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专题3微粒间作用力与物质性质

[第四单元分子间作用力

分子晶体

第二课时氢键的形成

1．结合实例说明氢键的涵义、存在

2．结合实例说明化学键和氢键的区别。

3．知道氢键的存在对物质性质的影响

教学过程与方法

目标

思维能力。

情感态度

与价值观

教学重点

教学难点

教学方法

教学准备

通过学习分子间氢键的存在，体会化学在生活中的应用，增强学习化学的兴趣；

氢键的存在对物质性质的影响

氢键的存在对物质性质的影响

探究讲练结合

教师主导活动

二、

氢键

学生主体活动

进一步学习微观的知识，提高分析问题和解决问题的能力和联想比较思考：观察课本P51页图3-29，第ⅥA族元素的气态氢化物的沸

教

学

过

程

点随相对分子质量的增大而升高，符合前面所学规律，但H2O的沸点却反常，这是什么原因呢？

[讲解] （一）、氢键的成因：

当氢原子与电负性大的原子X以共价键相结合时，由于H—X键具有强极性，这时H相对带上较强的正电荷，而X相对带上较强的负电荷。当氢原子以其唯一的一个电子与X成键后，就变成无内层电子、半径极小的核，其正电场强度很大，以至当另一HX分子的X原子以其孤对电子向H靠近时，非但很少受到电子之间的排斥，反而互相吸引，抵达一定平衡距离即形成氢键。

（二）、氢键的相关知识

P51 讨论后口答

1．氢健的形成条件：半径小、吸引电子能力强的原子（

N

、

O

、

F

）与H核。

教师主导活动

2．氢键的定义：半径小、吸引电子能力强的原子与H核之间的

很强的作用叫氢键。通常我们可以把氢键看做一种比较强的分子间作用力。

学生主体活动

理解

3．氢键的表示方法：X—H···Y（X、Y可以相同，也可以不同）

4．氢键对物质的性质的影响：可以使物质的熔沸点

升高

，还对物质的

溶解度

等也有影响。

如在极性溶剂中，如果溶质分子和溶剂分子间能形成氢键，就会促进分子间的结合，导致溶解度增大。例如：由于乙醇分子与水分子间能形成不同分子间的氢键，故乙醇与水能以任意比互溶。而乙醇的了解

加强理解

同分异构体二甲醚分子中不存在羟基，因而在二甲醚分子与水分子间

不能形成氢键，二甲醚很难熔解于水。

5．影响氢键强弱的因素：与X—H···Y中X、Y原子的电负性及

半径大小有关。X、Y原子的电负性越大、半径越小，形成的氢键就越强。常见的氢键的强弱顺序为：

F—H···F

O—H···O

O—H···N

N—H···N

教

O—H···Cl 学

6．说明：氢键与范德华力之间的区别

过

程

氢键与范德华力同属于分子间作用力；但两者的不同之处在于氢

键具有饱和性与方向性。所谓饱和性是指H原子形成一个共价健观察理解

后，通常只能再形成一个氢键。这是因为H原子比X、Y原子小

得多，当形成X—H···Y后，第二个Y原子再靠近H原子时，

将会受到已形成氢键的Y原子的电子云的强烈排斥。而氢键的方大于

向性是指以H原子为中心的3个原子X—H···Y尽可能在一电负性

条直线上，这样X原子与Y原子间的距离较远，斥力较小，形成的氢键稳定。综上所述可将氢键看做是较强的、有方向性和饱和性的分子间作用力。

教师主导活动

7．氢键可以在分子之间形成，也可在分子内部形成：如邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸。

[科学研究]

能难点

学生主体活动

同系物

教

1．为何NH3、H2O、

HF的熔沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔

学

沸点高呢？

过

2．为何NH3极易溶于水？

程

氨、水分子间形成氢键

3．解释水结冰时体积膨胀、密度减小的原因。

存在氢键

冰中水分子间以氢键相联接成晶体，使水分子间距离增大。

4．氢键在生命体分子中的作用？

DNA大分子间碱基对通过氢键形成

5．从氢键的角度分析造成尿素、醋酸、硝酸三种相对分子质量相近的分子溶沸点相差较大的可能原因。

尿素中氢键比醋酸大，硝酸分子内形成氢键

[小结]氢键、化学键与范德华力

概念

范围

能量

性质影响

板书一、氢键的成因：H—X键具有强极性，“裸露”质子

二、氢键的相关知识

化学键

氢键

范德华力

硫酸？

计1.氢健的形成条件：

划

2.氢键的定义：

3.氢键的表示方法：X—H···Y（X、Y可以相同，也可以不同）

4.氢键对物质的性质的影响：

5.影响氢键强弱的因素：

5.说明：氢键与范德华力之间的区别

6.氢键可以在分子之间形成，也可在分子内部形成：如邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸。

[课堂练习] 1.下列物质中不存在氢键的是（

）

A、冰醋酸中醋酸分子之间

B、一水合氨分子中的氨分子与水分子之间

C、液态氟化氢中氟化氢分子之间

D、可燃冰（CH4·8H2O）中甲烷分子与水分子之间

2.固体乙醇晶体中不存在的作用力是（

）

A、极性键

B、非极性键

C、离子键

D、氢键

3.下列说法不正确的是（

）

A、分子间作用力是分子间相互作用力的总称

B、范德华力与氢键可同时存在于分子之间

C、分子间氢键的形成除使物质的熔沸点升高外，对物质的溶解度、硬度等也有影响

D、氢键是一种特殊的化学键，它广泛地存在于自然界中

4.下列有关水的叙述中，可以用氢键的知识来解释的是（

）

A、水比硫化氢气体稳定

B、水的熔沸点比硫化氢的高

C、氯化氢气体易溶于水

D、0℃时，水的密度比冰大

［课后练习］

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点和沸点升高

D、HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键

3.下列各组物质中，熔点由高到低的是（

）

A、HI

HBr

HCl

HF

B、石英、食盐、干冰、钾

C、CI4

CBr4

CCl4

CF4

D、Li

Na

K

Rb 3．下列变化或数据与氢键无关的是（D）

A．甲酸蒸气的密度在373K时为1.335g·L-1,在293K时为2.5 g·L-1

B．氨分子与水分子形成一水合氨

C．丙酮在己烷和三氟甲烷中易溶解，其中在三氟甲烷中溶解时的热效应较大

D．SbH3的沸点比PH3高

．D[说明]甲酸在低温时通过氢键形成双聚分子，温度升高时，双聚被破坏；氨分子和水分子易形成氢键；三氟甲烷由于氟强烈吸电子，使三氟甲烷中的氢带明显的正电荷，可以和丙酮形成氢键，放出能量，因此溶解时的热效应较大；SbH3和PH3都不能形成氢键，SbH3的沸点比PH3高是因为SbH3的分子量比PH3大，分子间作用力比PH3大。

4．自然界中往往存在许多有趣也十分有效的现象，下表列出了若干化合物的结构式、化学式、相对分子质量和沸点。

结构式

化学式

相对分子质量

18

32 100 64 沸点/0C H2O （1）H—OH

CH4O （2）CH3OH

（3）CH3CH2OH

C2H6O （4）CH3COOH （5）CH3COCH3

C2H4O2

C3H6O 46

78 60

118

58 60 56

97 11 （6）CH3CH2CH2OH

C3H8O （7）CH3CH2OCH3

C3H8O

60 从它们的沸点可以说明什么问题？

沸点的高低主要取决于分子间作用力，结构式相似的化合物，相对分子量越大沸点越高；结构式不相类似的化合物的沸点与其相对分子量的关系不大，分子间形成氢键的可能性越大沸点越高。

5．氢键可以表示为A—H…B，其产生的条件是A电负性大，它强烈地吸引氢的电子云，受体B具有能与氢原子强烈地相互作用的高电子云密度区（如孤对电子）。

（1）分子间形成的氢键会使化合物的熔、沸点

；分子内形成氢键会使化合物的熔、沸点

。

（2）在极性溶剂中，溶质和溶剂的分子间形成氢键会使溶质的溶解度

（填“增大”或“减小”）；溶质的分子内形成氢键时，在极性溶剂中溶质的溶解度将

（填

“增大”或“减

小”）；在非极性溶剂中溶质的溶解度将

（填“增大”或“减小”）。

（3）IBr在CCl4中的溶解度比Br2

,其原因是

（4）二聚甲酸解聚反应（HCOOH）2→2HCOOH，该反应需吸收60kJ·mol-1的能量，吸收能量的原因是

。

．（1）升高，降低；

（2）增大 减小 增大；

（3）小 IBr为极性分子，Br2为非极性分子，CCl4为非极性溶剂，根据相似相溶原理可知，IBr在CCl4中的溶解度比Br2小；

（4）打破二聚甲酸分子内氢键需要吸收能量。