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2012级chapte7_分子间的作用力氢键及离子的极化理论课件
Questions? 1.哪些 实验 事实 说明 分子间 存在 分子间 作用力? 2.分子间 具有 吸引 作用的 根本 原因 是什么? 物质 三态 的变化。 §7-3 分子中 作用力 和氢键 分子间 具有 吸引 作用的 根本 原因: 任何 分子 都有 正、负 电中心; 任何 分子 都有 变形 的性能。 一、 色散 作用 色散力 由于 瞬时 偶极 而产生 分子间 相互 作用。 一大段 时间内 的情况 每一瞬间 非极性 分子的 瞬时 偶极 之间的 相互 作用 色散力 与 分子 极化率 α 有关, α大, 色散力 越大。 二、 诱导 作用 诱导力 由于 诱导 偶极 而产生 分子间 相互 作用。 分子 离得 较远 分子 靠近时 决定 诱导 作用 强弱 的因素: 极性 分子的 偶极矩: μ愈大, 诱导 作用 愈强; 非极性 分子的 极化率: α愈大, 诱导 作用 愈强。 诱导 三、 取向 作用 取向力 两个 固有 偶极间 存在 同极 相斥、 异极 相吸 的定向 作用 取向 作用。 两个 极性 分子 相互 靠近时: 分子 离得 较远 取向 分子 取向力 诱导力 色散力 非---非 非---极 极---极 √ √ √ √ √ √ 思考: 1. 取向 作用 的大小 取决于 什么 因素? 2. 极性 分子 之间 除了 有取向 作用 以外, 还有 什么 作用? 分子间 力 是 三种 吸引力 的总称, 其大小 一般为 几 kJ·mol-1, 比 化学键 小 1-2 个 数量级. 分子间 吸引 作用 ×10-22 J 分子间 力 的特点: 不同 情况下, 分子 间力 的组成 不同。 非极性 分子 之间 只有 色散力; 极性 分子 之间 有 三种力, 并以 色散力 为主, 仅仅 极性 很大的 H2O 分子 例外。 分子 间力 作用 的范围 很小, 一般是 300 -500pm 分子间 作用力 较弱, 既无 方向性 又无 饱和性。 式量 色散作用 分子间力 沸点 分子 间力 的意义: 决定 物质的 熔、 沸点、 气化热、 熔化热、 蒸气压、 溶解度 及 表面 张力 等 物理 性质的 重要 因素 He Ne Ar Kr Xe 水中 溶解度 3-2 氢键 1. 氢键 的含义 H原子 与一个 电负性 很大、 原子 半径 很小、 电子云 密度 很高的 原子 形成 共价键时, 由于 电子对 强烈 偏移, 使H 原子 几乎 成为 “裸露的” 质子, 当再 遇到 一个 电负性 很大、 原子 半径 很小、 电子云 密度 很高的 原子时 就会 发生 电性 作用, 该作用 氢键 2. 氢键 的特点 ① 键长 特殊: F-H -----F 255pm H C O O H H O O H C ② 键能小 E= 28kJ·mol-1 ③ 具有 饱和性 和 方向性 除了 HF、 H2O、 NH3 有 分子间 氢键外, 有机 羧酸、 醇、 酚、 胺、 氨基酸 和 蛋白质 中 也有 氢键 的存在。 例如: 甲酸 靠氢键 形成 二聚体: 除了 分子间 氢键外, 还有 分子内 氢键. 例如, 硝酸 分子内 氢键: 3. 氢键 的应用 *(1) 解释 分子 特殊高 的沸点 H2O NH3 HF 是各 主族 氢化物 沸点 最高。 分子间 氢键 使沸点 升高, 分子内 氢键 使沸点 降低. —COOH —OH -COOH HO- (2) 解释 分子 的酸性 HF的 酸性 低于 HCl (HBr orHI). (3) 解释 物质的 溶解度 极性 溶剂中, 分子间 形成 氢键, 溶解度 增大, 如 CH3OH , C2H5OH 与H2O 混溶. 分子内 形成 氢键, 在极性 溶剂中 溶解度 降低: —COOH —OH —COOH | OH HO- -COOH 溶解度 NaHCO3 ﹤ Na2CO3 试比较: 的熔、 沸点 高低, 溶解度 大小. Questions? AgF AgCl AgBr AgI 无色 白色 浅黄 黄色 ZnS CdS HgS 白色 亮黄色 红或黑 S 颜色 依次 加深 Why? 如何 用 结构 原理 来 解释 这个 变化 规律? 离子间主要存在静电引力,但也存在范氏力,如诱导力、色散力及取向力.这样分子间的作用力的概念可以推广到离子体系.离子间除了主要的静电吸引外,诱导力起着很重要的作用,由于阳离子的正电性往往很高,离子半径又较小,外壳上缺少电子,它必然对与其作用的阴离子会起到诱导作用,这种作用——离子的极化作用. 阴离子半径一般较大,外壳上有较多的电子,这样电子云必然较肥胖,容易变形,在与阳离子极化作
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