
氣體在加壓或降溫時為什么會變?yōu)橐后w、固體?
降溫加壓時氣體會液化,降溫時液體會凝固,這些事實表明,分子之間存在著相互作用力 范德華(van der Waals)是最早研究分子間普遍存在作用力的科學(xué)家,因而把這類分子間作用力稱為范德華力
范德華力的特征 ①范德華力廣泛存在于分子之間,但只有分子間充分接近時才有分子間的相互 作用力 ②范德華力很弱,比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級 ③范德華力沒有飽和性和方向性
影響范德華力的因素一般地,組成和結(jié)構(gòu)相似的分子,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大。如范德華力:HCl< HBr < HI
相對分子質(zhì)量相同或相近時,分子的極性越大,范德華力越大。如CO為極性分子,N2為非極性分子,范德華力:CO>N2。
組成和結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高。如熔、沸點:F2<Cl2<Br2<I2。
在同分異構(gòu)體中,一般來說,支鏈數(shù)越多,熔、沸點就越低,如沸點:正戊烷>異戊烷>新戊烷。
影響范德華力的因素1.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,物質(zhì)的熔、沸點就越高,如熔、沸點:CF4新戊烷。
夏天經(jīng)常見到許多壁虎在墻壁或天花板上爬卻掉不下來,為什么?
壁虎為什么能在天花板土爬行自如?這曾是一個困擾科學(xué)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(xì)的由角蛋白構(gòu)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(xì)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(zhì)上是它的細(xì)毛與墻體之間的范德華力。
已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子形成共價鍵的氫原子與另一個電負(fù)性很大的原子之間的作用力當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的X原子以共價鍵結(jié)合時,它們之間的共用電子對強烈地偏向X,使H幾乎成為“裸露”的質(zhì)子,這樣相對顯正電性的H與另一分子中相對顯負(fù)電性的X(或Y)中的孤對電子接近并產(chǎn)生相互作用,這種相互作用稱氫鍵。
是靜電吸引作用,它比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級。是一種比范德華力強的分子間作用力。
方向性(X-H…Y盡可能在同一條直線上)飽和性(一個X-H只能和一個Y原子結(jié)合)
總結(jié)氫鍵的形成與表示
氫鍵的形成條件和表示方法
1.對比對羥基苯甲醛、鄰羥基苯甲醛的結(jié)構(gòu),分析對羥基苯甲醛的熔、沸點高于鄰羥基苯甲酸的熔、沸點的原因。
1. 由于鄰羥基苯甲醛能形成分子內(nèi)氫鍵,而對羥基苯甲醛能形成分子間氫鍵,當(dāng)對羥基苯甲醛熔化時,需要較多的能量克服分子間氫鍵,所以對羥基苯甲醛的熔沸點高于鄰羥基苯甲醛的熔、沸點。
2.觀察下圖,分析NH3、H2O、HF的沸點反常的原因。
NH3、H2O、HF的沸點反常的原因:由于它們各自的分子間形成了氫鍵。
解釋冰的密度比液態(tài)水的密度小的原因。
常溫下液態(tài)水中除了含有簡單H2O外,還含有通過氫鍵聯(lián)系在一起的締合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一個水分子的氧原子與另一個水分子的氫原子沿該氧原子的一個sp3雜化軌道的方向形成氫鍵,因此當(dāng)所有H2O全部締合——結(jié)冰后,所有的H2O按一定的方向全部形成了氫鍵,成為晶體,因此在冰的結(jié)構(gòu)中形成許多空隙,體積膨脹,密度減小。故冰的體積大于等質(zhì)量的水的體積,冰的密度小于水的密度。
解釋接近水的沸點的水蒸氣的相對分子質(zhì)量測定值比按化學(xué)式H2O計算出來的相對分子質(zhì)量大一些的原因。
接近水的沸點的水蒸氣中存在相當(dāng)量的水分子因氫鍵而相互締合形成所謂的締合分子。
解釋氨氣分子為什么極易溶于水原因。
NH3與H2O間能形成氫鍵,且都是極性分子,所以NH3極易溶于水。氨氣,低級醇、醛、酮等分子都與水分子形成氫鍵,均可溶于水。
鄰苯二甲酸的電離平衡常數(shù)Ka1(1.1x10-3)比對苯二甲酸的電離平衡常數(shù)Ka1(2.9x10-4)大
鄰苯二甲酸存在分子內(nèi)氫鍵,鄰苯二甲酸的電離平衡常數(shù)Ka1比對苯二甲酸的電離平衡常數(shù)Ka1大
氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1).對物質(zhì)熔、沸點的影響
(2).對物質(zhì)溶解度的影響 (3).對物質(zhì)密度的影響 (4).氫鍵對物質(zhì)電離性質(zhì)的影響
非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。例如:蔗糖、氨、水是極性分子,而萘、碘、四氯化碳是非極性分子。因此蔗糖和氨易溶于水,難溶于四氯化碳;而萘和碘卻易溶于四氯化碳,難溶于水。
比較NH3和CH4在水中的溶解度。怎樣用“相似相溶”規(guī)律理解它們的溶解度不同?
根據(jù)相似相溶規(guī)律,NH3是極性分子,易溶于極性溶劑水中;而且NH3可以和H2O形成分子間氫鍵,使溶解度更大,所以NH3極易溶于水。而CH4是非極性分子,難溶于水。
為什么在日常生活中用有機溶劑(如乙酸乙酯等)溶解油漆而不用水?
油漆的主要成分是非極性或極性很小的有機分子,故易溶于非極性或極性很小的有機溶劑中,如苯、甲苯、乙酸乙酯等,而不溶于水。
在一個小試管里放入一小粒碘晶體,加入約5 mL蒸餾水,觀察碘在水中的溶解性(若有不溶的碘,可將碘水溶液傾倒在另一個試管里繼續(xù)下面的實驗)。在碘水溶液中加入約1 mL四氯化碳(CCl4),振蕩試管,觀察碘被四氯化碳萃取,形成紫紅色的碘的四氯化碳溶液。再向試管里加入1 mL濃碘化鉀(KI)水溶液,振蕩試管,溶液紫色變淺,這是由于在水溶液里可發(fā)生如下反應(yīng):I2+I-=I3-。實驗表明碘在純水還是在四氯化碳中溶解性較好?為什么?
碘是非極性分子,所以在極性溶劑水中的溶解度很小,而易溶于非極性溶劑四氯化碳。我們觀察到碘中加水后,碘沒有全部溶解,表明碘在水中的溶解度很小。而在碘水中加人CC14振蕩后,水層顏色明顯變淺,而CC14層呈紫紅色,表明碘在CC14中溶解度較大,所以使碘從水中萃取到了CC14中。碘水中加人濃的KI溶液后,由于發(fā)生反應(yīng):I2+I-=I3-,碘生成了無色的I3-,并溶解到水中,碘的濃度降低,所以溶液紫色變淺。
利用相似相溶原理解釋下表數(shù)據(jù)。
從“資料卡片”提供的相關(guān)數(shù)據(jù),我們能發(fā)現(xiàn)如下符合“相似相溶”規(guī)律的例子:①乙炔、乙烯、已烷、甲烷、氫氣、氮氣、氧氣都是非極性分子,在水中的溶解度都很小。②SO2和CO2都能和水反應(yīng),但SO2是極性分子,CO2是非極性分子,所以SO2(11.28 g)比CO2 (0.169 g)在水中的溶解度大很多。③氯氣也是非極性分子,但氯氣能和水反應(yīng),生成物HCI、HCIO能溶于水,所以氯氣的溶解性比其他非金屬單質(zhì)要好。④NH3分子能和H2O分子形成分子間氫鍵,所以NH,在水中的溶解度很大(52.9 g)。
乙醇、戊醇都是極性分子,為什么乙醇可以與水任意比例互溶,而戊醇的溶解度?。?br/>相似相溶還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性。戊醇中的烴基較大,其中的—OH跟水分子的—OH的相似因素小得多了,因而它在水中的溶解度明顯減小。
影響物質(zhì)溶解性的因素1.非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑,極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。 2.外界因素:主要有溫度、壓強等。 3.氫鍵:溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大,溶解性越好 4.分子結(jié)構(gòu)的相似性:溶質(zhì)和溶劑的分子結(jié)構(gòu)相似程度越大,其溶解性越大。如乙醇與水互溶,而戊醇在水中的溶解度明顯減小。 5.溶質(zhì)是否與水反應(yīng):溶質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng),溶質(zhì)的溶解度會增大。如SO2與水反應(yīng)生成的H2SO3可溶于水,故SO2的溶解度增大。
觀察下圖,圖中兩只相對的手能否重疊?圖中的兩個乳酸分子能否重疊?
手性異構(gòu)體具有完全相同的組成和原子排列的一對分子,如同左手與右手一樣互為鏡像,卻在三維空間里不能重疊,互稱手性異構(gòu)體(或?qū)τ钞悩?gòu)體)。
手性分子:具有手性異構(gòu)體的分子叫做手性分子。
具有手性的有機物,是因為其含有手性碳原子造成的。如果一個碳原子所連接的四個原子或原子團各不相同,那么該碳原子稱為手性碳原子。
其中,R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基團。
手性分子的確定(1)觀察實物與其鏡像能否重合,如果不能重合,說明是手性分子。如圖:
(2)觀察有機物分子中是否有手性碳原子,如果有一個手性碳原子,則該有機物分子就是手性分子,具有手性異構(gòu)體。含有兩個手性碳原子的有機物分子不一定是手性分子。
互為手性分子的物質(zhì)是同一種物質(zhì)嗎? 二者具有什么關(guān)系?
不是同一種物質(zhì),二者互為同分異構(gòu)體。
互為手性分子的物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,分析其原因。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)?;槭中苑肿拥奈镔|(zhì)組成、結(jié)構(gòu)幾乎完全相同,所以其化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。
手性同分異構(gòu)體(又稱對映異構(gòu)體、光學(xué)異構(gòu)體)的兩個分子互為鏡像關(guān)系,即分子形式的“左撇子和右撇子”。構(gòu)成生命體的有機物絕大多數(shù)為手性分子。兩個手性分子的性質(zhì)不同,且手性有機物中必定含手性碳原子。
范德華力及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
氫鍵及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響
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這是一份化學(xué)人教版 (2019)第三節(jié) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)教學(xué)ppt課件,共42頁。PPT課件主要包含了課前·新知導(dǎo)學(xué),氫原子,分子間氫鍵,分子內(nèi)氫鍵,分子內(nèi),分子間,手性異構(gòu)體,手性分子,課堂·重難探究,重難突破等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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