《分子間作用力分子晶體》素材(蘇教版選修3)

第四單元分子間作用力分子晶體氫鍵形成對物質性質的影響氫鍵通常是物質在液態(tài)時形成的，但形成后有時也能繼續(xù)存在于某些晶態(tài)甚至氣態(tài)物質之中。例如在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的HF中都有氫鍵存在。能夠形成氫鍵的物質是很多的，如水、水合物、氨合物、無機酸和某些有機化合物。氫鍵的存在，影響到物質的某些性質。1. 熔點、沸點分子間有氫鍵的物質熔化或氣化時，除了要克服純粹的分子間力外，還必須提高溫度，額外地供應一份能量來破壞分子間的氫鍵，所以這些物質的熔點、沸點比同系列氫化物的熔點、沸點高。分子內生成氫鍵，熔、沸點常降低。例如有分子內氫鍵的鄰硝基苯酚熔點45C比有分子間氫鍵的間位熔點96C丨和對位熔點114C都低。2. 溶解度在極性溶劑中，如果溶質分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵，那么溶質的溶解度增大。HF和NH3在水中的溶解度比較大，就是這個緣故。3. 粘度分子間有氫鍵的液體，一般粘度較大。例如甘油、磷酸、濃硫酸等多羥基化合物，由于分子間可形成眾多的氫鍵，這些物質通常為粘稠狀液體。4. 密度5. 氫鍵形成對物質性質的影響分子間氫鍵使物質的熔點（m.p）、沸點（b.p）、溶解度（S）增加，分子內氫鍵對物質的影響那么反之。以HF為例，F的電負性相當大，電子對偏向F，而H幾乎成了質子，這種H與其它分子中電負性相當大、r小的原子相互接近時，產生一種特殊的分子間力氫鍵.表示為：FHH兩個條件：（1）與電負性大且r小的原子（F,O,N）相連的H;2在附近有電負性大，r小的原子（F，O，N）。氫鍵的特點飽和性和方向性由于H的體積小,1個H只能形成一個氫鍵,由于H的兩側電負性極大的原子的負電排斥,使兩個原子在H兩側呈直線排列。除非其它外力有較大影響時,才可能改變方向。1. 氫鍵的強度介于化學鍵和分子間作用力之間,和電負性有關。-FH-FOH-ONH-NE/kJmol-128.018.85.4氫鍵對于化合物性質的影響分子間存在氫鍵時，大大地影響了分子間的結合力，故物質的熔點、沸點將升高。CH3CH2-OH存在分子間氫鍵，而分子量相同的H3C-O-CH3無氫鍵，故前者的b.p.高。HF、HCl、HBr、HI，從范德華力考慮，半徑依次增大，色散力增加，b.p.高，故b.P.為HI>HBr>HCl，但由于HF分子間有氫鍵，故HF的b.p.在這里最高，破壞了從左到右b.p.升高的規(guī)律。H2O，NH3由于氫鍵的存在，在同族氫化物中b.p.亦是最高。H2O和HF的分子間氫鍵很強，以致于分子發(fā)生締合，以(H2O)2、(H2O)3、(HF)2、(HF)3形式存在，而(H2O)2排列最緊密，4C時，(H2O)2比例最大，故4C時水的密度最大.可以形成分子內氫鍵時，勢必削弱分子間氫鍵的形成.。故有分子內氫鍵的化合物的沸點、熔點不是很高。