氢键在现代化学中的作用

氢键在现代化学中的作用

随着科学的不断发展,现在化学的研究对象，已经远远超出了常规的、以共价键为基础的分子，它包括从原子、分子片、结构单元、分子、高分子、生物大分子、超分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集体、组装体、分子材料、分子器件和分子机器。化学已从分子化学发展为超分子化学，超分子化学是分子以上层次的化学，是化学、生物学、物理学、材料科学、信息科学、环境科学等学科相互交叉融合的产物。超分子化合物因其在光、电、磁化学和分离、吸附、催化等领域所具有的应用前景而备受青睐。而分子之间以及分子以上层次的超分子及有序高级结构的组装体，则是依靠分子间的相互作用如氢键、范德华力、偶极-偶极相互作用、亲水-疏水相互作用、π-π堆积力等将分子结合在一起。在各种分子间相互作用中，氢键占有很特殊的地位，被称作为“超分子化学中的万能相互作用”。

氢键有别于其他分子间相互作用之处在于：

（1）氢键在类型、长度、强度和几何构型上是变化多样的，每个分子中的一个强氢键足以决定固态结构，并且在很大程度上影响其液态和气态的存在。弱氢键在稳定结构中也起到一定的作用，当有很多氢键协同作用时效果可以变得很显著；

（2）氢键具有方向性、饱和性和可预见性，能够设计和合成出含有特征质子给体和特征质子受体的分子，可以按照所希望的方式将一定的结构单元或功能单元通过氢键组装成具有优异的光、电、磁、催化、生物活性等特性的材料；

（3）氢键强度介于化学键和范德华力之间，形成和破坏都比较容易，其动态可逆的特点，使其对外部环境的刺激能产生独特的响应，在决定材料的性质和新型材料的设计中至关重要。因此，氢键在现代化学、材料科学以及生命科学中所起的作用越来越重要。

通过氢键形成超分子

超分子是指由2种或2种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起,组装成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性,具有明确的微观结构和宏观特性。超分子不是分子的简单聚集,它的结构和特性与它们的纯分子组分的聚集性质不同。

通过氢键进行分子识别

超分子体系主要有识别、转换和传输功能。而分子识别是超分子化学的核心。分子识别

既是分子器件处理信息的基础，又是组装高级结构的重要途径之一。为了实现高度的专一性识别，在设计受体分子时要实现受体与识别物种间的高度互补，其中包括形状、尺寸以及作用点（或键合点）分布等的相互匹配。

通过形成氢键进行分子识别的例子有很多。如在DNA双螺旋结构中，A、G、C、T四种碱基则是通过氢键识别互补配对，2条链上的碱基形成A…T、G…C碱基对，这种由氢键作用决定的配对关系,是决定生物信息传递的结构基础，在遗传机制中起决定作用。由于氢键具有方向性，因此可以设计出具有特殊形状的受体。例如，普通冠醚不能区分NH4+和K+，因为NH4+和K+的大小尺寸近似，而三环氮杂冠醚只倾向于和NH4+结合,因为在孔穴中4个N 原子的排布位置,正好适合和NH4+形成4个N—H…N氢键

氢键型晶体工程

晶体工程是分子工程学的一个重要组成部分，它通过控制构筑单元间的相互作用的类型、强度及几何性质来获得具有所希望结构和性能的晶体材料。它涉及分子或化学基团在晶体中的行为、晶体的设计、结构与性能的控制及晶体结构的预测,是实现从分子到材料的一条重要途径。

氢键作为一种非常重要的方向性相互作用力，在晶体工程中显示越来越重要的作用。通过调节氢键使其在晶体中具有最优的几何构型和空间方向，可以获得优良材料。氢键可以产生分子平移的稳定性,使晶体出现极性，这是许多物理性质产生的必要条件。

通过氢键进行自组装

超分子自组装是指分子或分子亚单元通过非共价键弱相互作用，自发组成具有某种性能的长程有序的超分子聚集体的过程。氢键强度介于化学键和范德华力之间，其特殊的几何构型和方向性，使得它在超分子自组装过程中起着关键的作用。利用分子间氢键键合，可以自组装合成自然界不存在、但在分子水平上具有储存信息、转移信息和催化功能的新型超分子结构或体系，使现代化学在生命科学、材料科学和信息技术等方面发挥更大的作用。

氢键在材料化学中的作用

氢键在材料领域中也有广泛的应用，利用氢键结合单元之间的可逆性，可以设计环境响应（诸如pH响应性、光响应性、压力响应性、生物分子响应性、电场响应性等）的连续动态材料。

液晶材料领域是氢键应用研究较早较多的领域。分子间氢键具有良好的热稳定性，既能使不具有液晶行为的质子给体和受体形成的氢键复合物呈现液晶性，也可改变原质子给体和受体的液晶行为。虽然氢键键能较弱,给其复合物稳定性带来不利影响，但它的适当弱化，反而使得氢键液晶高分子具有独特的动力学性质，尤其是对温度的变化具有可逆响应性能，为其在感应材料制备方面的应用提供了广阔的空间。

氢键的催化作用

氢键在加速各种反应（如酰基、磷酰基转移、羰基加成、周环反应等）中均起着中心作用。近年来，有机化学家们注意到氢键在小分子合成催化剂中的巨大催化潜力，特别是手性氢键给体在不对称合成中的作用，先后研究报道了尿素和硫脲衍生物、TADDOL衍生物和BINOL衍生物等氢键型催化剂。它们均是通过与羰基、亚胺基等基团之间形成氢键而起到催化作用。

此外,氢键还参与质子传递、电子及能量转移等反应。

高中化学氢键-分子间作用力

化学键 1．化学键：相邻的两个或多个原子（或离子）之间强烈的相互作用叫做化学键。 2．化学键的存在： （1）稀有气体单质中不存在； （2）多原子单质分子中存在共价键； （3）非金属化合物分子中存在共价键（包括酸）； （4）离子化合物中一定存在离子键，可能有共价键的存在（Na2O2、NaOH、 NH4Cl），共价化合物中不存在离子 键； （5）离子化合物可由非金属构成，如：NH4NO3、NH4Cl 。 3．化学反应的本质：一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 4．金属键：金属晶体中，金属阳离子与自由电子之间的强烈静电作用。 5．配位键：电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用而形成的共价键。（1）孤对电子：原子最外层存在没有跟其它原子共用的电子对。 （2）虽然配位键和其它键的形成不同，但一旦形成后则与其它共价键无任何区别。6．分子间作用力 定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力（也叫范德华力）。 （1）分子间作用力比化学键弱得多，是一种微弱的相互作用，它主要影响物质的熔、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 （2）分子间作用力主要存在于由分子构成的物质中，如：多数非金属单质、稀有气体、非金属氧化物、酸、氢化物、有机物等。 （3）分子间作用力的范围很小（一般是300-500pm）,只有分子间的距离很小时才有。（4）一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。如卤素单质： 7．氢键 为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？

（1）形成条件：原子半径较小，非金属性很强的原子X，（N、O、F）与H原子形成强极性共价键，与另一个分子的半径较小，非金属性很强的原子Y （N、O、F），在分子间H与Y产生较强的静电吸引，形成氢键 （2）表示方法：X—H…Y—H（X.Y可相同或不同，一般为N、O、F）。 （3）氢键能级：比化学键弱很多，但比分子间作用力稍强 （4）特征：具有方向性。 （5）氢键作用：使物质有较高的熔沸点（H2O、HF 、NH3）使物质易溶于水 （C2H5OH，CH3COOH）解释一些 反常现象。 结果1：氢键的形成会使含有氢键的物质的熔、沸点大大升高。如：水的沸点高、氨易液化等。这是因为固体熔 化或液体汽化时，必须破坏分子间作用力和氢键。 结果2：氢键的形成对物质的溶解性也有影响，如：NH3极易溶于水。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！

高中化学 2.3.1 分子的极性 范德华力与氢键同步检测试

分子的极性范德华力与氢键 1.下列各组物质中,都是由极性键构成极性分子的一组是( ) A.CH4和Br2 B.NH3和H2O C.H2S和CCl4 D.CO2和HCl 解析:CH4、CCl4、CO2都是由极性键形成的非极性分子,NH3、H2O、H2S、HCl都是由极性键形成的极性分子。 答案:B 2.下列事实与氢键有关的是( ) A.水加热到很高的温度都难以分解 B.水结成冰体积膨胀,密度变小 C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高 D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 答案:B 3.两种非金属元素A、B所形成的下列分子中一定属于极性分子的是( ) A. B.B—A—B C. D. 解析:考查极性键、非极性键的判断,分析分子的空间构型,结构对称的为非极性分子。 答案:D 4.下列叙述中正确的是( ) A.NH3、CO、CO2都是极性分子 B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强 D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子 解析:分子的极性一般与物质的空间结构有关,空间结构对称的属于非极性分子,反之属于极性分子。对于AB n型分子,其经验规则是中心原子A的化合价的绝对值若等于最外层电子数,则属于非极性分子,反之属于极性分子,当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构。键的极性只与是否属于同种非金属有关,而物质的稳定性与化学键的键能有关,一般,非金属性越强,所对应的气态氢化物越稳定。所以选项A中CO2属于非极性分子;选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱;选项D中的H2O属于V形结构。 答案:B 5.(双选)下列物质的变化,破坏的主要是范德华力或氢键的是( ) A.碘单质的升华 B.NaCl溶于水 C.将水加热变为水蒸气 D.NH4Cl受热

高中化学第二章第三节分子的性质第2课时较强的分子间作用力——氢键教案新人教版选修3

高中化学第二章第三节分子的性质第2课时较强的分子间作用 力——氢键教案新人教版选修3 第2课时较强的分子间作用力——氢键 [核心素养发展目标] 宏观辨识与微观探析：能从微观角度理解氢键的实质、特征、表示方法及形成条件，知道氢键对物质性质的影响。 一、氢键 1．氢键的概念及表示方法 (1)概念 氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。 (2)表示方法 氢键的通式可用A—H…B—表示。式中A和B表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。 2．氢键的形成条件 (1)要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O中的氢原子。 (2)要有一个电负性很大，含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y，如H2O中的氧原子。 (3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小。 一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F键的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。 3．氢键的特征 (1)氢键比化学键弱，比范德华力强。 (2)氢键具有一定的方向性和饱和性。 4．氢键的类型 (1)分子间氢键，如水中，O—H…O—。 (2)分子内氢键，如。 (1)氢键属于分子间作用力，不属于化学键。

(2)氢键存在则必然存在范德华力，但存在范德华力不一定存在氢键。 (3)在A—H…B中，A、B的电负性越大，氢键越强；B原子的半径越小，氢键越强。 例1甲酸可通过氢键形成二聚物，HNO 3可形成分子内氢键。试在下图中画出氢键。 【考点】氢键的形成及存在 【题点】氢键的形成及表示方法 答案 解析依据氢键的表示方法及形成条件画出。 例2下列物质中，分子内和分子间均可形成氢键的是( ) A．NH3B． C．H2O D．C2H5OH 【考点】氢键的形成及存在 【题点】氢键的形成条件及存在 答案 B 解析形成氢键的分子含有N—H、H—O或H—F键。NH3、H2O、CH3CH2OH都能形成氢键但只存 在于分子间。B中的O—H键与O—H键间可形成分子间氢键，O—H键与 间形成分子内氢键。 二、氢键对物质性质的影响 1．氢键对物质性质的影响 (1)当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。 (2)当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将降低。 2．氢键与水分子的性质 (1)水结冰时，体积膨胀，密度减小。 (2)接近沸点时形成“缔合分子”，水蒸气的相对分子质量的测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量偏大。 例3下列与氢键有关的说法中错误的是( ) A．卤化氢中HF沸点较高，是由于HF分子间存在氢键

最新高中化学氢键-分子间作用力知识分享

1．化学键：相邻的两个或多个原子（或离子）之间强烈的相互作用叫做化学键。 2．化学键的存在： （1）稀有气体单质中不存在； （2）多原子单质分子中存在共价键； （3）非金属化合物分子中存在共价键（包括酸）； （4）离子化合物中一定存在离子键，可能有共价键的存在（Na2O2、NaOH、NH4Cl），共价化合物中不存在离子 键； （5）离子化合物可由非金属构成，如：NH4NO3、NH4Cl 。 3．化学反应的本质：一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 4．金属键：金属晶体中，金属阳离子与自由电子之间的强烈静电作用。 5．配位键：电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用而形成的共价键。 （1）孤对电子：原子最外层存在没有跟其它原子共用的电子对。 （2）虽然配位键和其它键的形成不同，但一旦形成后则与其它共价键无任何区别。6．分子间作用力 定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力（也叫范德华力）。 （1）分子间作用力比化学键弱得多，是一种微弱的相互作用，它主要影响物质的熔、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 （2）分子间作用力主要存在于由分子构成的物质中，如：多数非金属单质、稀有气体、非金属氧化物、酸、氢化物、有机物等。 （3）分子间作用力的范围很小（一般是300-500pm）,只有分子间的距离很小时才有。 （4）一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。如卤素单质：

为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？ （1）形成条件：原子半径较小，非金属性很强的原子X，（N、O、F）与H原子形成强极性共价键，与另一个分子的半径较小，非金属性很强的原子Y （N、O、F），在分子间H与Y产生较强的静电吸引，形成氢键 （2）表示方法：X—H…Y—H（X.Y可相同或不同，一般为N、O、F）。 （3）氢键能级：比化学键弱很多，但比分子间作用力稍强 （4）特征：具有方向性。 （5）氢键作用：使物质有较高的熔沸点（H2O、HF 、NH3）使物质易溶于水 （C2H5OH，CH3COOH）解释一些 反常现象。 结果1：氢键的形成会使含有氢键的物质的熔、沸点大大升高。如：水的沸点高、氨 易液化等。这是因为固体熔 化或液体汽化时，必须破坏分子间作用力和氢键。 结果2：氢键的形成对物质的溶解性也有影响，如：NH3极易溶于水。

2017人教版高中化学选修三231《分子的极性 范德华力与氢键》随堂练习

课时训练11分子的极性范德华力与氢键 1、下列各组物质中，都就是由极性键构成极性分子的一组就是（） A、CH4与Br2 B、NH3与H2O C、H2S与CCl4 D、CO2与HCl 解析：CH4、CCl4、CO2都就是由极性键形成的非极性分子,NH3、H2O、H2S、HCl都就是由极性键形成的极性分子. 答案:B 2、下列事实与氢键有关的就是（） A、水加热到很高的温度都难以分解 B、水结成冰体积膨胀,密度变小 C、CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高 D、HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 答案:B 3、两种非金属元素A、B所形成的下列分子中一定属于极性分子的就是( ) A、 B、B—A—B C、 D、 解析：考查极性键、非极性键的判断,分析分子的空间构型,结构对称的为非极性分子. 答案:D 4、下列叙述中正确的就是（) A、NH3、CO、CO2都就是极性分子 B、CH4、CCl4都就是含有极性键的非极性分子 C、HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强 D、CS2、H2O、C2H2都就是直线形分子 解析:分子的极性一般与物质的空间结构有关,空间结构对称的属于非极性分子，反之属于极性分子.对于AB n型分子，其经验规则就是中心原子A的化合价的绝对值若等于最外层电子数，则属于非极性分子，反之属于极性分子，当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构.

键的极性只与就是否属于同种非金属有关,而物质的稳定性与化学键的键能有关,一般，非金属性越强，所对应的气态氢化物越稳定。所以选项A中CO2属于非极性分子;选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱；选项D中的H2O属于V形结构. 答案:B 5、（双选)下列物质的变化，破坏的主要就是范德华力或氢键的就是（) A、碘单质的升华 B、NaCl溶于水 C、将水加热变为水蒸气 D、NH4Cl受热 解析:A项，碘升华破坏的就是范德华力；C项,液态水变成水蒸气,既破坏了氢键又破坏了范德华力;B、D项破坏的就是化学键,NaCl溶于水破坏了离子键，而NH4Cl受热既破坏了离子键又破坏了共价键。 答案：AC 6、固体乙醇中不存在的作用力就是（） A、离子键 B、极性键 C、非极性键 D、范德华力 解析：乙醇为共价化合物，分子内只有共价键,分子间为范德华力与氢键,分子内部存在极性键与非极性键. 答案:A 7、下列化合物含有氢键，且形成的氢键最强的就是（） A、甲醇 B、NH3 C、冰 D、(HF）n 解析：根据氢键的形成条件可知，非金属性越强的元素的氢化物形成的氢键越强，选项D 符合题意 答案:D 8、下列关于氢键的说法正确的就是（) A、由于氢键的作用,使NH3、H2O、HF的沸点反常,且沸点高低顺序为HF〉H2O〉NH3 B、氢键只能存在于分子间,不能存在于分子内 C、没有氢键,就没有生命 D、相同量的水在气态、液态与固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多 解析:A项，“反常”就是指它们在与其同族氢化物沸点排序中的现象，它们的沸点顺序可由

高中化学 化学键知识点

化学键基础知识 一、离子键部分 1、带相反电荷离子之间的相互作用称为离子键,也就就是说,成键的微粒为阴、阳离子且均就是稳定的离子,阴、阳离子间的排斥与吸引处于平衡状态。 2、离子键存在于所有强碱、大多数盐、与活泼金属氧化物之中。如果选择题其中某个选项选项写出个弱碱啊或就是其她什么的然后死气白咧的非要说这化合物里有离子键的话,您可以客气的在旁边写上“You are 脑残”(放心写吧,选择题的卷子不收~) 3、最脑残的话莫过于“活泼金属(一般指第一二主族元素)与活泼非金属(一般指六七主族元素)形成的化合物一定就是离子化合物”了。例如氯化铍与氯化铝都就是共价化合物而不就是离子化合物,这两种物质就就是证明说这话的人就是脑残体的最好例子。另外补充一个知识点,从上述概念可以瞧出,含有金属元素的化合物不一定就是离子化合物。 4、需要特殊记忆的阳离子就是铵根离子,与酸根(或酸式根)形成的盐也就是离子化合物。从这条知识可以瞧出,不含金属元素的化合物可能也就是离子化合物。 5、只要含有离子键的化合物一定就是离子化合物,同样的,离子化合物一定含有离子键。 6、离子化合物的判断方法不只局限于化学性质上,用物理性质也可以判断。熔融状态下能导电的化合物就是离子化合物,熔沸点较高(必须熔、沸点同时较高,只有其中一项较高时不能作为判断依据。而且这种判断方法只局限于离子化合物与共价化合物之间的判断)的化合物为离子化合物。 7、离子化合物只有电子式没有结构式(共价化合物有结构式,下面会说到~) 二、共价键部分 1、只由共价键形成的化合物称为共价化合物 2、离子化合物可能含有共价键,共价化合物一定不含离子键。这句话可以结合离子化合物与共价化合物的概念去理解。 3、原子间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。 4、化学键包括离子键,共价键,金属键。氢键与分子间作用力不属于化学键。 5、关于共价化合物的结构式,通常用一根短线(可以就是竖线或横线或斜线,不过斜线不推荐使用)来表示一对共用电子对,未成键的电子不用写出来(例如HCl的结构式为:H—Cl),只有共价化合物才有结构式,因为短线代表的就是共用电子对。(可能会有疑问,如果离子化合物电子式中有共价键可不可以写成结构式呢？答案就是不能,因为那样做表示不出其她离子间的相互作用,这个不懂的话可以找我问) 6、同种物质中可以同时存在极性键与非极性键。(极性键与非极性键统称为共价键) 7、在共价化合物中,同种原子间形成的共价键就叫做非极性键,不同原子间形成的共价键就叫做极性键。(对于极性键与非极性键,可以这样理解,极性与非极性说明的就就是就是否有相对电极。在形成共价键时,同种原子对共用电子对的吸引力就是一样的,所以不产生相对正负电极,所以说成非极性共价键;而不同原子,对共用电子对的吸引力就是不同的,吸引力较强的带相对负电,反之,则带相对正电,这样,产生了相对正负电极,所以就可以说成为极性共价键。) 8、共价化合物的熔沸点较低,在判断离子化合物与共价化合物时,熔沸点可以作为区分离子化合物与共价化合物的条件之一。 9、非极性键不一定只存在单质分子中,例如过氧化氢;单质中不一定存在非极性键,例如稀有气体单质都就是单原子。极性键不一定只存在共价化合物中,还可能存在于离子化合物中,例如氢氧化钠。 三、氢键以及分子间作用力部分 1、分子间作用力只存在于多数共价化合物与绝大多数非金属单质分子之间,以及稀有气体

2019年高中化学竞赛——氢键

氢键胡征善

(HF)n中的氢键 NaHCO3中的氢键 苯溶于HCCl3的氢键 三、分子间氢键和分子内氢键 氢键对物质的熔沸点、溶解性、酸性、粘稠度等性质的解释。 （1）分子间氢键——物质具有相对较高的熔沸点、在水中溶解度增大，粘稠度较大 （2）分子内氢键——对物质熔沸点、酸性、溶解性的影响 分子内氢键引发分子的互变异构 酸性解释： 苯甲酸的离解常数设为K，邻、间、对羟基苯甲酸的离解常数为15.9 K、1.26 K 和0.44 K，2个邻位被羟基取代时离解常数为800 K。这是因为羟基与其阴离子形式稳定的氢键作用： （注：分子内氢键的键角一般约为150°）四、问题 【问题1】为什么熔沸点：H2O>HF>NH3？ 【解】与氢键的键能和每个分子的平均氢键数有关： （1）氢键键能：F—H···F>O—H···O>N—H···N kJ/mol 28 18.8 5.4 （2）每个分子的平均氢键数：在HF和NH3中，每个分子平均只有1个氢键(NH3分子的N原子上只有1对孤对电子)，而H2O中每个分子最多可形成2个氢键。 每个分子的氢键总键能：2[O—H···O]>F—H···F>N—H···N 所以熔沸点：H2O>HF>NH3。 【问题2】为什么HF在稀溶液中是弱酸，在浓溶液中属于强酸？ 对称氢键[F…H…F]— H原子位于2个F原子中点，不同于 一般的氢键，H原子接近于形成极性 键的原子一方，两F原子间距226 pm， 键能112.9 kJ/mol 沸点低，挥发性 O—H…O— —C O—H…O

在稀HF(aq)中，HF分子间存在氢键而缔合(HF)n，相当于降低了HF的浓度，使得HF电离能力减小；此外电离生成的H3O+与F—有氢键作用：H2O—H+···F—，大大降低了HF的电离(K=3.5×10—4)。在浓溶液(5~15 mol/L)中，HF与一部分F—通过氢键形成HF2—、H2F3—、H3F4—等，如HF+F —HF2—K=5.1等，消耗了溶液中的F—，促进HF的电离。 【问题3】相同温度下NaHCO3为什么溶解度比Na2CO3小？ 在NaHCO3晶体中HCO3—通过氢键形成长链阴离子(见上图)，使其溶解度相对减小。 【问题4】A、B两种离子化合物均由第一和第二周期的三种元素组成，受热均分解为两种气体C、D，已知D的沸点高于C，将D液体与A按一定比例混合可制得到B。 （1）写出A、B的化学式； （2）说明D沸点高于C的原因； （3）写出A与D反应的化学方程式； （4）分析A、B的组成结构，并用氢键解释。 【答案与解析】 （1）A：NH4F B：NH4HF2 （2）HF分子间和NH3分子间均只形成1个氢键，而HF分子间氢键键能比NH3大 （3）NH4F+HF= NH4HF2 （4）A、B中均含NH4+，NH4+中N原子sp3杂化，呈四面体结构： NH4F 中亦含N—H…F氢键；在KHF2中有对称氢键—F…H…F，键长226 pm，键能112.86 kJ/mol。 在NH4HF2中存在两种氢键N—H…F—和—F…H…F，N—H…F—键长276 pm，比NH4F 中N—H…F(直线型)长了8 pm，由此可推知在NH4HF2中—F…H…F 键能约有100 kJ/mol。 【问题5】下图是冰的结构，O—H为97 pm，H…O为179 pm。0℃时，晶胞常数a=452.27 pm，c=736.71 pm。 六方ZnS 型晶胞 （1）每个水分子平均分摊多少个氢键？ （2）求0℃时冰的密度。 【答案】（1）2 （2）六方ZnS晶胞

新高中化学 2.3.2范德华力和氢键课后作业 新人教版选修3

第2课时 范德华力和氢键 [目标要求] 1.掌握范德华力的实质及对物质性质的影响。2.掌握氢键的实质、特点、形成条件及对物质性质的影响。 一、范德华力及其对物质性质的影响 1．含义 范德华力是________之间普遍存在的相互作用力，它使得许多物质能以一定的凝聚态(固态和液态)存在。 2．特征 (1)范德华力约比化学键键能____1～2个数量级。 (2)无________性和________性。 3．影响因素 (1)分子的极性越大，范德华力________。 (2)结构和组成相似的物质，相对分子质量越大，范德华力________。 4．对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的________性质，如熔点、沸点；化学键主要影响物质的________性质。范德华力越大，物质熔、沸点________。 思考 CO 2和CS 2结构和组成相似，常温下CO 2是气体、CS 2是液体的原因是：_______。 二、氢键及其对物质性质的影响 1．概念 氢键是一种______________。它是由已经与____________很强的原子(如N 、F 、O)形成 共价键的____________与另一个分子中或同一分子中____________很强的原子之间的作用力。 2．表示方法 氢键通常用________表示，其中A 、B 为____、____、____中的一种，“—”表示____________，“…”表示形成的________。 3．特征 (1)氢键不属于化学键，是一种分子间作用力。氢键键能较小，约为________的十分之 几，但比____________强。 (2)氢键具有一定的________性和________性。 4．类型 氢键—??? →分子间氢键→分子内氢键 5．氢键对物质性质的影响 (1)当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将________。 (2)当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将________。 (3)氢键也影响物质的电离、________等过程。 6．水中的氢键对水的性质的影响 (1)水分子间形成氢键，________了水分子间的作用力，使水的熔、沸点比同主族元素中H 2S 的熔、沸点________。 (2)氢键与水分子的性质 ①水结冰时，体积________，密度________。 ②接近沸点时形成“缔合”分子水蒸气的相对分子质量比用化学式H 2O 计算出来的相对分子质量____________。 7．卤族元素氢化物中存在氢键的是________，氧族元素氢化物中存在氢键的是

高中化学必修二人教版：1.3.3分子间作用力和氢键 学案

第三节化学键 第三课时分子间作用力和氢键 学习目标 1、了解化学键和分子间作用力、氢键的区别和联系； 2、了解物质的物理性质和分子间作用力、氢键的关系； 3、会判断某些物质熔沸点高低并了解影响物质熔沸点的因素。 新知预习 知识点一：分子间作用力 1、概念：分子之间存在着一种把分子叫做分子间作用力，又称。 2、强弱：分子间作用力比化学键，它主要影响物质的、 等物理性质，而化学键属于间较强的作用力，主要影响物质的 性质。也影响某些物质的物理性质。 3、规律：一般来说，对于组成和结构相似的物质（分子），越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点越。如卤素单质的熔点、沸点由高到低的顺序是。 4、存在：分子间作用力只存在于含有共价键的某些共价化合物、某些非金属单质和无化学键的稀有气体的之间。在离子化合物、金属单质、金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等物质中只有化学键，没有分子间作用力。 知识点二：氢键 【阅读归纳】阅读课本第24页图1-11 在同主族元素的氢化物中，沸点变化规律一般是相对分子质量越大， 。是因为同族非金属的氢化物组成结构相似，其熔沸点主要随 的增大而升高。但三种氢化物的沸点比同族氢化物的沸点反常的高，并且沸点最高的是。这说明这些分子间还存在其它的作用力。 1、氢键的含义： 像、、这样的分子之间存在着一种比稍强的相互作用，这种相互作用叫做。 2、形成氢键的条件： 一般含有N—H键、O—H键或F—H键的物质与N、O或F原子间易形成氢键。 常用X—H…Y（X、Y分别代表N、O或F原子，X、Y可以相同，也可不同）来表示氢键。其

中X—H表示共价键。 如，氨水溶液中可能存在的氢键有：N—H…N，N—H…O，O—H…O和 等四种 3、氢键的强弱： 氢键比化学键，比分子间作用力，所以氢键可看做一种较强的，氢键不属于。 4、氢键对物质性质的影响： 氢键主要影响物质的等物理性质，具体影响如下： ⑴氢键的存在会影响物质的熔点、沸点 如氮族、氧族和卤族的氢化物中NH3、H2O、HF的沸点比同族元素氢化物高。 读图1-11知：HF在25℃状态为态，0℃状态为态。 NH3大约在℃液化。 ⑵氢键的存在会影响物质的密度 如水结冰后，分子间氢键增多，使分子间空隙增多，从而使冰的体积比液态水，所以冰的密度比液态水。 [思考与交流]①读图1-12，⑴推测“为什么分子间氢键增多，会使分子间空隙增多？” ②每个水分子最多可与周围几个水分子间形成氢键？周围这些水分子在空间的相对位置关系是怎样的？ ③气态水分子间几乎没有氢键，液态水中有几个分子通过氢键结合形成 (填化学式),在固态水(冰)中，较多水分子间以氢键结合形成 课内达标 （）1、美国科学家发现:普通盐水在无线电波照射下可以燃烧,这一伟大的发现,有望解决用水作人类能源的重大问题。无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合 力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力” 实质是 A.分子间作用力 B.氢键 C.共价键 D.离子键 2、请根据所给图形回答下列问题: (1)下图表示容器中气体粒子的示意图,图中“”和“”分别代表不同元素的原子,它们的