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教案34分子间作用力分子晶体
第四单元分子间作用力分子晶体
〖学习目标〗
1.知道分子间作用力的含义,了解化学键与分子间作用力的区别。
2.初步认识影响范德华力的主要应素,学会辨证的质量分析法
3.理解氢键的本质,了解氢键的存在对物质性质的影响
4.加深对分子晶体有关知识的认识和应用
〖课时安排〗3课时
第一课时
〖学习内容〗范德华力
【引入】气体加压或降温时为什么会变为液体、固体?
表明分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力。
我们把这种作用力称为分子间作用力,大量的分子可通过分子间作用力结合形成分子晶体。
【板书】第四单元分子间作用力分子晶体
【讲述】分子间作用力实质上是一种静电作用,它比化学键弱的多。
范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。
【板书】§3-4-1范德华力
1、概念:
存在于分子间的一种较弱的相互作用力。
2、它没有方向性和饱和性。
【学生活动】参看课本p.49表3-8卤化氢分子间的范德华力与分子内的化学键的比较
分子
范德华力(kJ/mol)
共价键键能(kJ/mol)
HCl
21.14
432
HBr
23.11
366
HI
26.00
298
【板书】3、范德华力很弱,约比化学键能小1-2数量级
【学生活动】课本p.49“交流与讨论”
范德华力与相对分子质量的关系
化学式
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
F2
38
-219.6
-188.1
Cl2
71
-101.0
-34.6
Br2
160
-7.2
58.8
I2
254
113.5
184.4
范德华力与分子的极性的关系
化学式
相对分子质量
分子的极性
熔点/℃
沸点/℃
CO
28
极性
-205.05
-191.49
N2
28
非极性
-210.00
-195.81
【板书】4.影响范德华力的因素
(1)结构相似,相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高
(2)相对分子质量相同或相近时,分子的极性越大,范德华力越大,,其熔沸点越高
【习题研究】
1、下列叙述正确的是:
A、氧气的沸点低于氮气的沸点
B、稀有气体原子序数越大沸点越高
C、分子间作用力越弱分子晶体的熔点越低
D、同周期元素的原子半径越小越易失去电子
2、下列物质变化过程中,有共价键明显被破坏的是()
A、I2升华B、NaCl颗粒被粉碎
C、HCl溶于水得盐酸D、从NH4HCO3中闻到刺激性气味
3、二氧化碳由固体(干冰)变为气体时,下列各项发生变化的是()
A、分子间距离B、极性键C、分子之间的作用力D、离子键被破坏
4、从微粒之间的作用力角度解释下列实验事实:
⑴溴化氢比碘化氢受热难分解
⑵使水汽化只需要在常温常压下加热到100℃,而要使水分解为氢气和氧气,要加热至1000℃以上的高温。
第二课时
〖学习内容〗氢键
【思考】观察课本P51页图3-29,第ⅥA族元素的气态氢化物的沸点随相对分子质量的增大而升高,符合前面所学规律,但H2O的沸点却反常,这是什么原因呢?
H2O除了范德华力之外,是否还存在一种作用力?
【板书】§3-4-2氢键
氢键属于分子间作用力,不属于化学键,它比范德华力要强,比化学键弱。
【板书】氢键是比范德华力要强而比化学键弱的分子间作用力。
【讲解】以水为例讲解氢键的形成:
当氢原子与电负性大的氧原子以共价键相结合时,由于H—O键具有强极性,共用电子对强烈的偏向于氧原子,这时H原子几乎成了“裸露”的质子,而O原子相对带上较强的负电荷。
当另一H2O分子的O原子以其孤对电子向H靠近时,非但很少受到电子之间的排斥,反而互相吸引,抵达一定平衡距离即形成氢键。
【板书】
1、氢健的形成条件:
半径小、电负性大的原子(N、O、F)与H原子(必须与N、O、F相结合的H原子)之间。
2、氢键的表示方法:
X—H···Y(X、Y可以相同,也可以不同,是N、O、F原子)
3、氢键的特征:
饱和性、方向性
4、氢键的存在
(1)分子间氢键:
同种分子之间:
H2O、HF、NH3、CH3COOH、CH3CH2OH等
不同种分子之间:
比如HF与H2O、NH3与H2O、CH3CH2OH与H2O、CH3CHO与H2O、CH3COCH3与H2O等
(2)分子内氢键:
5、氢键对物质性质的影响
(1)对熔点和沸点的影响
分子间形成氢键会导致物质的熔沸点升高,分子内形成氢键则会导致物质的熔沸点降低
(2)对溶解度的影响
溶质分子与溶剂分子之间形成氢键使溶质溶解度增大。
【学生活动】
1.为何NH3、H2O、HF的熔沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔沸点高呢?
2.为何NH3极易溶于水?
3.乙醇与二甲醚是同分异构体,为什么乙醇的沸点(78℃)比二甲醚的沸点(-23℃)高许多?
乙醇与水能以任意比互溶,而二甲醚很难熔解于水?
4.邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛是同分异构体,为什么前者的沸点低于后者的沸点?
5.解释水结冰时体积膨胀、密度减小的原因。
6.从氢键的角度分析造成尿素、醋酸、硝酸三种相对分子质量相近的分子溶沸点相差较大的可能原因。
【板书】氢键、化学键与范德华力比较
化学键
氢键
范德华力
范围
分子内或晶体内
分子间或分子内
分子间
作用力大小
化学键>>氢键>范德华力
性质影响
影响物质的化学性质和物理性质
影响物质的物理性质(熔、沸点及溶解度等)
影响物质的物理性质(熔、沸点及溶解度等)
〖习题研究〗
1、下列物质中不存在氢键的是
A、冰醋酸中醋酸分子之间B、一水合氨分子中的氨分子与水分子之间
C、液态氟化氢中氟化氢分子之间D、可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间
2、固体乙醇晶体中不存在的作用力是
A、极性键B、非极性键C、离子键D、氢键
3、下列说法不正确的是
A、分子间作用力是分子间相互作用力的总称
B、范德华力与氢键可同时存在于分子之间
C、分子间氢键的形成除使物质的熔沸点升高外,对物质的溶解度、硬度等也有影响
D、氢键是一种特殊的化学键,它广泛地存在于自然界中
4、下列有关水的叙述中,可以用氢键的知识来解释的是
A、水比硫化氢气体稳定B、水的熔沸点比硫化氢的高
C、氯化氢气体易溶于水D、0℃时,水的密度比冰大
5、关于氢键的下列说法中正确的是
A、每个水分子内含有两个氢键
B、在水蒸气、水和冰中都含有氢键
C、分子间能形成氢键使物质的熔点和沸点升高
D、HF的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键
第三课时
〖学习内容〗分子晶体
【板书】§3-4-3分子晶体
【学生活动】p.53“你知道吗?
”
【板书】一、分子晶体
1、定义
分子间以分子间作用力(范德华力,氢键)相结合的晶体叫分子晶体。
构成微粒:
分子,
微粒间作用:
分子间作用力
2、分子晶体的物理共性
①较低的熔点和沸点
②较小的硬度。
③一般都是绝缘体,熔融状态也不导电。
3、常见的分子晶体
(1)所有非金属氢化物:
H2O,H2S,NH3,CH4,HX
(2)部分非金属单质:
X2,N2,O2,H2,S8,P4,C60
(3)部分非金属氧化物:
CO2,SO2,N2O4,P4O6,P4O10
(4)几乎所有的酸:
H2SO4,HNO3,H3PO4
(5)大多数有机物:
乙醇,冰醋酸,蔗糖
4、干冰的结构
(1)二氧化碳分子的位置:
(2)每个晶胞含二氧化碳分子的个数
(3)与每个二氧化碳分子等距离且最近的二氧化碳分子有几个?
二、四种晶体的比较
晶体类型
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
构成微粒
阳阴离子
原子
分子
金属离子
和自由电子
微粒间作用力
离子键
共价键
分子间作用力
金属键
晶体中存在的作用力
肯定有离子键可能有共价键
只有共价键
分子间:
范德华力
分子内:
共价键
金属键
是否有分子存在
无
无分子、是巨大网状结构
有分子
无
导电性
熔化时或水溶液能导电
无或差
晶体不导电,溶于水能电离的,其水溶液能导电;熔化不导电
导电
熔化时键的变化
断开离子键、共价键不一定断
断键
不断键
减弱
熔沸点
较高
很高
较低
差别大
硬度
较大
很大
较小
差别大
物质种类
大多数盐、强碱
活泼金属
氧化物
金刚石、Si、SiO2、SiC、B
气体、多数非金属单质、酸、多数有机物
金属
三、物质熔沸点高低比较
基本原理:
晶体内微粒间的作用力越大,物质的熔沸点越高。
1.不同种晶体的熔沸点大小比较
一般:
原子晶体>离子晶体>分子晶体(有例外)
2.同种晶体的熔沸点大小比较
(1)离子晶体
阴、阳离子电荷数越大,半径越小,熔沸点越高
(2)分子晶体
相对分子质量越大,分子的极性越大,熔沸点越高(含氢键时反常)
同分异构体:
(1)支链越多,熔沸点越低;
(2)邻>间>对(含氢键例外)
(3)原子晶体
原子半径越小→键长越短→键能越大,熔沸点越高
(4)金属晶体
金属阳离子电荷数越高,半径越小,熔沸点越高
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