奥赛资料(分子的极性)

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1、高一化学奥赛辅导资料极性分子与非极性分子你知道冰为什么在4℃时密度最大吗？这就是本讲所学内容——分子间作用力和氢键的有关知识。由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构。根据近代X射线的研究，证明了冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是经过氢键形成的，是一个敞开式的松弛结构，因为5个水分子不能把全部四面体的体积占完，在冰中氢键把这些四面体联系起来，成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列，空间利用率较小，约占34%，因此冰的密度较小。液态水不像冰那样完全是有序排列了，而是有一定程度的无序排列，即水分子间的距离不像冰中那样固定，H2O

2、分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样，分子间的空隙减少，密度就增大了。温度升高时，水分子的四面体集团不断被破坏，分子无序排列增多，使密度增大。但同时，水分子的热运动也增加了分子间的距离，使密度又减小。这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡，因此，在4℃时水的密度最大。过了4℃后，分子的热运动使分子间的距离增大的因素，就占优势了，水的密度又开始减小。知识延伸一、分子间作用力分子型物质无论是气态、液态或固态，都是由许多分子组成的，在分子间存在着一种较弱的作用力叫分子间作用力，也叫做范德华力。它比分子内原子间的作用力（化学键）要

3、小。分子间的作用力是一个总的提法，按作用力产生的原因和特性可分为三种力：l．取向力当两个极性分子靠近时，同极相斥，异极相吸，产生相对转动，最后必然是异极相对，同极尽量远离，这叫做分子的取向。这种由于极性分子取向而产生的力叫取向力。2．诱导力当极性分子接近非极性分子时，极性分子的偶极电场使非极性分子发生极化从而产生正、负电荷重心不相重合，这种由于外来的影响而产生的偶极叫诱导偶极，诱导偶极与固有偶极产生的力称为诱导力。一般说来，极性分子的极性越大，诱导力越大。分子的变形性越大，诱导力也越大。3．色散力非极性分子之间也存在着相互吸引力

4、，非极性分子内部的原子核和电子都在不断地运动，不断地改变它们相对的位置。在某一瞬间，分子的正电荷重心和负电荷重心可能发生某一瞬时的不相重合，这就产生了瞬间偶极。如果相邻分子也产生了相应的瞬间偶极，相互取向的瞬间偶极之间就产生了吸引力，这种吸引力叫做色散力。因此可以近似地说，相对分子质量越大，这种力越大，它们的熔沸点就相应地增高，但必须指出；色散力不仅存在于非极性分子之间也存在于极性分子之间、极性分子与非极性分子之间。在考虑分子的极性时，不仅要考虑键的极性，还要考虑分子的形状，有时还必须对顺反异构体加以注意。二、氢键l．氢键由于与

5、电负性极强的元素（如F、O、N等）相结合的氢原子和其他电负性极强的原子间所产生的引力而形成的。通常用X—H…Y表示，式中的虚线表示氢键。其中X和Y代表F、O、N等电负性强而原子半径较小的非金属原子。2．氢键的特点9高一化学奥赛辅导资料（1）氢键基本上还是静电吸引作用，它的键能一般小于41.84kJ/mol，与分子间作用力的数量相近。（2）有饱和性和方向性。（3）X、Y电负性越大，半径越小，所形成的氢键越稳定。3．氢键的类型氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两种类型。如H2O、HF、NH3分子间存在氢键，故它们比同主族其他元素的氢化

6、物的沸点要高。如甲酸分子间氢键：又如邻羟基苯甲酸分子存在分子内氢键，一般会使化合物的沸点、熔点降低，汽化热、升华热减小。三、离子的极化与离子的变形在离子化合物中，阴、阳离子都带有电荷，它的电荷场会对离子产生作用，我们把一个离子使另一个离子产生某些结构变化（原子核和电子云发生相对位移）的过程叫做极化。离子被极化的结果叫做变形。1．影响离子的变形因素（1）离子的大小是决定离子变形的主要因素，离子半径越大，核对最外层电子的吸力越弱，离子越易变形。（2）在离子大小相近时，其变形主要由离子外层的电子数决定，例如一般外层具有9～18个电子时

7、，其变形要比8电子型的离子大得多。（3）离子的电荷，正离子电荷越多，其变形越小；负离子的电荷越多，其变形大。（4）复杂的阴离子变形性通常不大，而且中心原子氧化数越高，变形性越小。如常见的一些复杂离子和简单阴离子的变形性对比如下：2．离子的极化学说及其应用离子是带电的粒子，它使邻近离子变形的能力叫该离子的极化力。离子极化力的强弱主要决定于以下三个因素：①离子的大小：离子越小，极化力越强；②离子的电荷；电荷数越多，极化力越强；③离子的电子层结构：外层具有18、18＋2个电子的离子，极化力最强；外展具有9～17个电子的离子，极化力次之

8、。外层具有8个电子（惰性气体型）构型的离子极化力最弱。离子的极化对无机化合物的溶解度、稳定性、熔沸点以及颜色等均有一定的影响。（1）离子极化对金属化合物熔点的影响我们先看下面几组金属化合物熔点数据：从左边一组熔点数据来看，Hg2+的极化作用和变形性都很大，Be2