1、分子间的力,分子间力是指存在于分子与分子之间的一种较弱的作用力。 气体分子能凝聚成液体或固体,主要就是靠这种作用力。 范德华力是决定物质熔点、沸点和溶解度等物理性质的一个重要因素。,分子的极性,对于复杂的多原子分子来说,如果组成原子相同,这样的多原子分子一般都是非极性分子。例如S8 、P4等。 但O3分子例外,是极性分子。,如果组成原子不相同,例如 SO2、CO2、CH4、CH3Cl、CHCl3、CCl4等,这些分子有没有极性,不仅取决于元素的电负性(也就是化学键的极性),还取决于分子的空间构型。 对称结构无极性。,由于极性分子的正、负电荷重心不重合,因此在极性分子中始终存在着一个正极和一个负
2、极,极性分子的这种固有的偶极叫做永久偶极。 有电场情况下的极性分子 没有电场情况下的极性分子,一、取向力,取向力发生在极性分子和极性分子之间,是靠永久偶极而产生的相互作用力。 当两个极性分子相互接近时同极相斥,异极相吸,分子会发生相对的转动,这种转动就叫做取向。 取向力的本质是静电引力。,非极性分子在外加电场、永久偶极或离子的影响下,可以变成具有一定偶极的极性分子,而极性分子在外加电场、永久偶极或离子的影响下其偶极增大,这种受外界影响所产生的偶极叫诱导偶极。,诱导偶极,二、诱导力,在极性分子和非极性分子之间、极性分子和极性分子之间以及离子与共价分子之间都存在着诱导力。 诱导力的本质是静电引力。
3、,非极性分子中的正、负电荷重心在没有外加电场存在下也可能发生变化。 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,这时所产生的偶极叫做瞬间偶极。 瞬间偶极的大小与分子的变形性有关,分子越大,越容易变形,瞬间偶极也越大。,三、色散力,非极性分子之间也存在着相互作用力。 例如:室温下苯是液体不是气体,碘、萘是固体,在低温下Cl2、N2、O2甚至稀有气体也能液化。,任何一个分子,由于电子的运动和原子核的振动都可以发生瞬间的相对位移,从而产生“瞬间偶极”,“瞬间偶极”间的相互作用力称为色散力。 色散力和相互作用的分子变形性有关,分子变形性越大,色散力越大;色散力和分子间距的7次方成反比。,
4、氢 键,由这张图可以看出V、VA和VA族的氢化物沸点按分子量的增大而增大,但HF、H2O、NH3却比较特殊。 说明了氟化氢分子之间,水分子之间和氨分子之间有很大的作用力,以致使这些简单的分子形成了缔合的分子。 为了说明分子缔合的原因,提出了氢键学说。,一、氢键的形成,分子缔合的原因是由于分子间形成了氢键。 这个半径很小,又带正电性的H原子与另一个水分子中含有孤电子对的并带部分负电荷的O原子充分靠近,相互吸引,形成的键就叫做氢键。,水分子间的氢键,所以分子形成氢键必备的两个条件是: (1)分子中必须有一个与电负性很强的元素形成强极性键的H原子。 (2)分子中必须有带孤电子对、电负性大,而且原子半
5、径小的元素如F、O、N等。,氢键又分为分子间氢键和分子内氢键。 即分子中的XH键与另一个分子的X(Y)原子相结合的氢键,称为分子间氢键。,分子内氢键是由一个分子的XH键与该分子内部的Y原子相结合而成的氢键。 如硝酸分子中就存在有一个分子内氢键:,又如在苯酚的邻位上如有醛基CHO、羧基COOH、羟基OH、硝基NO2等基团时,也可以形成分子内氢键的螯合环,并且以形成五元环、六元环为主。,二、氢键的特点,1. 氢键具有方向性 氢键的方向性是指Y原子与XH在形成氢键时,要尽可能的使氢键的方向与XH键的键轴在同一方向上,即是使XHY在同一直线上。,2. 氢键具有饱和性 氢键的饱和性是指每一个XH只能与一
6、个Y形成氢键。 根据元素电负性和半径的大小,形成氢键的强弱次序如下:FHF OHO OHN NHN,3. 氢键的本质 氢键的键能与分子间作用力的大小较为接近,因此有人认为氢键属于分子间力的范畴, 但氢键有方向性,这又是有别于分子间力的,故可把氢键看作为是有方向性的分子间力。,三、氢键对化合物性质的影响,氢键的形成对化合物的物理、化学性质有各种不同的影响,在很多实际问题中都会遇到氢键的存在。 1. 对熔点、沸点的影响 2. 对溶解度的影响 3. 对酸性的影响,1. 对熔点、沸点的影响,分子间有较强的氢键时,分子发生缔合现象,使物质的介电常数增大,熔沸点升高。 而分子内氢键的生成,一般却会使化合物的熔、沸点降低,汽化热、升华热减小。,2. 对溶解度的影响,在极性溶剂中如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解性增大。 突出的实例是NH3在H2O中的溶解。 但如果溶质分子可以形成分子内氢键,则在极性溶剂中溶解度降低,在非极性溶剂中的溶解度增大。,3. 对酸性的影响,若形成分子间氢键,则酸性降低。如HF、HCl、HBr和HI中HF的酸性最弱。 若形成分子内氢键,则酸性增加。如苯甲酸 这是由于邻位羟基与羧基氧形成氢键,减弱了羧基氧对氢的吸引力。,