一 種 作 用 力 ,普 遍 存 在 于 固 體 、 液 體和 氣 體 分 子 之 間特 征 作 用 力 很 弱 ,約 比 化 學(xué) 鍵 鍵 能 小 1 2個(gè) 數(shù) 量 級(jí) 。 無(wú) _和 _影 響 因 素 分 子 的 大 小 、 空 間 構(gòu) 型 及 分 子 中 電 荷 分 布 是 否 均 勻 。 _相 似 的 分 子 ,相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量 越 大 ,范 德 華力 _對(duì) 物

2、 質(zhì) 性質(zhì) 的 影 響 范 德 華 力 主 要 影 響 物 質(zhì) 的 物 理 性 質(zhì) ,如 熔 點(diǎn) 、 沸 點(diǎn) ;范 德 華 力 越 大 ,物 質(zhì) 的 熔 、 沸 點(diǎn) _ 方 向性 飽 和 性結(jié) 構(gòu) 和 組 成越 大 越 高 氫鍵： 除 范 德 華 力 外 的 另 一 種 分 子 間 作 用 力 ， 它 是 由 已 經(jīng) 與 電負(fù) 性 大 的 原 子 （ F、 O、 N等 ） 形 成 共 價(jià) 鍵 的 H原 子 遇 另 一 分 子 中 電負(fù) 性 大 ,原 子 半 徑 小 ,且 有 孤 對(duì) 電 子 的 原 子 （ 如 F、 O、 N） 能 形 成 氫鍵 。注意： 氫 鍵 是 另 一 種 分 子 間 作

3、 用 力 ， 不 屬 于 化 學(xué) 鍵 。3.氫 鍵 : 3.氫 鍵 :形 成 過(guò) 程 電 負(fù) 性 大 、 半 徑 較 小共 價(jià) 鍵電 負(fù) 性 大 、 半 徑 較 小 表 示 方 法 通 常 用 _(X、 Y通 常 是 _等 )表 示特 點(diǎn) 化 學(xué) 鍵 的 鍵 能 _范 德 華 力 氫 鍵 具 有 一 定 的 _和 _分 類 _和 _對(duì) 物 質(zhì) 性 質(zhì)的 影 響 X H Y N、 O、 F氫 鍵方 向 性 飽 和 性分 子 內(nèi) 氫 鍵 分 子 間 氫 鍵 升 高降 低電 離 、 溶 解3.氫 鍵 : 氫 鍵 對(duì) 物 質(zhì) 性 質(zhì) 的 影 響對(duì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的影響分 子 間 形 成 氫 鍵 會(huì) 導(dǎo) 致

4、物 質(zhì) 的 熔 沸 點(diǎn)分 子 內(nèi) 形 成 氫 鍵 則 會(huì) 導(dǎo) 致 物 質(zhì) 的 熔 沸 點(diǎn) 對(duì)溶解度的影響溶 質(zhì) 分 子 與 溶 劑 分 子 之 間 形 成 氫 鍵 使 溶 解 度 增 大 。 分子間氫鍵 分子內(nèi)氫鍵 氫鍵對(duì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的影響分 子 間 形 成 氫 鍵 會(huì) 導(dǎo) 致 物 質(zhì) 的 熔 沸 點(diǎn)分 子 內(nèi) 形 成 氫 鍵 則 會(huì) 導(dǎo) 致 物 質(zhì) 的 熔 沸 點(diǎn) 氫 鍵 的 形 成 使 水 分 子 之 間 的 間 隙 增 大 ， 從 而 導(dǎo) 致冰 的 密 度 比 水 的 密 度 小 。 范 德 華 力 、 氫 鍵 與 共 價(jià) 鍵 的 比 較 :范 德 華 力 氫 鍵 共 價(jià) 鍵概 念 物 質(zhì)

5、 分 子 之 間普 遍 存 在 的 一種 相 互 作 用 力 已 經(jīng) 與 電 負(fù) 性 很 強(qiáng) 的 原 子形 成 共 價(jià) 鍵 的 氫 原 子 與 另一 個(gè) 電 負(fù) 性 很 強(qiáng) 的 原 子 之間 的 作 用 力 原 子 間 通 過(guò) 共 用電 子 對(duì) 所 形 成 的相 互 作 用分 類 分 子 內(nèi) 氫 鍵 、 分 子 間 氫 鍵 極 性 共 價(jià) 鍵 、 非極 性 共 價(jià) 鍵特 征 無(wú) 方 向 性 、無(wú) 飽 和 性 有 方 向 性 、有 飽 和 性 有 方 向 性 、 有 飽和 性 范 德 華 力 氫 鍵 共 價(jià) 鍵強(qiáng) 度比 較 共 價(jià) 鍵 氫 鍵 范 德 華 力影 響強(qiáng) 度的因 素 隨 著 分 子

6、極 性 的 增大 而 增 大 組 成 和 結(jié) 構(gòu) 相 似 的物 質(zhì) ,相 對(duì) 分 子 質(zhì) 量 越大 ,范 德 華 力 越 大 AHB中 A、 B的電 負(fù) 性 越 大 ,B原子 的 半 徑 越 小 ,氫鍵 越 牢 固 成 鍵 原 子 半 徑 越小 ,鍵 長(zhǎng) 越 短 ,鍵能 越 大 ,共 價(jià) 鍵越 穩(wěn) 定 范 德 華 力 氫 鍵 共 價(jià) 鍵對(duì) 物質(zhì) 性質(zhì) 的影 響 影 響 物 質(zhì) 的 熔 、沸 點(diǎn) 、 溶 解 度等 物 理 性 質(zhì) 分 子 間 氫 鍵 的 存 在 ,使 物 質(zhì)的 熔 、 沸 點(diǎn) 升 高 ,在 水 中 的溶 解 度 增 大 ,如 熔 、 沸 點(diǎn) :H2OH2S,HFHCl,NH3PH

7、3 影 響 分 子 的 穩(wěn)定 性 共 價(jià) 鍵 鍵 能 越大 ,分 子 穩(wěn) 定 性越 強(qiáng) 二 、 分 子 晶 體概 念 _之 間 通 過(guò) _結(jié) 合 形 成 的 晶 體構(gòu) 成 微 粒 _微 粒 間 作 用 力 _物 理 特 性 硬 度 _,熔 點(diǎn) _；分 子 分 子 間 作 用 力分 子分 子 間 作 用 力較 小 較 低注 意 ： 分 子 晶 體 熔 化 時(shí) ,不 破 壞 化 學(xué) 鍵 ,破 壞 的 是 分 子 間 作 用 力 。 實(shí) 例 (1)所 有 _(2)部 分 _(3)部 分 _(4)幾 乎 所 有 的 _(5)絕 大 多 數(shù) _的 晶 體 ,如 苯 、 乙 醇 等 非 金 屬 氫 化 物

8、非 金 屬 單 質(zhì)非 金 屬 氧 化 物酸有 機(jī) 物典 型 的 分 子 晶 體 干冰的晶體結(jié)構(gòu)（ 1） 二 氧 化 碳 分 子 的 位 置 ： 在晶 體 中 截 取 一 個(gè) 最 小 的 正 方 體 ，正 方 體 的 八 個(gè) 頂 點(diǎn) 都 落 到 CO2分 子 的 中 心 ， 在 這 個(gè) 正 方 體 的每 個(gè) 面 心 上 還 有 一 個(gè) CO2分 子 。8 1/8+6 1/2=412個(gè)（ 2） 每 個(gè) 晶 胞 含 二 氧 化 碳分 子 的 個(gè) 數(shù)（ 3） 與 每 個(gè) 二 氧 化 碳 分 子 等 距 離且 最 近 的 二 氧 化 碳 分 子 有 混 合 晶 體石 墨 的 晶 體 結(jié) 構(gòu) 模 型 石

9、墨 晶 體 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 和 性 質(zhì)分 層 的 平 面 網(wǎng) 狀 結(jié) 構(gòu) ， 層 內(nèi) C原 子 以 與 周 圍 的 個(gè) C原 子 結(jié) 合 ， 層 間 為 ；層 內(nèi) 最 小 環(huán) 有 個(gè) C原 子 組 成 ；每 個(gè) C原 子 被 個(gè) 最 小 環(huán) 所 共 用 ；每 個(gè) 最 小 環(huán) 含 有 個(gè) C原 子 ， 個(gè) 碳 碳 鍵 ；C原 子 與 碳 碳 鍵 個(gè) 數(shù) 比 為 。 共 價(jià) 鍵 3分 子 間 作 用 力63 2 32 3（2）石墨晶體的導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性（1）石墨晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 【 方 法 規(guī) 律 】 分 子 晶 體 的 判 斷 方 法(1)依 據(jù) 組 成 晶 體 的 微 粒 和 微 粒 間 的

10、作 用 力 判 斷 :組 成 分 子 晶 體 的 微 粒是 分 子 ,微 粒 間 的 作 用 力 是 分 子 間 作 用 力 。(2)依 據(jù) 物 質(zhì) 的 分 類 判 斷 :大 多 數(shù) 非 金 屬 單 質(zhì) 、 氣 態(tài) 氫 化 物 、 非 金 屬 氧化 物 、 酸 、 絕 大 多 數(shù) 有 機(jī) 化 合 物 形 成 的 晶 體 是 分 子 晶 體 。(3)依 據(jù) 晶 體 的 熔 、 沸 點(diǎn) 判 斷 :分 子 晶 體 的 熔 、 沸 點(diǎn) 較 低 。(4)依 據(jù) 熔 融 狀 態(tài) 下 是 否 導(dǎo) 電 判 斷 :分 子 晶 體 在 熔 融 狀 態(tài) 下 不 導(dǎo) 電 。 晶 體 熔 沸 點(diǎn) 高 低 的 判 斷1.

11、 不同晶體類型的物質(zhì)：原子晶體離子晶體分子晶體2. 同種晶體類型的物質(zhì)：離子晶體晶體內(nèi)微粒間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高原子晶體離子所帶電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大，離子鍵越強(qiáng)，晶體熔沸點(diǎn)越高、硬度越大。原子半徑越小、鍵長(zhǎng)越短、鍵能越大，共價(jià)鍵越強(qiáng)，晶體熔沸點(diǎn)越高、硬度越大。 分子晶體l組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分 子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高；l具有分子間氫鍵的分子晶體，分子間作用力顯著增大，熔沸點(diǎn)升高。l相對(duì)分子質(zhì)量相近的分子晶體，分子極性越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高；金屬晶體金屬原子半徑越小、單位體積內(nèi)自由電子數(shù)目越多，金屬鍵越強(qiáng)，晶體熔沸點(diǎn)越高、硬度越大。 三 、

12、 四 種 晶 體 類 型 的 比 較晶 體類 型 離 子 晶 體 分 子 晶 體 原 子 晶 體 金 屬 晶 體定 義 離 子 間 通 過(guò)離 子 鍵 相 結(jié)合 而 成 的 晶體 分 子 間 以 分子 間 作 用 力相 結(jié) 合 的 晶體 相 鄰 原 子 間 以 共價(jià) 鍵 相 結(jié) 合 而 形成 的 空 間 網(wǎng) 狀 結(jié)構(gòu) 的 晶 體 金 屬 陽(yáng) 離 子 和自 由 電 子 以 金屬 鍵 形 成 的 晶體構(gòu) 成粒 子 陰 、 陽(yáng) 離 子 分 子 原 子 金 屬 離 子 、 自由 電 子 晶 體類 型 離 子 晶 體 分 子 晶 體 原 子 晶 體 金 屬 晶 體粒 子 間作 用 力 離 子 間 肯 定有

13、 離 子 鍵 ,可 能 有 原 子間 的 共 價(jià) 鍵 分 子 間 :分 子 間作 用 力 。 可 能 有分 子 內(nèi) 共 價(jià) 鍵(稀 有 氣 體 例 外 ) 共 價(jià) 鍵 金 屬 鍵代 表 物 NaCl、 NaOH、MgSO4 干 冰 、 I2、 P4、H2O 金 剛 石 、 SiC、晶 體 硅 、 SiO2 鎂 、 鐵 、金 、 鈉熔 、 沸點(diǎn) 熔 點(diǎn) 、 沸 點(diǎn)較 高 熔 點(diǎn) 、 沸 點(diǎn) 低 熔 點(diǎn) 、 沸 點(diǎn) 高 熔 點(diǎn) 、 沸點(diǎn) 差 異 較大導(dǎo) 熱 性 不 良 不 良 不 良 良 好 晶 體類 型 離 子 晶 體 分 子 晶 體 原 子 晶 體 金 屬 晶 體導(dǎo) 電 性 固 態(tài) 不 導(dǎo) 電 ,熔 化 或 溶 于水 導(dǎo) 電 固 態(tài) 和 液 態(tài) 不導(dǎo) 電 ,溶 于 水可 能 導(dǎo) 電 不 導(dǎo) 電 。 有的 能 導(dǎo) 電 ,如晶 體 硅 ,但 金剛 石 不 導(dǎo) 電 良 好硬 度 較 大 很 小 很 大 差 異 較 大溶 解 性 多 數(shù) 易 溶 于水 等 極 性 溶劑 相 似 相 溶 難 溶 解 難 溶 于 水(鈉 、 鈣 等與 水 反 應(yīng) )決 定 熔 點(diǎn) 、沸 點(diǎn) 高 低 的主 要 因 素 離 子 鍵 強(qiáng) 弱 分 子 間 作 用 力大 小 共 價(jià) 鍵 強(qiáng) 弱 金 屬 鍵 強(qiáng)弱