課題：第三節 分子的性質(2)

授課班級

課  時

教

學

目

的

知識

與

技能

1.范德華力、氫鍵及其對物質性質的影響

2.能舉例說明化學鍵和分子間作用力的區別

3.例舉含有氫鍵的物質

過程

與

方法

1.采用圖表、比較、討論、歸納、綜合的方法進行教學

2.培養學生分析、歸納、綜合的能力

情感

態度

價值觀

增強學生的歸納總結能力 對化學有進一步深入的了解

重 點

分子間作用力、氫鍵及其對物質性質的影響

難 點

分子間作用力、氫鍵及其對物質性質的影響

知

識

結

構

與

板

書

設

計

三、分子間作用力及其對物質的影響

1、分子間作用力

(1) 定義：把分子聚集在一起的作用力叫做分子間作用力，又稱范德華力，其實質是分子間的電性引力

(2)大小判斷：

1 影響分子間作用力的主要因素：分子的相對分子質量、分子的極性等

2 組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越大。

3 分子的極性越強，分子間作用力越大。

2、分子間作用力對物質的熔、沸點的影響：范德華力越大，物質的熔沸點越高。

四、氫鍵及其對物質性質的影響

1.氫鍵：是由已經與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的氫)與另一個分子中電負性很強的原子(N、O、F)之間的作用力。

2.氫鍵表示方法：X—H…Y。

3.氫鍵的形成條件

4.氫鍵的類型：分子間氫鍵、分子間內氫鍵

5.氫鍵對物質的影響：分子間氫鍵使物質熔點升高

分子內氫鍵使物質熔點降低

教學過程

教學步驟、內容

［引入］我們知道，化學反應的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的形成的過程，化學鍵主要影響了化學性質，那么，物質的溶沸點、溶解性又受什么影響呢？這節課就讓我們來主要研究一下物理性質的影響因素。

[講]降溫加壓氣體會液化，降溫液體會凝固，這一事實表明，分子之間存在著相互作用力。范德華(vandcrWaRls)是最早研究分子間普遍存在作用力的科學家，因而把這類分子問作用力稱為范德華力。范德華力很弱，約比化學鍵能小l一2數量級。相對分子質量越大，范德華力越大；分子的極性越大，范德華力也越大。

[板書]三、分子間作用力及其對物質的影響

1.分子間作用力

(1) 定義：把分子聚集在一起的作用力叫做分子間作用力，又稱范德華力，其實質是分子間的電性引力

［講］從氣體在降低溫度、增大壓強時能夠凝結成液態或固態(在這個過程中，氣體分子間的距離不斷縮小，并由不規則運動的混亂狀態轉變成為規則排列)的事實可以證明分子存在著相互作用。

[投影]

[講]范德華力：分子之間存在著相互作用力。范德華力很弱，約比化學鍵能小l一2數量級。相對分子質量越大，范德華力越大；分子的極性越大，范德華力也越大。

[板書](2)大小判斷：

1 影響分子間作用力的主要因素：分子的相對分子質量、分子的極性等

2 組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越大。

3 分子的極性越強，分子間作用力越大。

[學與問]怎樣解釋鹵素單質從F₂～I₂的熔、沸點越來越高？

[匯報]相對分子質量越大，范德華力越大，熔、沸點越來越高。

[板書]2.分子間作用力對物質的熔、沸點的影響：范德華力越大，物質的熔沸點越高。

［投影］

［講］能量遠小于化學鍵能，分子間作用力一般只有每摩爾幾千焦至幾十千焦，比化學能小1-2個數量極，分子間作用力主要影響分子晶體類型物質的物理性質，而化學鍵主要影響物質的化學性質。存在于分子之間，且分子間充分接近時才有相互間的作用力，如固體和液體物質中。

[問]夏天經常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬行，卻掉不下來，為什么？

[講]壁虎為什么能在天花板土爬行自如?這曾是一個困擾科學家一百多年的謎。用電子顯微鏡可觀察到，壁虎的四足覆蓋著幾十萬條纖細的由角蛋白構成的納米級尺寸的毛。壁虎的足有多大吸力?實驗證明，如果在一個分幣的面積土布滿100萬條壁虎足的細毛，可以吊起20kg重的物體。近年來，有人用計算機模擬，證明壁虎的足與墻體之間的作用力在本質上是它的細毛與墻體之間的范德華力。

［投影］

[設問]你是否知道，常見物質中，水是熔、沸點較高的液體之一?你是否知道，冰的密度比液態的水小?

［投影］為什么水、氟化氫和氨的沸點出現反常。

[板書]四、氫鍵及其對物質性質的影響

[講]為了解釋水的這些奇特性質，人們提出了氫鍵的概念。氫鍵是除范德華力外的另一種分子間作用力，它是由已經與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的氫)與另一個分子中電負性很強的原子(如水分子中的氧)之間的作用力。

[板書] 1.氫鍵：是由已經與電負性很強的原子形成共價鍵的氫原子(如水分子中的氫)與另一個分子中電負性很強的原子(N、O、F)之間的作用力。

[講]以HF為例，在HF分子中，由于F原子吸引電子的能力很強，H-F鍵的極性很強，共用電子對強烈地偏向F原子，亦即H原子的電子云被F原子吸引，使H原子幾乎成為“裸露”為質子。這個半徑很小、帶部分正電荷的H核，與另一個HF分子帶部分負電荷的F原子相互吸引。這種靜電吸引作用就是氫鍵。

［講］氫鍵不是化學鍵，為了與化學鍵相區別，在下圖中用“…”來表示氫鍵，注意三個原子要在同一條直線上。

［板書］2、氫鍵表示方法：X—H…Y。

［投影］

［講］在用X-H…Y表示的氫鍵中，氫原子位于其間是氫鍵形成的最重要條件之一，同時，氫原子兩邊的X原子和Y原子所屬元素具有很強的電負性、很小的原子半徑是氫鍵形成的另一個條件。由于X原子和Y原子具有強烈吸引電子的作用，氫鍵才能存在。這類原子應該是位于元素周期表的右上角元素的原子，主要是氮原子、氧原子和氟原子。有機物分子中含有羥基時，通常能形成氫鍵。

［板書］3、氫鍵的形成條件

［投影］

［講］由于氫鍵的存在，大大加強了水分子之間的作用力，使水的熔、沸點較高。另外，實驗還證明，接近水的沸點的水蒸氣的相對分子質量測定值比用化學式H₂O計算出來的相對分子質量大一些。用氫鍵能夠解釋這種異常性：接近水的沸點的水蒸氣中存在相當量的水分子因氫鍵而相互“締合”，形成所謂“締合分子”。后來的研究證明，氫鍵普遍存在于已經與N、O、F等電負性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另外的N、O、F等電負性很大的原子之間。例如，不僅氟化氫分子之間以及氨分子之間存在氫鍵，而且它們跟水分子之間也存在氫鍵。

[板書]4.氫鍵的類型：分子間氫鍵、分子間內氫鍵

［講］氫鍵既可以存在于分子之間，也可存在于分子內部的原子團之間。如鄰羥基苯甲醛在分子內形成了氫鍵，在分子之間不存在氫鍵，對羥基苯甲醛不可能形成分子內氫鍵，只能在分子間形成氫鍵，因而，前者的沸點低于后者的沸點。

［投影］分子內氫鍵和分子間氫鍵

 [強調]盡管人們把氫鍵也稱作“鍵”，但與化學鍵比較，氫鍵屬于一種較弱的作用力，其大小介于范德華力和化學鍵之間，約為化學鍵的十分之幾，不屬于化學鍵。

［講］下面，讓我們回到之前的問題，為什么水、氟化氫和氨的沸點出現反常。如上圖所示，NH₃、HF和H₂O的沸點反常，分子間形成氫鍵會使物質的熔點和沸點升高，這是因為固體熔化或液體汽化時必須破壞分子間的氫鍵，從而需要消耗較多能量的緣故。

[板書]5、氫鍵對物質的影響：分子間氫鍵使物質熔點升高

分子內氫鍵使物質熔點降低

［講］以水為例，由于水分子間形成的氫鍵，增大了水分子間的作用，使水的熔沸點比同周期元素中H₂S高。當水結冰時，體積膨脹，密度減小。這些反應的性質均與氫鍵有關。

［投影］

［講］在水蒸氣中水以單個H₂O 分子形式存在；在液態水中，經常是幾個水分子通過氫鍵結合起來，形成(H₂O)n；在固態水（冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯結，形成相當疏松的晶體，從而在結構中有許多空隙，造成體積膨脹，密度減少，因此冰能浮在水面上。水的這種性質對水生物生存有重要的意義。

［講］除此之外，接近水的沸點時，用實驗測定的水蒸氣的相對分子質量比用化學式H₂O計算出來的相對分子質量大一些。這也是由于氫鍵的存在使接近水的沸點的水蒸氣中存在相當量的水分子相互“締合”，形成了一些“締合原子”的原因。

[閱讀]資料卡片及科學視野：生物大分子中的氫鍵。

 [投影小結]分子間作用力與氫鍵的比較