基础化学课件：第十章 共价键和分子间作用力

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1、上一内容下一内容第十章第十章 共价键和分子间作用力共价键和分子间作用力上一内容下一内容第十章第十章 共价键和分子间作用力共价键和分子间作用力化学键(chemical bond) 定定义义 分分子子或或晶晶体体中中相相邻邻的的两两个个或或多多个个原原子之间强烈的相互作用力。子之间强烈的相互作用力。 种类种类 离子键、离子键、共价键共价键和金属键。和金属键。分子间作用力(intermolecular force) 定义定义 分子之间弱的相互作用力。分子之间弱的相互作用力。 包括包括 范德华力范德华力(van der Waals force)和和氢键氢键(hydrogen bond)等。等。上一内容

2、下一内容第十章第十章 共价键和分子间作用力共价键和分子间作用力第一节第一节 现代价键理论现代价键理论第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论第三节第三节 价层电子对互斥理论价层电子对互斥理论 ( (自学自学) )第四节第四节 分子轨道理论简介分子轨道理论简介 ( (自学自学) )第五节第五节 分子间作用力分子间作用力上一内容下一内容如如 H + H H H 或或HH 经典价键理论经典价键理论 要点要点 认为两个或多个原子可以相互认为两个或多个原子可以相互“共有共有”一对或多对一对或多对电子，以便达到稀有气体原子最外层电子，以便达到稀有气体原子最外层2或或8电子层结电子层结构（或称为构（或称为Le

3、wis结构），而生成稳定的分子。结构），而生成稳定的分子。 共价键电子理论:1916年美国化学家年美国化学家Lewis提出提出 分子中的通过共用电子对连接的化学键称为分子中的通过共用电子对连接的化学键称为共价键。共价键。局限性局限性:上一内容下一内容第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(Valence bond theory)一、氢分子的形成和共价键的本质两个氢原子两个氢原子接近时系统势能变化曲线接近时系统势能变化曲线两两H原原子子的的1s轨轨道重叠示意图道重叠示意图 两原子轨道两原子轨道重叠重叠、使电、使电子云子云密集密集于两核之间于两核之间上一内容下一内容1. 共价键的形成共价键的形成:

4、第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)前提条件前提条件一是原子在化合前有一是原子在化合前有自旋方向相反的自旋方向相反的单电子单电子； 本质本质 自旋相反的单电子所处的两原子轨道自旋相反的单电子所处的两原子轨道重叠重叠、单电子两两、单电子两两配对配对，使电子云，使电子云密集密集于两核于两核之间，系统能量之间，系统能量降低降低，形成共价键。，形成共价键。二、二、VBVB法要点法要点: :二二是单电子所处的两原子轨道是单电子所处的两原子轨道重叠重叠。上一内容下一内容(1) 饱和性饱和性:第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)两原子自旋相反的单电子配对之后，不能再与第三两原子自

5、旋相反的单电子配对之后，不能再与第三个原子的单电子配对成键，即个原子的单电子配对成键，即一个原子有多少个未一个原子有多少个未成对单电子，就只能配对形成多少个共价键成对单电子，就只能配对形成多少个共价键。2个个N原子形成共价叁键的原子形成共价叁键的N2分子。分子。2.共价键的饱和性和方向性共价键的饱和性和方向性He 原子没有单电子，原子没有单电子，例如例如2个个He原子不能形成原子不能形成He2分子；分子； Cl 原子有原子有1个单电子，个单电子， 2个个Cl原子形成共价单键的原子形成共价单键的Cl2分子；分子；O原子有原子有2个单电子，个单电子， 与与2个个H原子形成原子形成2个共价键的个共价

6、键的H2O分子；分子；N原子有原子有3个单电子，个单电子，上一内容下一内容第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)v 原子轨道最大重叠原理：原子轨道最大重叠原理： 成键时，两原子轨道重叠愈多，两核间电子云成键时，两原子轨道重叠愈多，两核间电子云愈密集，形成的共价键愈牢固，能量愈低。愈密集，形成的共价键愈牢固，能量愈低。v 方向性：方向性： 共价键的形成将尽可能沿着原子轨道最大程度共价键的形成将尽可能沿着原子轨道最大程度重叠的方向进行。重叠的方向进行。举例：举例：HCl分子的形成。分子的形成。(2) 共价键的方向性共价键的方向性上一内容下一内容(c) 无效重叠无效重叠(b) 无效重叠无

7、效重叠(a) 有效重叠有效重叠第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)共价键的方向性示意图共价键的方向性示意图(HCl分子的形成分子的形成)上一内容下一内容第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)共价键的方向性示意图共价键的方向性示意图上一内容下一内容 键键(pi bond) : 键键 (sigma bond) :第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法) 是两个原子的原子轨道是两个原子的原子轨道(py-py和和pz-pz)沿键沿键轴方向以轴方向以“肩肩并肩并肩”的方式重叠形成的共价键。的方式重叠形成的共价键。(1) 按原子轨道重叠方式不同，共价键分为按原子轨道重叠

8、方式不同，共价键分为 两个原子的原子轨道两个原子的原子轨道(s-s、px-s、px-px)沿着键轴方向以沿着键轴方向以“头头碰头碰头”的方式重叠形成的方式重叠形成的共价键。的共价键。(键轴指两原子核间连线方向，设为键轴指两原子核间连线方向，设为x轴。轴。)3. 共价键的类型共价键的类型:上一内容下一内容 键键(s-s)、 (px -s) s-spx -s第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)上一内容下一内容 键键( px - px) 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)圆柱型对称圆柱型对称上一内容下一内容 键键:9.1.1 现代价键理论现代价键理论(VB法法)py-p

9、y 或或 pz-pz镜面反对称镜面反对称上一内容下一内容N2分子形成示意图N2分子中，分子中，N原子的原子的px、py、pz各有一个单电子，各有一个单电子，2个个N原子间除形成原子间除形成1个个px-px键外，还能形成键外，还能形成py-py和和pz-pz 2个相互垂直的个相互垂直的键。键。 第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)上一内容下一内容第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)共价键类型键键成键轨道s-s、px-s、px-pxpy-py、pz-pz轨道重叠方式“头碰头”“肩并肩”轨道重叠部分分布沿键轴呈圆柱型对称分布垂直于键轴呈镜面反对称分布存在情况可单独存在不可

10、单独存在 ，只与键共存于共价双键和叁键中 稳定性牢固不牢固，易断裂 键和键和 键键的比较的比较: 键和键和 键键的比较的比较:上一内容下一内容练习练习1：9.1.1 现代价键理论现代价键理论(VB法法)试指出下列共价键中各有几个试指出下列共价键中各有几个键和键和键？键？ 1. 1.CCCC， 2.C 2.C C C， 3.C C 3.C C解：1.1.碳碳单键为碳碳单键为键；键；2.2.碳碳双键中碳碳双键中1 1个为个为键，另外键，另外1 1个为个为键；键；3.3.碳碳叁键中碳碳叁键中1 1个为个为键，另外键，另外2 2个为个为键。键。上一内容下一内容成键原子一方有孤对电子成键原子一方有孤对电

11、子;另一方有空轨道。另一方有空轨道。特殊共价键特殊共价键: 配位键配位键 形成条件：形成条件：第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法) 记为记为B A 正常共价键：正常共价键：(2) 按成键原子形成共用电子对方式的不同分为按成键原子形成共用电子对方式的不同分为由成键两原子各提供由成键两原子各提供1 1个电个电子配对成键的共价键。子配对成键的共价键。 举例：举例：NH4+ 记为记为 H+ NH33. 共价键的类型共价键的类型:上一内容下一内容(3)按共用电子对是否偏移分为按共用电子对是否偏移分为非极性共价键非极性共价键:极性共价键极性共价键:第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB

12、法法) 成键的正、负电荷中心不重合形成的共价键。成键的正、负电荷中心不重合形成的共价键。 同种原子形成的共价键。同种原子形成的共价键。 成键电子对等量共享，键的正、负电荷中成键电子对等量共享，键的正、负电荷中心重合的共价键。心重合的共价键。 不同种的原子形成的共价键不同种的原子形成的共价键。 例如例如H2、O2、N2等分子形成非极性共价键。等分子形成非极性共价键。 例如例如NH3分子中分子中NH键，键，H2O分子的分子的OH键等。键等。 3. 共价键的类型共价键的类型:上一内容下一内容4. 共价键参数共价键参数(了解了解)第一节第一节 现代价键理论现代价键理论(VB法法)分子中成键原子两核间的

13、平均距离。分子中成键原子两核间的平均距离。v 键角：键角：v 键长：键长：v 键能：键能：分子中同一个原子形成的相邻两个键间的夹角。分子中同一个原子形成的相邻两个键间的夹角。共价键强弱的量度。共价键强弱的量度。两原子形成同型共价键的键长越短，键越稳定。两原子形成同型共价键的键长越短，键越稳定。如如H2O分子中的键角为分子中的键角为10445， CO2分子中分子中的键角为的键角为180一般键能越大，共价键强度越大。一般键能越大，共价键强度越大。 上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论一、杂化轨道理论的要点： 杂化(hybridization)：形形成成分分子子时时，因因原原子子之

14、之间间相相互互影影响响，同同一一中中心心原原子子内内能能量量相相近近的的不不同同类类型型的的n个个价价原原子子轨轨道道混混合合重重组组，重重新新分分配配能能量量和和确确定定空空间间方方向，产生向，产生n个个新的原子轨道。这一过程称为杂化。新的原子轨道。这一过程称为杂化。(1) 杂化轨道(hybrid orbital)：杂杂化化形形成成的的新新原原子子轨轨道称为杂化轨道。道称为杂化轨道。 2s2p杂化杂化sp2p上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论一、杂化轨道理论的要点：(2)杂杂化化轨轨道道形形状状与与原原来来的的原原子子轨轨道道的的形形状状不不同同，杂杂化化轨轨道道的的角角

15、度度分分布布更更集集中中于于一一个个方方向向，在在成成键键中中更更有有利利于于达达到到最最大大重重叠叠，因因而而杂杂化化轨轨道道比比原原来来轨道的成键能力强轨道的成键能力强, 故原子常先杂化后成键故原子常先杂化后成键。 s px 2个个sp杂化轨道杂化轨道上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论一、杂化轨道理论的要点：(3) 杂杂化化轨轨道道之之间间尽尽可可能能在在空空间间取取最最大大夹夹角角分分布，形成相互布，形成相互排斥能最小排斥能最小的杂化轨道构型的杂化轨道构型 。 常见的杂化类型有常见的杂化类型有s+p (sp、sp2、sp3)和和 s+p+d (d2sp3 、sp3d2

16、、dsp2、dsp3、 sp3d) 。如如 2个个sp杂化轨道的夹角为杂化轨道的夹角为180 。(4)杂化分为等性杂化和不等性杂化杂化分为等性杂化和不等性杂化上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论1. sp杂化杂化:二、原子轨道杂化类型及实例 2个个sp杂杂化化轨轨道道间间的的夹夹角角为为180，当当两两个个sp杂杂化化轨道与其它原子成键后，就形成轨道与其它原子成键后，就形成直线形直线形分子。分子。 每个每个sp杂化轨道均含杂化轨道均含1/2 s和和1/2 p轨道成分。轨道成分。+1个个ns1个个npsp杂化杂化2个个sp杂化轨道杂化轨道上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理

17、论杂化轨道理论sp 杂化轨道形成示意图杂化轨道形成示意图 :上一内容下一内容（二）、杂化轨道理论的应用Be:sp杂化实例杂化实例:BeClCl （直线形）（直线形）2s2p激发激发2s2psp杂化杂化sp2p试说明试说明BeCl2分子的空间构型。分子的空间构型。上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论2. sp2杂化杂化:二、原子轨道杂化类型及实例 3个个sp2杂杂化化轨轨道道间间的的夹夹角角为为120，分分别别与与其其他他3个相同原子成键后，就形成个相同原子成键后，就形成正三角形正三角形分子。分子。 每个每个sp2杂化轨道均含杂化轨道均含1/3 s和和2/3 p 轨道成分。轨道

18、成分。+1个个ns2个个np3个个sp2杂化轨道杂化轨道sp2杂化杂化上一内容下一内容3个个sp2杂化轨道杂化轨道:第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论BF3 :sp2杂化实例：杂化实例：试说明试说明BF3分子的空间构型。分子的空间构型。 BFFF(平面三角形平面三角形)B:2s2p激发激发2s2psp2杂化杂化sp22p上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论3. sp3杂化杂化:二、原子轨道杂化类型及实例 4个个sp3杂杂化化轨轨道道间间的的夹夹角角为为109 0 28 ，当当4个个sp3杂杂化化轨轨道道与与4个个相相同

19、同原原子子的的轨轨道道重重叠叠成成键后，就形成键后，就形成正四面体正四面体构型的分子。构型的分子。 每个每个sp杂化轨道均含杂化轨道均含1/4 s和和3/4 p轨道成分。轨道成分。+1个个ns3个个np4个个sp3杂化轨道杂化轨道sp3杂化杂化上一内容下一内容四个四个spsp3 3杂化轨道杂化轨道第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论上一内容下一内容sp3杂化实例：杂化实例：试说明试说明CH4分子的空间构型。分子的空间构型。第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论C：2s2p激发激发2s2psp3杂化杂化sp3上一内容下一内容等性杂化与不等性杂化：等性杂化与不等性杂化：第二节第二节 杂化轨道理论

20、杂化轨道理论按杂化后所形成的几个杂化轨道所含按杂化后所形成的几个杂化轨道所含成分比例及能量成分比例及能量是否相同是否相同等性杂化等性杂化(equivalent hybridization): 完全相同完全相同参与杂化的轨道均含有参与杂化的轨道均含有单电子单电子或均是或均是空轨道。空轨道。 例如例如CH4是是sp3等性杂化等性杂化。有有孤对电子孤对电子占据的原子轨道参与杂化。占据的原子轨道参与杂化。 例如例如NH3、H2O是是sp3不等性杂化不等性杂化。不等性杂化不等性杂化(nonequivalent hybridization) 不完全相不完全相同同上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理论杂

21、化轨道理论 NH3 :N:不等性不等性sp3杂化杂化实例实例1:NHHHHNH=107sp3杂化杂化不等性不等性三角锥形2s2psp3上一内容下一内容H2O:O:不等性不等性sp3杂化杂化实例实例2 :OHHHOH=10445 V 字形字形sp3杂化杂化不等性不等性第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论2s2psp3不等性不等性上一内容下一内容第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论（总结）（总结）杂化类型spsp2sp3(等性)sp3(不等性)参与杂化的原子轨道1个s+1个p1个s+2个p1个s+3个p1个s+3个p杂化轨道数2个sp3个sp24个sp34个sp3 (含1或2对孤对电子)杂化轨

22、道夹角180120109.590109.5分子构型直线形平面三角形正四面体三角锥，V形实例BeCl2, C2H2BF3, C2H4CH4, CCl4NH3，H2O杂化轨道数目杂化轨道数目= 键数键数+孤对电子对数孤对电子对数例例:SO3 SO2上一内容下一内容练习练习1 1：试用杂化轨道理论解释试用杂化轨道理论解释C C2 2H H4 4( (乙烯乙烯) )是是平面形平面形。 C激发激发sp2杂化杂化解：解：C CHHHH2s2psp22p第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论sp2sp2sp2-sp21sp2-s4p-p1上一内容下一内容练习练习2：试用杂化轨道理论解释试用杂化轨道理论解释C

23、2H2(乙炔乙炔)是是直线形直线形。 C:激发激发sp杂化杂化解：解：HC CH2s2psp2p第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论spspsp-sp1sp-s2p-p2上一内容下一内容练习练习3：指出分子中各指出分子中各C原子是什么杂化类型？原子是什么杂化类型？CH3CH2OH、 CH3CH=CHCOHO第二节第二节 杂化轨道理论杂化轨道理论sp3sp3sp3sp2sp2sp2CH3C CHsp3spsp注注意意：当当一一个个原原子子与与多多个个原原子子成成键键时时要要杂杂化化，杂杂化化后后生成的都是生成的都是 键键 ，生成生成键的键的p电子不参加杂化。电子不参加杂化。上一内容下一内容一、

24、共价分子的极性和极化一、共价分子的极性和极化一、共价分子的极性和极化一、共价分子的极性和极化 分子是显电中性的，但从分子内部电荷的分布看，分子是显电中性的，但从分子内部电荷的分布看，可认为正负电荷各集中于一点，叫可认为正负电荷各集中于一点，叫电荷重心电荷重心。第五节第五节 分子间作用力分子间作用力 若正、负电荷重心若正、负电荷重心极性分子极性分子(polar molecule)非极性分子非极性分子(non-polar molecule)不不重合：重合：重合：重合：上一内容下一内容（一）共价分子极性的判断（一）共价分子极性的判断（一）共价分子极性的判断（一）共价分子极性的判断第五节第五节 分子间

25、作用力分子间作用力双原子分子双原子分子多原子分子多原子分子极性共价键极性共价键 极性分子极性分子非极性共价键非极性共价键 非极性分子非极性分子H2 、Cl2 、O2 示例示例HCl、HF极性共价键极性共价键非极性共价键非极性共价键 非极性分子非极性分子S8对称对称非极性分子非极性分子(分子构型分子构型)CO2 、CH4、BF3H2O、CHCl3、NH3不对称不对称极性分子极性分子若若中心原子中心原子的的化合价化合价=最外层电子数最外层电子数 非极性分子非极性分子对两种原子（一个中心）形成的分子对两种原子（一个中心）形成的分子:上一内容下一内容第五节第五节 分子间作用力分子间作用力q: :分子中

26、正或负电荷中心上的电量分子中正或负电荷中心上的电量d: 分子中正、负电荷中心的距离分子中正、负电荷中心的距离电偶极矩电偶极矩(electric dipole moment)：= qd （单位为单位为10-30 Cm）v0: 极性分子，极性分子，越大，分子极性越大；越大，分子极性越大；v= 0: 非极性分子，如非极性分子，如H2、CO2 、CH4、BF3HF、HCl的的依次为依次为6.4、3.62上一内容下一内容( (二二) )、分子的极化分子的极化定定义义在在外外电电场场作作用用下下，无无论论是是极极性性分分子子还还是是非非极极性性分分子子都都会会发发生生变变形形，变变形形分分子子中中电电子子

27、云云与与原原子子核核出出现现相相对对位位移移，产生诱导偶极，产生诱导偶极，这种现象称为分子的极化。这种现象称为分子的极化。第五节第五节 分子间作用力分子间作用力荷电离子或极性分子对荷电离子或极性分子对其附近分子也相当是一微其附近分子也相当是一微电场，能产生极化作用。电场，能产生极化作用。图中图中为诱导电偶极矩，极性为诱导电偶极矩，极性分子原有的偶极矩分子原有的偶极矩称为永久称为永久偶极偶极上一内容下一内容1 1、取向力、取向力( (orientation force)orientation force) 定定义义 当当极极性性分分子子与与极极性性分分子子互互相相接接近近时时，分分子子的的永永久

28、久偶偶极极之之间间同同极极相相斥斥、异异极极相相吸吸，使使分分子子在在空空间间按按一一定定取取向向排排列列吸吸引引。这这种种永永久久偶偶极极间间的的吸吸引引力力称称为为取向力取向力。第五节第五节 分子间作用力分子间作用力二、范德华力二、范德华力（极（极+极）极）( (一一) )范德华力的分类范德华力的分类上一内容下一内容2 2、诱导力、诱导力( (induction force)induction force) 定定义义 当当非非极极性性分分子子与与极极性性分分子子接接近近时时，极极性性分分子子的的永永久久偶偶极极产产生生的的电电场场使使非非极极性性分分子子极极化化产产生生诱诱导导偶偶极。极。

29、永久偶极与诱导偶极间的吸引力永久偶极与诱导偶极间的吸引力称为称为诱导力诱导力。第五节第五节 分子间作用力分子间作用力（极（极+ +非极，极非极，极+ +极）极）上一内容下一内容3 3、色散力色散力( (dispersion force)dispersion force)： 定定义义 非非极极性性分分子子中中电电子子不不断断运运动动和和原原子子核核的的振振动动，使使某某一一瞬瞬间间分分子子的的正正负负电电荷荷中中心心不不重重合合，形形成成瞬瞬时时偶偶极极，瞬瞬时时偶偶极极可可使使相相邻邻的的另另一一非非极极性性分分子子产产生生瞬瞬时时诱诱导导偶偶极极。瞬时偶极间相互作用产生的引力瞬时偶极间相互作

30、用产生的引力叫叫色散力色散力。第五节第五节 分子间作用力分子间作用力色散力存在于色散力存在于各种分子各种分子之间。之间。（普遍存在）（普遍存在）上一内容下一内容总结总结1 1：第五节第五节 分子间作用力分子间作用力极性极性非极性非极性例子：判断下列各组分子之间存在何种范德华力例子：判断下列各组分子之间存在何种范德华力？(1) H2和和CO2 (2) 乙醇和苯乙醇和苯 (3) 水和甲醇水和甲醇取向力取向力诱导力诱导力色散力色散力极性分子之间极性分子之间非极性分之间非极性分之间上一内容下一内容总结总结2 2：第五节第五节 分子间作用力分子间作用力 色散力色散力的大小与分子是否容易变形有关，一般的大

31、小与分子是否容易变形有关，一般随着摩随着摩尔质量增大而增大尔质量增大而增大，是，是分子间的主要作用力分子间的主要作用力，诱导力一般诱导力一般较小，取向力只有当分子的极性很强时才占有优势。较小，取向力只有当分子的极性很强时才占有优势。分子分子取向力取向力诱导力诱导力色散力色散力总能量总能量Ar0.0000.0008.498.49HBr0.6860.50221.9223.11HCl3.3051.00416.8221.13表表 分子间范德华力的作用能分配分子间范德华力的作用能分配（单位单位kJmolkJmol-1-1) ) 上一内容下一内容( (二二) )、范德华力的特征和作用、范德华力的特征和作用

32、第五节第五节 分子间作用力分子间作用力 范范德德华华力力作作用用能能很很小小，一一般般比比化化学学键键低低12个个数数量量级，级，不是化学键不是化学键。 作用的范围很小作用的范围很小, 几十到几百几十到几百pmpm，作用力的大小作用力的大小随分子之间距离增大而迅速减弱随分子之间距离增大而迅速减弱 。 不不具有具有方向性方向性和和饱和性饱和性。 上一内容下一内容( (三三) )、范德华力的作用、范德华力的作用第五节第五节 分子间作用力分子间作用力范范德德华华力力是是决决定定物物质质的的熔熔、沸沸点点等等物物理理性性质质的主要因素。的主要因素。F2 Cl2 Br2 I2小小大大小小大大低低高高低低

33、高高摩尔质量摩尔质量范德华范德华力力沸点沸点熔点熔点上一内容下一内容第五节第五节 分子间作用力分子间作用力比较比较HCl、HBr、HI 的熔、沸点高低的熔、沸点高低。练习：练习：HF与与HCl 的熔、沸点哪个高？的熔、沸点哪个高？上一内容下一内容氢化物沸点变化规律氢化物沸点变化规律:第五节第五节 分子间作用力分子间作用力上一内容下一内容( (一一) )、氢键及其、氢键及其种类种类第五节第五节 分子间作用力分子间作用力定定义义：当当H原原子子与与电电负负性性高高、半半径径小小的的X原原子子以以极极性性共共价价键键结结合合后后，由由于于X原原子子吸吸引引电电子子能能力力大大，使使H原原子子显显示示

34、较较强强正正电电荷荷场场，在在与与另另一一个个电电负负性性较较强强且且有有孤孤对对电电子子的的Y原原子子接接触触时时，又又能能产产生生静静电电吸吸引引力力，该该吸吸引引力称为氢键，用力称为氢键，用“”表示。表示。XH YX、Y 可以相同也可以不同，如可以相同也可以不同，如F、O、N等原子。等原子。如如HF分子间的氢键分子间的氢键FH F H 又如又如NH3和水分子间的氢键和水分子间的氢键三、氢键氢键上一内容下一内容本质本质：静电作用静电作用FH F OH O OH N NH N X、Y 原子的电负性愈原子的电负性愈大大、半径愈半径愈小小，形成的氢键愈，形成的氢键愈强强。常见氢键强弱顺序：常见氢

35、键强弱顺序：第五节第五节 分子间作用力分子间作用力OClNCH电负性3.443.163.042.552.18原子半径6099717737上一内容下一内容氢键的种类氢键的种类第五节第五节 分子间作用力分子间作用力分子间氢键分子间氢键： 分子之间形成的氢键。分子之间形成的氢键。分子内氢键：分子内氢键： 分子内部形成的氢键。分子内部形成的氢键。上一内容下一内容( (二二) )、氢键的特征及作用、氢键的特征及作用第五节第五节 分子间作用力分子间作用力3.分子间氢键具有分子间氢键具有方向性方向性，形成氢键的，形成氢键的3个原子尽个原子尽可能在一条直线上，可能在一条直线上，X与与Y之间距离最远斥力较小，之

36、间距离最远斥力较小，氢键稳定。氢键稳定。1.氢键的氢键的键能小键能小，比化学键弱得多，但比范德比化学键弱得多，但比范德华力强。华力强。2.氢键具有氢键具有饱和性饱和性，当，当H原子已经形成原子已经形成1个氢键后，个氢键后，不能再与第三个强电负性原子形成第不能再与第三个强电负性原子形成第2个氢键。个氢键。分子内氢键就不具有方向性。分子内氢键就不具有方向性。 XH Y上一内容下一内容氢键的作用氢键的作用第五节第五节 分子间作用力分子间作用力分子分子内内氢键氢键1. 1. 对熔、沸点的影响：对熔、沸点的影响：分子分子间间氢键氢键熔、沸点熔、沸点高高低低例子例子间、对间、对硝基苯酚硝基苯酚熔点为熔点为

37、96和和114邻邻硝基苯酚硝基苯酚熔点为熔点为45上一内容下一内容第五节第五节 分子间作用力分子间作用力2. 对溶解度的影响：对溶解度的影响： 溶质与水形成氢键溶质与水形成氢键:在水中的溶解度在水中的溶解度不能不能能能较大较大很小很小ROH(醇醇), RCOOH(羧酸羧酸)例子例子烃烃 溶质易形成分子内氢键：溶质易形成分子内氢键：在水中的溶解度小在水中的溶解度小如何解释如何解释邻硝基苯酚邻硝基苯酚在水中的溶解度比在水中的溶解度比对硝基对硝基苯酚苯酚小？小？上一内容下一内容第五节第五节 分子间作用力分子间作用力3.3.对对分子的结构、构象、性质与功能分子的结构、构象、性质与功能的影响：的影响：v

38、 氢键是稳定生物高分子的高级结构的一个氢键是稳定生物高分子的高级结构的一个重要因素。重要因素。 蛋白质分子中的氢键蛋白质分子中的氢键 DNA分子中的氢键分子中的氢键v 一旦氢键被破坏，分子的空间结构会发生一旦氢键被破坏，分子的空间结构会发生变化，生理活性也就随之丧失。变化，生理活性也就随之丧失。 上一内容下一内容第五节第五节 分子间作用力分子间作用力蛋白质氢键示意图蛋白质氢键示意图蛋白质氢键示意图蛋白质氢键示意图 上一内容下一内容DNA双螺旋结构和碱基配对形成氢键示意图第五节第五节 分子间作用力分子间作用力上一内容下一内容练习：练习：解：下列各化合物中有无氢键？如果存在氢键，下列各化合物中有无

39、氢键？如果存在氢键，是分子间氢键还是分子内氢键？是分子间氢键还是分子内氢键？NH3、C6H6、C2H6、HNO3、邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸 分子间氢键：分子间氢键： NH3 ；分子内氢键：分子内氢键： HNO3、邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸 ； C6H6、C2H6 不会形成氢键。不会形成氢键。第五节第五节 分子间作用力分子间作用力判断：判断：1.有有H 2.有有F、O、N上一内容下一内容练习：练习：解：下列液体化合物（下列液体化合物（a）乙二醇乙二醇HOCH2CH2OH； （b）丙醇丙醇CH3CH2CH2OH，何者沸点高？说明理由。何者沸点高？说明理由。 因因HOCH2CH2OH和和CH3CH2CH2OH中都有中都有O-H键可形成氢键，但每个键可形成氢键，但每个HOCH2CH2OH分子分子可形成两倍于可形成两倍于CH3CH2CH2OH的氢键，所以前者的氢键，所以前者沸点高。沸点高。 第五节第五节 分子间作用力分子间作用力