分子间力和氢键学习培训模板课件.ppt

1、电荷重心：电荷重心：不重合时不重合时偶极偶极极性分子极性分子重合时重合时不具有偶极不具有偶极非极性分子非极性分子1.5.1 分子的极性分子的极性+-+-极性分子极性分子非极性分子非极性分子偶极矩0偶极矩0德拜(PJW Debye，荷)因创立此方法而荣获1936年诺贝尔化学奖。n2.2.固有偶极固有偶极产生取向力产生取向力分子间力，又叫范德华力。来源于分子的极性和变形性，本质上都是静电力，主要有下列三个方面。分子间的作用能分子间的作用能分子间力与物性的关系分子间力与物性的关系4.4.氢键氢键van der Waals力力1.1.色散力色散力 色散力由色散力由瞬时偶极瞬时偶极产生，存在于产生，存在

2、于任何分子任何分子之间。之间。色散力随着分子量的增大而增大色散力随着分子量的增大而增大。2.2.诱导力诱导力 诱导力由诱导力由诱导偶极诱导偶极产生，与分子的产生，与分子的极性极性、变形性变形性有关。有关。存在于极性分子与极性分子、极性分子与非极性分子3.3.取向力取向力由由固有偶极固有偶极 取向力由取向力由固有偶极固有偶极产生，存在于产生，存在于极性分子之间极性分子之间，并随分子极性的增大，并随分子极性的增大而增大。而增大。分子分子色散能色散能诱导能诱导能取向能取向能总能量总能量H2ArXeCOHClHBrHINH3H2O0.178.4917.418.7416.8228.4560.5414.7

3、39.000.000.000.000.0081.100.710.311.551.920.000.000.000.0033.301.090.5913.3036.360.178.4917.418.7521.1230.2561.4429.5847.28熔点、沸点、粘度、溶解度、表面张力、气化热熔点、沸点、粘度、溶解度、表面张力、气化热（1）形成的条件形成的条件（2）氢键的类型氢键的类型 (3)氢键的键能氢键的键能（4）氢键的性质氢键的性质（5）氢键对物性的影响氢键对物性的影响 氢键是特殊的分子间作用力。其作用力远大于范德华力，但小于共价键作用，只有在特殊的条件下才能存在，通常单独讨论。（1 1）形成

4、的条件）形成的条件H与电负性极强的元素相结合时，共用电子与电负性极强的元素相结合时，共用电子对强烈偏向于高电负性原子，使对强烈偏向于高电负性原子，使H H原子几乎成了原子几乎成了不带电子、半径极小的带正电的核，进而对电不带电子、半径极小的带正电的核，进而对电子对表现出较强的吸引力，这种作用力就是氢子对表现出较强的吸引力，这种作用力就是氢键。一般与键。一般与H结合的结合的元素元素应具有下列两个条件：应具有下列两个条件：电负性差异大电负性差异大 原子半径小（原子半径小（F F、O O、N N等）等）C、S、Cl、P甚至甚至Br和和I原子在某些情况下也能形原子在某些情况下也能形成氢键，但通常键能较低

5、。成氢键，但通常键能较低。1995年以来，报道了许多种分子间存在一种被称为双氢键的新型分子间力，可用通式AHHB表示8。双氢键的键长一般小于220pm，极限可能为270pm，键能从nn*10kJ/mol不等，相当于传统分子间力能量数量级。例如：BH4-HCN、BH4-CH4、LiHNH4+、LiHHCN、LiHHCCH、H-Be-HH-NH3+和CH4H-NH3+等，其中以BH4-HCN双氢键的键长为最短（171pm），键能也最高（75.44kJ/mol），远大于水和HF间的氢键键能。目前对双氢键的研究还不是很深入。Chem.Commun.,1996,14:1633.b.分子内氢键分子内氢键 例如：例如：NH3在水中溶解度很大；而在水中溶解度很大；而CH4溶解度小得多。溶解度小得多。甲烷气水包合物甲烷气水包合物（Methane clathrate），也称作甲烷水合物甲烷水合物、甲烷冰甲烷冰或可燃冰可燃冰，为固态形式的水于晶格（水合物）中包含大量的甲烷。