范德华力和氢键

范德华力和氢键

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2023年2月27日发(作者：ios版本)

教学时间第十九周6月30日本模块第19课时

教学

课题

专题专题3微粒间作用力与物质性质

单元第四单元分子间作用力分子晶体

节题第二课时氢键的形成

教学

目标

知识与技能

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

过程与方法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

思维能力。

情感态度

与价值观

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；

教学重点氢键的存在对物质性质的影响

教学难点氢键的存在对物质性质的影响

教学方法探究讲练结合

教学准备

教

学

过

程

教师主导活动学生主体活动

二、氢键

思考：观察课本P

51

页图3-29，第ⅥA族元素的气态氢化物的沸

点随相对分子质量的增大而升高，符合前面所学规律，但H

2

O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

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。

P51

讨论后口答

理解

教

学

过

程

教师主导活动学生主体活动

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。

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

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···FO—H···OO—H···NN—H···NO—

H···Cl

6．说明：氢键与范德华力之间的区别

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

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

向性是指以H原子为中心的3个原子X—H···Y尽可能在一条

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。

了解

加强理解

观察理解

大于

电负性

能难点

教

学

过

程

教师主导活动学生主体活动

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]

1．为何NH

3

、H

2

O、HF的熔沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔

沸点高呢？

2．为何NH

3

极易溶于水？

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。

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

化学键氢键范德华力

概念

范围

能量

性质影响

同系物

存在氢键

硫酸？

板

书

计

划

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

1.氢健的形成条件：

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（CH

4

·8H

2

O）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、HIHBrHClHFB、石英、食盐、干冰、钾

C、CI

4

CBr

4

CCl

4

CF

4

D、LiNaKRb

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2.5g·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．SbH

3

的沸点比PH

3

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；SbH

3

和PH

3

都

不能形成氢键，SbH

3

的沸点比PH

3

高是因为SbH

3

的分子量比PH

3

大，分子间

作用力比PH

3

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沸点/0C

（1）H—OHH

2

O18100

（2）CH

3

OHCH

4

O3264

（3）CH

3

CH

2

OHC

2

H

6

O4678

（4）CH

3

COOHC

2

H

4

O

2

60118

（5）CH

3

COCH

3

C

3

H

6

O5856

（6）CH

3

CH

2

CH

2

OHC

3

H

8

O6097

（7）CH

3

CH

2

OCH

3

C

3

H

8

O6011

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，Br

2

为非极性分子，CCl

4

为非极性溶剂，根据相似相溶原

理可知，IBr在CCl

4

中的溶解度比Br

2

小；

（4）打破二聚甲酸分子内氢键需要吸收能量。