第8章分子结构与性质2010.ppt

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1、1,第八章 分子的结构与性质,2,8.1 键参数 化学键:分子或晶体内相邻原子或离子间强烈的相互 吸引作用。 化学键的性质在理论上可以由量子力学计算作定量讨论，也可以通过表征键的性质的某些物理量来描述，如：键的极性、键能、键长、键角和键级. 1 , 键能bond energy ： 在101.3kPa下，298K时，将1mol理想气体分子AB拆开为理想气态下的A、B原子的过程的焓变，称为AB的键能。用EA-B表示。 单位：kJmol-1,3,对于多原子分子，键能与解离能不同 NH3 (g) = NH2 (g) + H (g) D1 = 427 kJmol-1 NH2 (g) = NH (g) +

2、 H (g) D2 = 375 kJmol-1 NH (g) = NH (g) + H (g) D2 = 356 kJmol-1 EN-H = (D1+D2+D3) /3 = 1158/3 = 386 kJmol-1,对双原子分子，键能即为解离能；对多原子分子，键能为解离能的平均值,H298.15 = 413.9 kJmol-1,E(H-Cl) = D(HCl) = 413 kJmol-1,4,5,2 键长bond length: 分子中两个键合原子核间的平均距离。 单位：pm.,6,3 , 键角bond angle: 分子中键与键之间的夹角。,7,4, 键的极性: 不同原子间形成的共价键，由

3、于原 子电负性的不同，原子核的正负电荷重心不再重合，形成极性共价键。 例如：H-Cl H-O-H,5 键级:分子中两原子间共享电子对的数目 例如：H3C-CH3 键级=1 H2C=CH2 2 HCCH 3 在分子轨道理论（MO）中： 键级=(成键分子轨道电子数 反键分子轨道电子数) / 2,8,8.2 离子键,1916 年德国科学家 Kossel ( 科塞尔 ) 提出离子键理论,1 离子键 1） 形成过程: 活泼金属与非金属相互接近时（电负性相差大于1.7)，它们都有形成稳定结构的倾向，通过电子转移而分别形成阴、阳离子。阴、阳离子相互吸引，形成离子晶体。,形成化学键-785 kJmol-1,9

4、,（2）离子键形成条件： 元素的电负性差比较大 1.7，发生电子转移，形成离子键； 1.7，不发生电子转移，形成共价键。,10,(3)离子键的特点： 作用力的实质是静电引力 离子键无方向性和饱和性,2、 键型的过渡 元素的电负性差别越大，形成化学键的离子性也越大。, 离子性% 离子性% 0.2 1 0.6 9 1.0 22 1.4 39 1.7 50 2.0 63 2.8 86 3.2 92,决定离子型化合物的主要因素: 离子电荷：离子半径：离子构型,11,3, 影响离子化合物性质的因素,（一）离子的电荷数；电荷高，离子键越强, （二）电子构型： 1. 简单阴离子： H- 为2e，其余一般为8

5、e（X-、O2-、S2-） 2.阳离子： 2e: Li+, Be2+ (1s 2) 8e: Na+, Mg2+, Al3+ (2s 22p 6) 18e: Cu+, Ag+, Zn2+ (n-1)s 2(n-1)p 6(n-1)d 10 (18+2)e: Sn2+, Pb2+ (n-1)s 2(n-1)p 6(n-1)d 10ns 2 (9 - 17)e: Fe2+, Fe3+ , Mn2+(n-1)s 2(n-1)p 6(n-1)d 1-9 在离子的半径和电荷大致相同条件下，不同构型的正离子对同种负离子的结合力的大小规律： 8电子层构型的离子917电子层构型的离子 18或18+2电子层构型的

6、离子 （三）离子半径,12,d 值可由晶体的 X 射线衍射实验测定得到， 例如 MgO d = 210 pm 。,1926 年，哥德希密特 ( Goldschmidt ) 用光学方法测得了 F 和 O 2 的半径，分别为 133 pm 和 132 pm。 以次为基础，推算出一系列的离子半径。,= d MgO = 210 132 = 78 ( pm ) 这种半径为哥德希密特半径 。,1927 年，Pauling 把最外层电子到核的距离，定义为离子半径。并利用有效核电荷等数据，求出一套离子半径数值，被称为 Pauling 半径 。在比较半径大小和讨论变化规律时，多采用 Pauling 半径 。,如

7、：,13,离子半径的变化规律,a ) 同主族从上到下，电子层增加，具有相同电荷数的离子半径增加。 Li + Na + K + Rb + Cs + F Cl Br I,b ) 同周期的主族元素，从左至右离子电荷数升高，最高价离子半径 减小。Na + Mg 2 + Al 3 + K + Ca 2 +,过渡元素，离子半径变化规律不明显 。,c ) 同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。 如 Ti 4 + Ti 3 + ； Fe 3 + Fe 2 + 。,d ) 负离子半径一般较大；正离子半径一般较小 。,e ) 周期表中对角线上，左上的元素和右下的元素的离子半径 相近 。,14,8-3 共价键理

8、论,一, 路易斯理论,1916 年，美国科学家 Lewis 提出共价键理论。认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势，求得本身的稳定。 而达到这种结构，可以不通过电子转移形成离子和离子键来完成，而是通过共用电子对来实现。,Lewis 的贡献，在于提出了一种不同于离子键的新的键型， 解释了 X 比较小的元素之间原子的成键事实。,但 Lewis 没有说明这种键的实质，适应性不强 。 在解释 BCl 3 ， PCl 5 等其中的原子未全部达到稀有气体结构的分子时遇到困难。,15,二、价键理论(1927年， 德国化学家Heitler 和London VB法),（1） 共价键的本质：原子相互接近时

9、，由于原子轨道的重叠，原子间通过共用自旋方向相反的电子对使体系能量降低，由此形成共价键。,（2） 共价键形成的原理： A、 电子配对原理：自旋相 反的单电子，相互接近并耦合， 形成共价键。 B、能量最低原理：成键后两核间几率增大，这一增大的电子几率区域的存在：有效的屏蔽了两核间的斥力，使两核均对该区域有强的吸引，紧紧的将两核拉在一起，亦即形成了分子，体系的能量也得到了降低. C、原子轨道最大重叠原理：原子轨道叠加时, 重叠越多, 共价键越稳定。 能量相近, 对称性匹配, 最大重叠 (稳定共价键三要素),16,(3) 共价键的特点 A、 饱和性：一个原子有几个未成对电子，就可以和几个自旋相反的电

10、子配对，形成共价键。例如氧有两个单电子，H 有一个单电子，所以结合成水分子时，只能形成 2 个共价键。 B、方向性：ss原子轨道的重叠无方向性，sp、pp、pd原子轨道的重叠都有方向性。,(4) 共价键的类型 重叠方式 头碰头 肩并肩 面对面 对称方式 沿键轴圆柱对称 沿轴平面反对称 实 例 s-s s-p p-p p-p p-d d-d d-d 键强度 ,17,键：,参与成键的原子轨道对键轴呈圆柱型对称，所成键的电子云亦呈圆柱型对称,H-H 键(s-s),H-N 键（s-p）,N-N 键(p-p),18,键：p轨道（肩并肩）参与成键的原子轨道对过键轴的平面呈反对称，这样，键电子云图象对过键轴

11、的平面呈对称,19,N2,价键结构式,NN,分子结构式,化学键示意图,电子：形成键的电子,电子：形成键的电子,图例提示：与上页坐标定位不一致。,20,键： 两个原子的 dxy - dxy, dxz- dxz, dyz - dyz , dx2-y2 - dx2-y2 轨道面对面的重叠而成。 例：配离子Re2Cl82- 含键， 其中 Re-Re键长224pm （金属Re晶体中Re-Re键长275pm）,肩并肩方式重叠 p-d 键 d-d 键,21,不要求掌握,22,23,配位键：共用电子对由成键原子中的一方单独 提供形成的化学键。(有键和配键) 形成条件：一个原子的价电子层有孤对电子,另一个原子的

12、价电子层有空轨道. 配位 键: NH4+, BF4-, Ag(NH3)2+ , Fe(CO)5 , SO42- 配位 键: CO: 一个 键，一个键 ,一个配位 键,C 原子核外电子排布,2s2 2p2 2s2 2px1 2py1 2pz0,O 原子核外电子排布,2s2 2p4 2s2 2px1 2py1 2pz2,24,1. 6C 核外电子排布,2s2 2p2 2s2 2px1 2py1 2pz0,2. 有几个单电子？二个,在形成共价键时可以和几个单电子配对？ 按价键理论，可以和两个单电子配对。,价键理论存在的问题：,4. .和H形成的C-H化合物中，应该形成CH2，但实际上是形成了CH4，

13、怎样解释？,25,8.4 分子的几何构型,8.4.1价键理论的局限性 CCl4, CH4分子的空间构型：正四面体，夹角109o28 ; BF3为平面三角型.,矛盾？,26,8.4.2 杂化轨道理论-价键理论的“补丁”,一, 杂化轨道的理论要点 1, 原子之间的相互作用(微扰态下),导致能量相近的原子轨道之间进行线性组合，形成一组能量相等的新的简并态轨道，这一过程称为杂化(hybrid)。 杂化后的轨道的数量与原波函数相对应，其能量高于原轨道的平均能量，角度分布区域更为集中。 只有能量相近的原子轨道才能发生杂化 可以杂化：2s与2p，3s与3p，3s、3p与3d 不可以杂化：1s与2s，2s与3

14、p,27,杂化过程的实质是波函数 的线性组合，得到新的波函数，即杂化轨道的波函数。例如 s 和 px 杂化，产生两条杂化轨道，分别用 1 和 2 表示：,28,2, 有几个原子轨道参与进行线性组合，一定得到几个组合后的杂化轨道，这也是数学要求。亦是Pauli不相容原理的要求。 3, 原子轨道的杂化只有在形成分子时才进行（需能量激发）, 单个原子不进行轨道的杂化。,29,4.由于杂化轨道的角度分布区域更为集中，且对称性往往符合形成键的条件，因此，其他原子的原子轨道往往倾向于与杂化轨道形成重叠效果更好，能量更低的键。相对于不用杂化轨道的成键，杂化轨道成键所放出的能量除了补偿激发态的形成所需能量之外

15、尚有多余，故选择用杂化轨道成键可使能量降低更有效，是一般成键过程的首选。亦即HAO具有更大的成键能力。 5. 中心原子的杂化轨道空间分布决定了分子的空间几何构型，键角等参数。,30,二. 杂化轨道的类型 (1) sp 杂化: 1个s 轨道、1个 p 轨道杂化形成二个等同的 sp 杂化轨道, 在 sp 杂化轨道中，s 和 p 的成份各 ，两条杂化轨道呈直线形分布互成 180角,sp - sp轨道间夹角180，呈直线型。,31,杂化轨道理论的要点,y y y,y,x x x x,y y y,y y y y,x x,x,x x x x,+ = =,+,- = =,=, +,+,+,+,+,+,+,+

16、,+,+,+,+,+,+,+,_,_,_,_,_,_,_,_,_,详细图示 （看图时要记着这是物质波，具有波的基本属性，相遇时传播不受影响）,32,BeF2的分子结构,33,乙炔的分子结构,两条sp杂化轨道形成C-C键, 另外两条sp杂化轨道与H形成两个键。,34,(2) sp2杂化： 一个s轨道和二个p轨道杂化， 产生三个等同的sp2杂化轨道， s 和 p 的成份分别占 1/3和 2/3， sp2杂化轨道之间的夹角为120，呈平面等边三角形分布。,35,+,+,+,_,_,_,120,详细图例：,36,B3(g)分子的形成 激发 sp2杂化 B 2s 2 2p 1 2s 1 2px 1 2p

17、 y1 2pz0 (sp2)1 (sp2)1 (sp2)1 2pz0 2s 2 2py2 2px1 2p 总成键： (由F 2p和B 2pz0形成存在于整个平面分子中),BCl3 BF3 3个键，1个46键。分子是平面三角形，键角120，NO3- , CO32-, SO3 是sp2杂化,37,BCl3: 平面三角形结构,38,甲醛的分子结构： CH3COH，其中的中 心碳原子以sp2杂化轨道 与三个原子形成三个键, C与O未参与杂化的p轨道 形成一个 键。,乙烯的分子结构：（未参与杂化的p轨道形成一个 键）,39,(3) sp3杂化： 一个s轨道和三个p轨道杂化， 产生四个等同的sp3杂化轨道

18、， s 和 p 的成份分别占 1/4和 3/4， sp3杂化轨道间夹角109 28 ，呈正四面体结构。,40,基态碳原子的结构,甲烷分子结构模型：,41,42,在各种杂化轨道中，还存在着“不等性杂化”，即杂化后的轨道中填充的有中心原子的孤电子对. 电子对互斥作用：孤对电子孤对电子 孤对电子成键电子对 成键电子对成键电子对,(4) 不等性杂化,杂化方式 sp3 孤对电子数 0 1 2 3 空间结构 四面体 三角锥 “V”型 直线型 实例 CH4 NH3 H2O HCl,等性sp3杂化 CH4 分子，正四面体型，109 28,43,不等性sp3杂化 NH3 分子，三角锥形，107 ,不等性sp3杂

19、化 H2O 分子是V型， 104 30,44,等性与不等性杂化,H2O的形成虚拟过程 O 2s 2 2p 4 2s 2px 2py2 2p z (sp)1 (sp)1 (sp)2 (sp) H 1s 1 H 1s 1,激发,sp杂化,H2O中，HOH = 104.50 1090 28（标准正四面体）,45,（5）sp3d 杂化-三角双锥,PCl5分子形成虚拟过程 P 3s 2 3p 3 3s 1 3p 3 3dz21 (spd )1 (spd )1 (spd )1 (spd )1 (spd )1 Cl 3px 1 Cl 3px 1 Cl 3px 1 Cl 3px 1 Cl 3px 1,spd

20、杂化,激发,46,（6）sp 3d 2杂化-八面体-SF6 为例,S 3s 2 3p 4 3s 1 3p 3 3d 1x2-y2 3d 1Z2 (spd 2)1(spd 2)1(spd 2)1(spd 2)1(spd 2)1(spd 2)1 F 2px 1 F 2px 1 F 2px 1 F 2px 1 F 2px 1 F 2px 1,47,Summary of hybrid orbital theory,48,杂化轨道类型小结,杂化类型 例 价 电 子 分 子 几何构型 几何构型 sp BeCl2 直 线 直 线 sp 2 BF3 三角形 三角形 sp 3 等性杂化 CH4 正四面体 正四面

21、体 不等性杂化 NH3 四面体 三角锥体 sp3d PF5 三角双锥体 三角双锥体 sp3d 2 SF6 正八面体 正八面体,49,大键（离域键）的形成条件：,有相互平行的p轨道(或d轨道，或p, d轨道) 形成大 键的原子轨道能量应相近。,50,NO3-的构型为平面三角形，氮原子以sp2杂化轨道与三个O原子形成键，还与这些O原子形成一个大键,关于大键分类（正常，多电子，缺电子大键）的详细内容请阅读课本186-187页，。,51,8.4.4 等电子体原理,具有相同的通式AXn（即含有相同的原子数目），而且价电子总数相等的分子或离子具有相似的结构特征和相近的性质，这个原理称为“等电子体原理”。这

22、里的“结构特征”的概念既包括分子的立体结构，又包括化学键的类型，但键角并不一定相等，除非键角为180或90等特定的角度。,1、AX2型 CO2、CNS、NO2、N3具有相同的通式AX2，价电子总数16，具有相同的结构直线型分子，中心原子上没有孤对电子而取sp杂化轨道，形成直线形s-骨架，键角为180，分子里有两套34 p-p大键。,52,8.5 分子轨道理论（molecular orbital theory）,虽然价键理论抓住了形成共价键的主要因素，模型直观. 但在解释有些分子的形成时仍然遇到了困难.,于是新的理论又诞生了！这里只作简单介绍., O2有磁矩，为2.6210-23 Am2, NO

23、等含奇数电子的分子结构, 解释“He2”、“Be2”、“Ne2”等不存在的原因, O3 中的 O-O 键长处于单键与双键之间,53,8.5.1 分子轨道基本概念 原子在形成分子时，所有电子都有贡献（外层电子贡献大），分子中的电子不再从属于某个原子，而是在整个分子空间范围内运动。,分子轨道(molecular orbital): 描述分子中电子运动的波函数，是对具有特定能量的某电子在相互键合的两个或多个原子核附近空间运动状态的描述。 分子轨道理论是基于电子离域(delocalization )于整个分子的概念所提出的化学键理论, 共价键的形成被归因于电子获得更大（更佳的）运动空间而导致的体系能量

24、下降.,54,对于分子轨道，类似于原子体系，原则上可以用薛定谔方程建立模型，然后求解。得一系列波函数来描述分子中电子以及与之相对应的能量状态，这个波函数即为分子轨道。同样，2为分子空间内电子出现的几率密度或分子电子云，而| |2d则表示电子在空间微体积d内出现的几率。 要做到这一点并不容易，因为多体体系的求解经常是难以办到的。,55,但是，分子轨道可以由原子轨道线性组合而成 分子轨道的数目与参与组合的原子轨道数目相等。,若组合得到的分子轨道的能量比组合前的原子轨道能量低，所得分子轨道叫做“成键轨道”； 若组合得到的分子轨道的能量比组合前的原子轨道能量高，所得分子轨道叫做“反键轨道”； 若组合得

25、到的分子轨道的能量跟组合前的原子轨道能量没有明显差别，所得分子轨道就叫做“非键轨道”。,56,1. 尽先占据能量最低的轨道, 低能级轨道填满后才进入 能级较高的轨道; 2. 每条分子轨道最多只能填入 2 个自旋相反的电子; 3. 分布到等价分子轨道时总是尽可能分占轨道.,分子轨道的电子填入规则与原子轨道的填入原则一致：,57,(1)在原子中，电子的运动只受 1个原子核的作用，原子轨道是单核系统；而在分子中，电子则在所有原子核势场作用下运动，分子轨道是多核系统。 (2)原子轨道的名称用s、p、d符号表示，而分子轨道的名称则相应地用、符号表示。,分子轨道和原子轨道的主要区别在于,58,8.5.2

26、分子轨道的形成,(1) 能量相近原理 (2) 最大重叠原理 (3) 对称性匹配,成键三原则：,1、s-s重叠：形成 轨道，1个轨道s-s，称为成键轨道(bonding molecular orbital)，1个轨道s-s*称为反键轨道(antibonding molecular orbital)。,c1a-c2b,c1a+c2b,H E1s -1318 Cl E3p -1259 Na E3s -502 O E2p -1322 H与Cl或O形成分子轨道： H-Cl H-O-H 而Na与Cl或O不形成共价键， 只形成离子键,上面为最大重叠，下面为少量重叠,59,2、s-p重叠： 形成轨道， 成键s

27、-p， 反键*s-p,3、p-p 重叠： (1) 头碰头: 形成轨道， 成键p-p, 反键*p-p,60,(2)肩并肩: 形成轨道 成键 p-p ， 反键 *p-p,4、 p-d 重叠： 肩并肩形成轨道：成键p-d ， 反键*p-d,61,N2以前的元素,O2、F2,8.5.3 分子轨道的能级（第二周期同核双原子分子）,62,2s 与 2p原子轨道的能量差 E = E 2p - E 2s Li N ： E 15 eV 不考虑2s与2p互相作用 O2 ， F2 ， Ne2 ： E (2p) E (2p),63,第二周期同核双原子分子的分子轨道 能级图，电子填入顺序,64,第二周期同核双原子分子的

28、分子轨道能级,Li，Be， B， C，N 分子轨道能级顺序为： (2py) (*2py) (1s) (*1s) (2s) (*2s) (2px) (2px)* (2pz) (*2pz) O，F， Ne 分子轨道能级顺序为： (2py) (*2py) (1s) (*1s) (2s) (*2s)(2px) (2px)* (2pz) (*2pz) E,65,补充知识： 物质的磁性主要与物质中电子自旋运动有关。如物质中电子皆已配对，电子自旋所产生的磁效应相互抵消，物质表现为反磁性；如物质中有成单电子，总磁效应不能互相抵消，物质就具有顺磁性（在外加磁场中顺着磁场方向排列）。物质单电子数越多，顺磁性越强。

29、顺磁性强弱用磁矩衡量。磁矩大小可由实验测出。,66,Li2 6e KK: 内层电子不成键, Li2中一个键，键级为1 Be2 8e 键级 = （成键电子数-反键电子数）/ 2 键级为0，不存在Be2分子 B2 10e 键级为1， 2个单电子 键，分子有单电子，有顺磁性。,8.5.4 分子轨道理论的应用,推测分子的存在、结构、稳定性及磁性,67,键级为2 逆磁性,N2 14e,C2 12e,键级为3 二个 键 一个键,逆磁性,问题：N2 + 分子轨道电子排布式如何？ 并比较N2 + 、N2其稳定性。,68,键级为2 1个键 2个3电子键 3电子键的键能为正常键键能的一半,O2 16e,顺磁性,6

30、9,F2 18e,键级为1,1 个键， 逆磁性,Ne2 20e,键级为0，氖以单原子分子存在。,70,用MO法处理第二周期异核双原子分子的结构,CO与N2互为等电子体 (14e )，分子轨道能级相近。 有三重键，二个键一个键 键级= 6/2=3 相当于价键法：C 0 CN亦然。 ZA+ZB14,需考虑2s与2p能 级差较小，相互作用明显！,12 22 32 42 14 52,71,化学键理论,价键理论(VB) 简明扼要 不能解释分子的几何构型,不能解释分子的磁性,杂化轨道理论(HO) 可以解释分子的几何构型， 但缺乏预见性,分子轨道理论(MO) 引入分子轨道概念，可以说明分子的成键情况，键的强

31、弱和分子的磁性。不能解决构型问题,72,8. 6 分子间作用力,8.6.1 分子的极性和变形性 分子的极性 (1) 基本概念： 非 极性共价键：成键原子的电负性差值为零； 极性共价键：成键原子的电负性差值不为零。,非 极性分子nonpolar molecule： 分子中正电荷中心与负电荷中心重合的分子； 例如：H2，O2，BF3，CH4，CO2 极性分子polar molecule： 分子中正电荷中心与负电荷中心不重合的分子； 例如：H2O， SO2，HCl，NH3。,73,非极性分子,极性分子,74,（2）偶极矩( )dipole moment： 分子中，电荷中心上的电荷量(q)与正、负电荷

32、中心的距离(d)的乘积。 = qd 单位：库.米(C.m) 一个电子的电荷为1.602 10-19C,偶极长数量级为10-10m，通常将3.33 10-30C.m作为的单位，称为“德拜Debye”。 1D= 3.33 10-30C.m,分子电偶极矩是个矢量. 对双原子分子而言，分子偶极矩等于键的偶极矩；键的极性越大，分子的极性越大。 CO: = 0.12D NO: = 0.159D HI:= 0.38D HBr: = 0.79D HCl: = 1.03D HF: = 1.82D,75,对多原子分子而言, 分子偶极矩则等于各个键的偶极矩的矢量和. 根据偶极矩的大小,可以比较分子极性的相对强弱，推

33、断分子可能的几何构型。,76,极性分子固有的偶极叫永久偶极(permanent dipole)，非极性分子在极性分子诱导下产生的偶极叫诱导偶极(induced dipole). 由不断运动的电子和不停振动的原子核在某一瞬间的相对位移 造成分子正、负电荷重心分离引起的偶极叫瞬间偶极 (instantaneous dipole).,多原子分子的极性不但取决于键的极性，而且取决于分子的几何形状 .,2、分子的变形性(极化性),极化：分子在外界电场的作用下，发生结构上的变化。,77,1、取向力(orientational force):,8.6.2 分子间力(van der Waals forces)

34、,分子与分子之间存在着一种比化学键弱的多的相互作用力，就是依靠这种分子间作用力，分子才能有存在形态上的变化。,当两个极性分子相互接近时，一个分子带负电荷的一端要与另一个分子带正电荷的一端接近，这样就使得极性分子有按一定方向排列的趋势，因而产生分子间引力，称为取向力。只存在于极性分子 - 极性分子之间.,2. 诱导力(inductional force):由诱导偶极而产生的分子间作用力，称为诱导力。 极性分子 - 非极性分子之间; 极性分子 - 极性分子之间,78,分子间力就是这三种力的总称。 特点: 1, 分子间力永远存在于一切分子之间，无方向性，无饱和性。 2, 其强度比化学键小12个数量级

35、。 3, 分子间力与分子间距离的7次方成反比，并随分子间距离的增大而迅速减小，通常作用范围在 510-10m 以内。 4, 大多数分子，其分子间力是以色散力为主.,3. 色散力(dispersion force): 瞬时偶极产生而产生的分子间的相互作用力，称为色散力。色散力存在于任何共价分子之间。 非极性分子 - 非极性分子之间; 极性分子 - 非极性分子之间; 极性分子 - 极性分子之间.,He、Ne、Ar、Kr、Xe 从左到右原子半径（分子半径）依次增大，变形性增大，色散力增强，分子间结合力增大，故 b. p. 依次增高。可见，范德华力的大小与物质的 m. p. ，b. p. 等物理性质有

36、关。,79,80,8.6.3 氢键 (hydrogen bond),1、定义：氢键是指分子中与高电负性原子X相连的H原子，和另一个分子中的高电负性原子Y之间所形成的一种弱的相互作用, 表示为: XHY；氢键的键长是指X和Y间的距离。,如水分子之间的氢键,氢键的形成有两个两个条件： 1 与电负性大且 r 小的原子 ( F，O， N ) 相连的 H ； 2 在H原子附近有电负性大，r 小的原子 ( F，O，N ) 。,81,由于 H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥，使两个原子在 H 两侧呈直线排列。除非其它外力有较大影响时，才改变方向。,（b）氢键的强度 氢键的强度介于化学键和分子间作用力之间，

37、其大小和 H 两侧的原子的电负性有关，见下列氢键的键能数据。 F H F O H O N H N E / kJ mol1 28.0 18.8 5.4,（c）分子内氢键 上面谈的氢键均在分子间形成，若 H 两侧的电负性大的原子属于同一分子，则为分子内氢键。,2 、 氢键的特点 （a）饱和性和方向性： 由于 H 的体积小，1 个 H 一般只能形成一个氢键 ，最多形成两个氢键。,82,83,84,85,4、氢键对物质性质的影响,(i) 由于氢键的存在, 水，冰具有不同寻常的性质。冰的密度小于水，冰浮在水面上。 (ii) 氢键对沸点的影响。分子间氢键可以提高物质的沸点，而分子内氢键可以降低物质的沸点，例如：硝基苯酚：邻-硝基苯酚(m.p. = 45)；间-硝基苯酚(m.p. = 96)，对硝基苯酚(m.p. = 114),粘度 (Viscosity), 表面张力 (Surface tension),