分子间作用力 分子晶体

分子间作用力

1. 日常生活中，我们经常见到许多由分子聚集成的物质，它们常以液态或固态的形式存在，如汽油、水、冰、干冰等。降温加压时气体会液化降温时液体会凝固，这些事实表明分子之间存在着相互作用力
2. 将分子聚集起来的作用力叫分子间作用力
   1. 共价分子间都存在分子间作用力
   2. 分子间作用力本质上是一种 静电作用，比化学键弱得多
   3. 范德华力 和 氢键 是两种最常见的分子间作用力

范德华力

1. 范德华力的特点
   1. 范德华力 很弱，比化学键的键能小 数量级
   2. 范德华力一般 没有方向性和饱和性
   3. 范德华力主要影响物质的 熔点、沸点、溶解度 等物理性质
2. 影响因素：
   1. 组成和结构相似的分子，其范德华力一般 随着相对分子质量的增大而增大
   2. 相对分子质量相近时，分子的极性越大，范德华力一般也越大
   3. 对于相对分子质量相同、极性相似的分子，分子之间的接触面积越大，范德华力越大。如范德华力：正丁烷>异丁烷

      分子
      分子量
      范德华力（）

      1. 为什么范德华力：

         答：相对分子质量越大，分子间作用力越大

      2. 为什么范德华力：

         答：分子极性越大，范德华力越大

3. 对物质性质的影响因素
   1. 对物质熔、沸点的影响：由分子构成的物质中范德华力越大，物质的熔、沸点越高
   2. 对物质溶解性的影响：
      液体的互溶以及固态、气态的非电解质在液体里的溶解度都与范德华力有密切的关系。溶剂与溶质分子间作用力越大，溶质的溶解度越大。如 时，氧气在水中的溶解量（）比氮气在水中的溶解量（）大，就是 与水分子之间的作用力比 与水分子之间的作用力大所导致的

      怎么解释卤素单质从 的熔点与沸点越来越高

      答：组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高

      范德华力主要影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质

氢键

1. 概念：由已经与电负性很强的原子（如 ）形成共价键的氢原子，与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力
2. 表示：通常用 为 等中的一种，「」表示共价键，「」表示氢键
3. 特征：比化学键的键能小，但比范德华力强，不属于化学键
4. 存在：
   1. 、含氧酸、含氧酸的酸式盐、醇、羧酸、酚等
   2. 醛、酮等有机物，虽有 存在，但与 原子直接连接的是电负性较小的 ，故分子之间不能形成氢键
5. 氢键和范德华力共存：
   如 的分子之间 既存在范德华力，又存在氢键。因此，把冰融化或把水汽化不仅要破坏范德华力，还必须提供额外的能量破坏分子间氢键，不能认为有氢键就不存在范德华力

特点

1. 方向性
   三个原子一般在同一直线上，在这样的方向上成键两原子电子云之间的排斥力最小，形成的氢键最强，体系最稳定
   
2. 饱和性
   每一个 只能与 个 原子形成氢键，这是因为 原子半径很小，若再有一个原子 接近时，则 会受到 原子电子云的排斥

   

   平均 分子 ，只有 个氢键；平均 分子 ，只有 个氢键；平均 分子 ，只有 个氢键

分子内氢键与分子间氢键

邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键。当对羟基苯甲醛熔融时，需要消耗较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔点高于邻羟基苯甲醛。邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸也有类似的现象

总结：形成分子内氢键会降低物质熔点 （意味着分子间氢键数目减少，熔点降低）

氢键对物质物理性质的作用

1. 含有分子间氢键的物质具有较高的熔点、沸点

   

2. 形成分子内氢键会降低物质熔点
3. 含有分子间氢键的液体一般黏度比较大
4. 分子间氢键的存在使溶质在水中的 溶解度 比较大
5. 含有分子内氢键的物质具有 较低的熔、沸点
6. 对物质密度的影响：氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度大
7. 对相对原子质量测定的影响：例如接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式 计算出来的相对分子质量大一些，原因是水分子因氢键而相互缔合

分子晶体的概念

1. 概念：只含 分子 的晶体，或者分子间以 分子间作用力 结合形成的晶体
2. 分子晶体中的粒子及粒子间的相互作用
3. 常见的典型分子晶体
   1. 所有 非金属氢化物：如 (卤化氢)等
   2. 部分 非金属单质：如 (卤素单质)、 、稀有气体等
   3. 部分 非金属氧化物：如 等
   4. 几乎所有的 酸：如 等
   5. 绝大多数 有机物 ：如 苯、四氯化碳、乙醇、冰醋酸、蔗糖 等
4. 分子晶体的物理性质
   1. 分子晶体熔、沸点较低 ，硬度很小 （多数分子晶体在常温时为气态或液态）

      除 、离子液体 外，常温常压下呈气体或液体都是分子晶体

   2. 分子晶体不导电
   3. 分子晶体的溶解性一般符合「 相似相溶 」规律

      与 均为非极性分子，「相似相溶」，可相互溶解

      而 不易溶于 （极性分子）

常见分子晶体的结构分析

分子非密堆积：冰晶体

1. 条件：分子间的主要作用力是氢键
2. 结构：冰晶体中，水分子间主要通过 氢键 形成晶体。由于氢键具有一定的 方向性，一个水分子与周围四个水分子结合，这四个水分子也按照同样的规律再与其他的水分子结合。
   这样，每个 原子周围都有四个 原子，其中两个 原子与 原子以共价键结合，另外两个 原子与 原子以氢键结合，使水分子间构成 四面体 骨架结构。其结构可用下图表示
   
3. 性质：由于氢键具有方向性，冰晶体中水分子未采取密堆积方式，这种堆积方式使冰晶体中水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化成液态水时，水分子间的空隙 减小 ，密度反而增大，超过 时，分子间距离 加大 ，密度逐渐减小

分子密堆积：干冰

1. 条件：分子间作用力只有范德华力，无分子间氢键
2. 结构：固态 称为干冰，干冰也是分子晶体。 分子内存在 共价键，分子间存在 范德华力 ， 的晶胞呈面心立方体形，立方体的每个顶角有一个 分子，每个面上也有一个 分子。每个 分子与 个 分子等距离相邻(在三个互相垂直的平面上各 个或互相平行的三层上，每层上各 个)

3. 性质：干冰的外观很像冰，硬度也跟冰相似，熔点却比冰低得多，在常压下极易升华，在工业上广泛用作制冷剂；由于干冰中的 之间只存在 范德华力 不存在 氢键 ，密度比 冰 的高。