第五节分子间作用力.ppt

第五节 分子间作用力 分子间存在着一种只有化学键键能的 1/10 ～ 1/100的弱的作用力，它最早由 荷兰物理学家van der Waals提出，故称 van der Waals力。这种力对物质的物理 性质如沸点、溶解度、表面张力等有重要 影响。 一、共价分子的极性与极化 分子的极性除了从?值判断外，还可从键的极性及分子的对称性进行定性判断。 ①、非极性键 —非极性分子 极性分子 ②、极性化学键 — 非极性分子 （二）分子的极化 二、Van der waals力 分子间存在着一种弱的作用力,只有化学键键能的1/10～1/100，称van der Waals力。 Van der waals力分为取向力、诱导力和色散力。 取向力（orientation force）。 永久偶极间的吸引力。 诱导力（induction force）。 诱导偶极与永久偶极相吸引力。 色散力（dispersion force） 非极性分子中电子的不断运动和原子核振动，使某一瞬间分子的正、负电荷中心不重合而产生瞬时偶极。 瞬时偶极相互吸引产生的分子间作用力叫色散力。 色散力的大小与分子是否容易变形有关，同类型的分子，摩尔质量越大越容易变形。 （二）van der Waals力特点和作用 van der Waals力不属于化学键范畴，它有下列一些特点： 1. 永远存在于分子或原子间 对于大多数分子，色散力是主要的。只有极性大的分子，取向力才比较显著。诱导力通常都很小。 物质的沸点、熔点等物理性质与分子间的作用力有关，一般说来van der Waals力小的物质，其沸点和熔点都较低。 三、氢键（hydrogen bond） 分子间氢键 分子内氢键 氢键的强弱与X、Y原子的电负性及半径有关。X、Y电负性愈大、半径愈小，形成的氢键愈强。 氢键的键能一般在42 kJ· mol-1 以下。 化学键 氢键 van der Waals力 氢键具有饱和性，分子间氢键具有方向性。 形成分子间氢键，其沸点、熔点较高。 形成分子内氢键，其沸点和熔点降低。 * 分子间存在有van der Waals 力和氢键力。这种分子间作用力的产生与分子的极化密切相关； 分子的极化是指分子在外电场作用下发生的结构变化。 分子间作用力 van der Waals力氢键力 与分子的极化密切相关 （一）极性分子与非极性分子 正、负电荷重心相重合的分子 正、负电荷重心不相重合的分子 ± + - 分子极性的大小用电偶极矩（electric dipole moment）量度。 μ＝0 非极性分子 μ≠0 极性分子,μ越大, 分子极性越大 d ___正、负电荷中心距离 q ___正或负电荷中心的电量 μ＝ q · d ___简称偶极矩(μ) 电偶极矩 (electric dipole moment) 双原子分子 分子的极性=键的极性 如 H2 ,Cl2 , HCl, HF 多原子分子 键的极性 分子构型 分子的极性 如 CO2 , CH4, H2O, NH3 如何判断分子的极性 在外电场作用下: 极性分子μ增大, 非极性分子产生诱导偶极。 分子的极化不仅在外电场的作用下产生，分子间相互作用时也可发生，这是分子间存在相互作用力的重要原因。 + - - + - + - + + + - - μ=0 μ0 最早由荷兰物理学家van der Waals提出 ????????????????????????????????????????????????? 两个极性分子接近时,因同极相斥,异极相吸,分子将发生相对转动,按异极相邻的状态排列吸引。 极性 分子间 极性 分子间 极性分子和非极性分子 ?????????????????????????????????? 分子量 色散作用 分子间力 沸点熔点 水中溶解度 He Ne Ar Kr Xe 小 大 小 大 小 大 低 高 小 大 2. 静电吸引力，作用能比化学键小 1~2个数量级 3. 没有方向性和饱和性 4. 作用范围只有几十到几百pm； 三种力中主要是色散力 （一）氢键及其种类 氢键: H原子与Y原子间的静电吸引作用（虚线所示）。 X—H…Y 类型: 分子内氢键和分子间氢键。 （二）氢键