知识归纳、典型例题
知识点3:分子间的作用力
详解:化学键是两个直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用,分子间的作用力存在于分子之间,由于分子之间的距离大,作用力明显变小,远小于化学键的作用力。分子间的作用力在中学阶段主要有分子间作用力和氢键。
(1)分子间作用力:
①定义:分子间存在的能使分子聚集在一起的相互作用力,称为分子间作用力。分子间作用力是由范德华首先发现的,所以又叫范德华力;
②特点:a.分子间距离的大小影响着分子间作用力的大小,如气体分子间的距离很大,几乎不存在分子间作用力。b.相对分子质量的大小是影响分子间作用力大小的重要因素。例如,同是卤族元素,组成和结构相似,但分子间作用力却相差很大;
③形成条件:分子间作用力普遍存在于由分子构成的物质中,如100℃的水变成水蒸气还要吸收热量等现象都表明分子间作用力的存在.
(2)氢键:
①定义:与吸电子能力强的原子(如N、O、F等)相结合的氢原子,由于键的极性太强,使共用电子对更大程度地偏向于吸电子能力强的原子,从而氢原子几乎成了不带电子、半径极小的带正电的原子核,它很容易受到相邻分子中负电性强、半径小的原子中孤对电子(原子中不参与成键的电子对)的吸引。像这种分子间,不同分子中的原子之间产生的相互作用叫氢键;
②特点:存在于分子间,作用力较弱,远比化学键弱,但比分子间作用力强.常见的能形成氢键的物质有HF、H2O、NH3、酒精等,因此它们的熔、沸点等明显高于组成、结构相似的同主族其他元素的化合物。
引申思考:化学键与分子间的作用力是有着明显差别的,用下表来进行比较会更清楚它们之间的异同。
微粒间作用力 组成微粒 存在 作用力 影响范围
化
学
键 离子键 阴、阳离子 离子化合物 强 离子化合物的化学性质
共价键
原子 共价化合物、离子化合物、非金属单质 强 单质、化合物的化学性质
分子间的作用力 分子间作用力 分子 分子间 弱 熔沸点、溶解度等物理性质
氢键 分子 分子间 弱 熔沸点、溶解度等物理性质,某些化学性质(如酸性等)
【典型例题】
例1. 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沸点升高
D. HF的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键
题析:C
点拨:水在固态和液态时分子间存在着氢键,而气态时氢键被破坏,因此A,B选项都有误.氢键的存在能使物质的熔沸点升高,在水中的溶解度增大,但氢键并不影响物质的稳定性,因此D选项错误.
归纳提示:氢键不是化学键,但对物质的物理性质有较大的影响,这种现象在自然界中广泛存在,随处可见,因而要弄清楚氢键的实质及与其他粒子之间相互作用的联系.
例2. 据元素周期表知识回答下列问题:
(1)PH3分子与NH3分子的构型 (填写“相似”或“不相似”),P-H (填“有”或“无”)极性。
(2)PH3分子与NH3分子相比较,热稳定性 更强。
(3)PH3与NH3在常温、常压下都是气体,但NH3比PH3易液化,其主要原因是( )
A. 键的极性:N-H比P—H强
B. 分子的极性:NH3比PH3强
C. 相对分子质量:PH3比NH3大
D. NH3分子之间存在特殊的分子间作用力(氢键)
题析:(1)N原子和P原子结构相似,NH3 分子与PH3 分子结构相似,P—H键为不同种元素原子之间形成的共价键,为极性共价键.(2)由N、P在元素周期表的位置关系和元素周期律知,NH3 的热稳定性大于PH3 。(3)NH3 和PH3 同属于分子晶体,但NH3 比PH3 易液化,是由于NH3 分子间形成氢键。
答案:(1)相似;有 (2)NH3 (3) D
例3. 下列关于范德华力影响物质性质的叙述中,正确的是( )
A. 范德华力是决定由分子构成的物质熔、沸点高低的唯一因素
B. 范德华力与物质的性质没有必然的联系
C. 范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质
D. 范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素
题析:D。
点拨:范德华力不能影响物质的化学性质,仅能影响由分子构成的物质的部分物理性质,如熔点、沸点及溶解性,并且不是唯一的影响因素。
例4. 下列说法中错误的是( )
A. 卤化氢中,以HF沸点最高,是由于HF分子间存在氢键
B.H2O的沸点比HF的高,是由于水中氢键键能大
C. 氨水中有分子间氢键
D. 氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
题析:D。
点拨:本题考查了氢键对物质性质的影响以及氢键的存在.因HF存在氢键,所以沸点HF>HBr>HCl,A正确;氨水中除NH3分子之间存在氢键,NH3与H2O,H2O与H2O之间都存在氢键,C正确;因氢键有方向性,故X—H…Y不可能总在一条直线上。
例5. 下列关于分子间作用力的说法,正确的是 ( )
A. 分子间既存在引力又存在斥力