分子结构-4.

2.7分子间作用力和氢键1.共价键的极性在共价键中，若成键的两个原子的电负性差值为零，则正负电荷重心重合，称为非极性键。2.7.1分子的极性若两原子电负性差值不等于零，则正负电荷重心不相重合，称为极性键。HClN2H2Cl2两原子电负性差值越大，键的极性就越大。2.分子的极性若分子中正电荷重心和负电荷重心重合，则称为非极性分子，若二者不重合，则称为极性分子(Polarmolecules)。1)由非极性键连接而成的分子，一般是非极性分子。H2，O2，Cl2，S8,P42)由极性键连接的双原子分子，一定是极性分子。HCl，HF，CO3)由极性键连接的多原子分子，则可能是极性分子，也可能是非极性分子。分子的极性，不仅决定于元素的电负性（或键的极性），而且还决定于分子的空间构型。分子结构为对称结构的，一般为非极性分子分子结构为不对称结构的，一般为极性分子多原子分子：键的极性与分子构型CCl4，非极性；CHCl3,极性。3.分子的偶极矩(Dipolemomentofmolecule)dqq:一个偶极子的电量d:偶极长度（即分子正、负电荷重心的距离）极性分子可以看成是由两个点电荷构成的一个电偶极子+q-qd分子极性的大小用偶极矩衡量单位：德拜（Debye，D）1D＝3.336×10-30C·m（库仑·米）表示：（＋）（－）（矢量）的对双原子分子而言，分子偶极矩等于键的偶极矩；对多原子分子而言，分子偶极矩则等于各个键的偶极矩的矢量和.H2O2）判断分子极性的大小3）推断分子的空间结构NH3=1.66D极性分子三角锥BCl3=0非极性分子平面三角形大，则分子极性大的应用：1)判断分子有无极性＝0？＝0,非极性分子≠0,极性分子4.偶极类型1）永久偶极(固有偶极)极性分子的正、负电荷重心不重合，分子中始终存在着一个正极和一个负极，因此分子中始终存在固有的偶极，即永久偶极。2）诱导偶极非极性分子和极性分子中的正负电荷重心在外电场的影响下会发生相对位移所产生的偶极。在外电场的作用下产生的偶极称为诱导偶极分子的极化:分子在外界电场的作用下发生结构上的变化称为极化（polarization)。固有偶极诱导偶极固有偶极+诱导偶极取消外电场时，诱导偶极随即消失。3）瞬间偶极在某一瞬间，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。靠永久偶极而产生的相互作用力。1.取向力（orientationforce)2.7.2分子间的力(范德华力）三种：取向力、诱导力、色散力取向力发生在极性和极性分子之间存在于已取向的极性分子间的静电引力，称为取向力（或定向力）。26orfTr+-+-+-+-极性分子取向作用取向力本质：静电引力大小：温度越高，取向力越弱；分子间距离变大，取向力递减得非常快。分子的极性越大，取向力越大；在极性分子之间或极性分子与非极性分子之间，由于诱导偶极而产生的吸引力，称为诱导力。诱导力与被诱导分子的变形性成正比；与温度无关。2.诱导力(inducedforce)±＋－＋－＋－极性分子非极性分子诱导产生诱导偶极诱导力极性分子-非极性分子之间极性分子-极性分子之间诱导力存在于：诱导力也与分子间距离的6次方成反比3.色散力(dispersionforceorLondonforce)在分子内部，由于电子的运动和原子核的振动可以发生瞬间的相对位移,从而产生瞬间偶极。分子间由于瞬间偶极而产生的吸引力称为色散力。色散力与分子的变形性有关（分子的变形性越大，色散力越大）;与分子间距离的6次方成反比;另外,分子量越大,色散力越大。色散力特点:b)色散力是主要的分子间作用力。c)分子量越大，色散力越大。非极性分子-非极性分子之间极性分子-非极性分子之间极性分子-极性分子之间a)存在于:即色散力存在于任何分子之间在大多数分子中，色散力是主要的，只有在强极性分子中，取向力才占主导地位。分子极性色散作用诱导作用取向作用非-非√非-极√√极-极√√√4.范德华引力的特点(1)键能小，只有几个至几十个kJ·mol-1，比化学键小1-2个数量级。(2)它是永远存在于分子或原子间的一种作用力。(3)不具有方向性和饱和性。(4)静电短程力(分子距离越大，范德华引力越小）(5)以色散力为主。(6)取向力与温度有关，诱导力色散力受温度影响不大,而取决于分子的变形性。5.对物质熔点、沸点、溶解度的影响（1）熔点、沸点在常温下，F2，Cl2是气体，Br2是液体，I2是固体这是因为从F2→I2的分子量的增加，色散力随之增大，因此从F2→I2沸点、熔点依次升高。HClHBrHImp158K188K206K237K222K185Kbp分子量大范德华引力大（2）溶解度a)溶质和溶剂的分子间力愈大，则溶质在溶剂中的溶解度也愈大。稀有气体从He到Xe在水中的溶解度依次是增大的b)当具有相似分子间力的溶质、溶剂分子混合时，两者易互溶，“相似相溶原理”NH3易溶于水;I2易溶于苯或CCl4而不易溶于水2.7.3氢键（HydrogenBonding）氢键是最强的分子间力氢键通常用A—H•••B表示A和B代表F,O,N等电负性大、原子半径较小的原子；A和B可以是相同的元素，也可以是不相同的元素。AHB形成氢键的条件：①有一个与电负性很大的原子A形成共价键的氢原子；②有另一个电负性很大、原子半径较小并且有孤对电子的原子B（F、O、N）。氢键的特点：(A、B距离远，斥力最小）(由于空间位置的原因)1.氢键作用强于范德华力但弱于化学键。方向性：分子间形成的氢键是直线型的（即A、H、B三个原子在一条直线上）。饱和性：一般情况下，一个氢原子只能和一个B原子形成氢键。2.氢键具有方向性和饱和性3.强弱和H两侧的原子的电负性有关FHFOHOOHNNHN电负性越大,氢键越强。4.氢键的类型氢键分为分子间氢键和分子内氢键分子间氢键是一个分子的A—H与另一个分子的B作用而形成的氢键分子内氢键为一个分子的A—H与其内部的B作用而形成的氢键分子间氢键是一个分子的A—H与另一个分子的B作用而形成的氢键。分子间氢键是一个分子的A—H与另一个分子的B作用而形成的氢键。冰的结构分子内氢键为一个分子的A—H与其内部的B作用而形成的氢键。分子内氢键不可能在一条直线上5.氢键对物质物理化学性质的影响分子间氢键使化合物熔沸点升高分子内氢键使化合物的熔点、沸点降低邻位硝基苯酚，其熔点45℃(分子内氢键)间位硝基苯酚，其熔点为96℃(分子间氢键)HONOO有分子内氢键m.p.44－45℃OHNO2分子间氢键m.p.113－114℃氢键对生物体内的蛋白质和脱氧核糖核酸（DNA）的性质起着重要作用。COHNCONHδ_δ+氢键蛋白质的二级结构——α-螺旋型晶体类型与性质的关系物理性质组成粒子粒子间作用力熔沸点硬度熔融导电性例金属晶体原子离子金属键高低大小好Cr,K原子晶体原子共价键高大差离子晶体离子离子键高大好NaCl分子晶体分子分子间力低小差干冰2SiO结构决定性质如：碳的同素异形体有金刚石、石墨金刚石石墨具有层状结构，称为层状晶体。层间为分子间力