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晶体类型 * * * * 分子间存在着一种较弱作用力，叫分 子间力。 分子间力源于分子的极性。 分子的极性 和 电偶极矩 分子间相互作用力 ① 分子中正、负电荷量是相等的，电 荷的分布是分散的，但可确定其中心— 正、负电荷中心。 1 极性分子和非极性分子 ② 正、负电荷中心重合的分子是非极性 分子:正、负电荷中心不重合的分子是极 性分子。 2 分子的电偶极矩 分子极性的强弱决定于正、负电荷中 心的距离和电荷量。定义分子的电偶极 矩为： μ=q ·l q—极上电荷； l—偶极长度。 单位：C·m 3 分子的极性 分子的极性源于键的极性——成键原 子间电子云的分布，这种分布依原子的 电负性来判断。 电偶极矩μ可用来表征分子极性的大小。 若μ=0，分子是非极性分子,如CO2。 若μ≠0，分子是极性分子 分子空间结构对称，分子无极性； 分子空间结构不对称，极性分子。 非极性键构成的分子，必是非极性分子； 极性键构成的分子： 双原子分子—分子和键的极性一致； 多原子分子： 如： H-H O-O H-Cl O-C-O H2O CH4 二 分 子 间 力 分子间力实质是分子极性间的电引力。 分子间力源于分子的极化。 1 分子的极化:在外电场的作用下,非极 性分子的正负电中心被分开,极性分子原 来不重合的正负中心被进一步分开. 在电场作用下，分子极 性的变化有三种情况: 在电场中，极性分子 的固有偶极取向发生取 向极化。 ① 固有偶极 极性分子具有的极性， 与电场无关。 ② 诱导偶极 外电场作用下，分子发生变形极化， 产生诱导偶极，使分子的极性增加。 电场撤去，诱导偶 极消失。 ③ 瞬时偶极——分子中原子的电子和 核的相对运动会使分子发生瞬时的变形 而产生瞬时偶极。如： 瞬时偶极总是以异极相邻状态存在。存在时间极短，却反复发生。 2 分子间力 非极性分子可以产生瞬时偶极，瞬时 偶极必定采取异极相邻状态，此状态 不断重复而产生的吸引力就是色散力。 ② 极性分子和非极性分子间——诱导力 极性分子作为电场使非极性分子变形而 产生诱导偶极。 ① 非极性分子间——色散力 固有偶极和诱导偶极间 的吸引力是诱导力。 ③ 极性分子间——取向力 极性分子的固有偶极间因取向而产生 的引力叫取向力。 3 分子间力的特征 ① 是弱作用力。比化学键小1-2个数量 级。如：H2O中,分子间力47.28kJ.mol-1 而E(OH)=463kJ.mol-1 ③ 无方向性和饱和性。 ② 是近距离力。在300pm-500pm间有 效，而且与r7成反比。 分子的极性不同，三种力的比例也不同，但色散力是主要的，存在于一切分子之间。其强度与分子的大小有关，随分子量的增大而增大。 下列两组物质的色散力大小 1）卤素单质；2）卤化氢 解：卤素单质按色散力从大到小：I2, Br2, Cl2, F2; 卤化氢按色散力从大到小：HI, HBr, HCl, HF 思考：实际上卤化氢中HF的沸点高于HCl, 说明在HF分子中还存在其它的相互作用？可能是什么？ 分子间的吸引作用(kJ ·mol－1) 在X——H……Y中: H—与电负性大、半径小的元素(X) 成强极性共价键的氢； Y—有孤对电子、电负性大、半径小 的元素(F、O、N)。 1 氢键的形成条件 氢 键 于是在H与Y间以静电引力结合，成 第二键，称氢键，较弱。 氢键也可在分子内形成。 如HF中氢键的形成： 冰与氨水中的氢键 除了HF、H2O、NH3 有分子间氢键外，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。 H C O O H H O O H C 除了分子间氢键外，还有分子内氢键。例如，硝酸的分子内氢键使其熔、沸点较低。 一个非常令人感兴趣的问题！ 指水分子彼此间通过氢键形成笼，将外来中性分子或离子 (Cl2,CH4, Ar, Xe等)包于笼内的水合物(分子晶体). Clathrate hydrate Example 已知 1 m3可燃 “冰”能释放164 m3的CH4气体，试估算晶 体中水与甲烷的分子比. 推算可燃冰的组成可能是8CH4· 46H2O 1×1000－7.32 ×16 18 :7.32=6.7:1 n(H2O):n(CH4)= 164m3÷22.4m3 / kJ?mol-1=7.32 kJ?mol-