《分子间力与氢键》ppt课件

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1、4.3分子间力与氢键4.3.1分子的电偶极矩和极化率4.3.2分子间力4.3.3氢键1.分子的电偶极矩分子中正、负电荷中心称偶极(dipole),其带的电量分别为+Q、-Q，两偶极间的距离称偶极长度(d)。+-+Q-Qd4.3.1分子的电偶极矩和极化率分子的电偶极矩μ(dipolemoments)：用于定量地表示分子的极性大小。极性分子d≠0μ≠0非极性分子d=0μ=0单位：C·m偶极矩是矢量,方向由正电荷中心指向负电荷中心。偶极矩越大，分子的极性越强。区分化学键的极性和分子的极性：•双原子分子：键的极性与分子的极

2、性一致。•多原子分子：键的极性与分子的极性不完全一致，需考虑分子的空间构型。偶极矩与分子空间构型的关系双原子分子直线形直线形直线形直线形直线形直线形直线形V字形直线形V字形V字形直线形直线形三角锥形平面三角形四面体形正四面体形正四面体形多原子分子四原子分子五原子分子分子式分子式偶极矩(µ)/(10-30C.m)偶极矩(µ)/(10-30C.m)分子空间构型分子空间构型HFHClHBrHICON2H2HCNH2OH2SSO2CS2CO2NH3BF3CHCl3CH4CCl46.373.572.671.400.40009

3、.856.175.333.67004.9003.50002.分子的极化率-+++-+-↓+-↓-在外电场的作用下，非极性分子原来重合的正、负电荷中心被分开；极性分子原来不重合的正、负电荷中心被进一步分开。这种正、负两极被分开的过程叫做分子的极化。极化率：用于定量地表示分子的变形性大小。分子的变形性越大，极化率越大。影响分子变形性大小的因素：外因：外加电场愈强，分子变形愈厉害；内因：分子愈大，分子变形愈厉害。分子的极化率α/(10－40C·m2·V－1)非极性分子的瞬时偶极之间的相互作用分子间具有吸引作用的根本原因：

4、任何分子都有正、负电中心；任何分子都有变形的性能。色散力(dispersionforce)：由于瞬时偶极而产生的分子间相互作用力。一大段时间内的大体情况每一瞬间1.色散力4.3.2分子间力色散力与分子极化率有关。极化率大,色散力大。诱导力(inductionforce)：诱导偶极与固有偶极之间产生的分子间相互作用力。决定诱导力强弱的因素：极性分子的偶极矩愈大，诱导力愈强。非极性分子的极化率愈大，诱导力愈强。分子离得较远分子靠近时2.诱导力两个极性分子相互靠近时，由于同极相斥、异极相吸，分子发生转动，并按异极相邻状态

5、取向，分子进一步相互靠近。取向力(orientationforce)：极性分子之间由于固有偶极的取向产生的吸引力。分子离得较远取向3.取向力极性分子的偶极矩愈大，取向力愈强。分子间力(Intermolecularforces)是三种吸引力的总称。色散力是分子间力中最主要的一种力。分子间的吸引作用(×10－22J)分子间力的特点：分子间力作用的范围很小(一般是300－500pm)。分子间力较弱，既无方向性又无饱和性。分子间力的大小一般为几kJ·mol－1，比化学键小1－2个数量级。分子间力的意义：决定物质的熔点、沸点

6、、气化热、熔化热、蒸气压、溶解度及表面张力等物理性质的重要因素。4.3.3氢键HFHClHBrHI沸点/oC－85.0－66.7－35.419.9极化率小大色散力弱强沸点低高HF为何反常的高？原因——存在氢键。HF分子中，共用电子对强烈偏向电负性大的F原子一侧。在几乎裸露的H原子核与另一个HF分子中F原子的某一孤对电子之间产生的吸引作用称为氢键(hydrogenbond)。氢键可表示为X—HY，X和Y既可相同，也可不同，都是电负性很大的原子。氢键的形成条件：分子中有H和电负性大、半径小且有孤对电子的元素(F，O，N

7、)形成氢键。氢键的特点：①键长特殊：F－HF270pm②键能小E(F－HF)28kJ·mol－1③具有饱和性和方向性除了HF、H2O、NH3有氢键外，在有机羧酸、醇、酚、胺、氨基酸和蛋白质中也有氢键的存在。例如：甲酸靠氢键形成二聚体。HCOOHHOOHC除了分子间氢键外，还有分子内氢键。例如，硝酸的分子内氢键。