分子间作用力

分子间作用力 化学键的结合能一般在 1.0kJ/mol 数量级, 而分子间力的能量只有几个 kJ/mol. 1.取向力 极性分子之间靠永久偶极,永久偶极作用称为取向力. 仅存在于极性分子之间. 2. 诱导力 诱导偶极与永久偶极作用称为诱导力. 极性分子作用为电场, 使非极性分子产生诱导偶极或使极性分子的偶极增大(也产生诱导偶极), 这时诱导偶极与永久偶极之间形成诱导力, 因此诱导力存在于极性分子与非极性分子之间, 也存在于极性分子与极性分子之间. 3、色散力 瞬间偶极,瞬间偶极之间有色散力. 由于各种分子均有瞬间偶极, 故色散力存在于极性分子,极性分子、极性分子,非极性分子及非极性分子,非极性分子之间. 色散力不仅存在广泛, 而且在分子间力中, 色散力经常是重要的. 观察下面数据: kJ/mol 取向力 诱导力 色散力 Ar 0 0 8.49 HCl 3.305 1.104 16.82 取向力、诱导力和色散力统称范德华力, 它具有以下的共性: 1) 永远存在于分子之间; 2) 力的作用很小; 3) 无方向性和饱和性; 4) 是近程力， 5) 经常是色散力为主. 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. 等物理性质有密切联系. 6) 色散力的大小: 分子越大，结构越复杂，分子内电子数越多，分子刚性越差，分子里的电子云越松散，越容易变形，色散力就越大。 分子间作用力越大，物质的熔点、沸点就越高。 1. 氢键的概念 以 HF 为例, F 的电负性相当大, 电子对偏向 F, 而 H 几乎成了质子, 这种 H 与其它分子中电负性相当大、r 小的原子相互接近时, 产生一种特殊的分子间力 —— 氢键. 表示为???? : F,H????F,H 两个条件: 1.与电负性大且 r 小的原子(F, O, N)相连 的 H ; 2. 在附近有电负性大, r 小的原子(F, O, N). 2. 氢键的特点 1?饱和性和方向性 由于 H 的体积小, 1 个 H 只能形成一个氢键.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, 才可能改变方向. 2?氢键的强度 介于化学键和分子间作用力之间, 和电负性有关. F,H ???? F O — H ???? O N,H????N E/kJ?mol-1 28.0 18.8 5.4 3. 氢键对于化合物性质的影响 分子间存在氢键时, 大大地影响了分子间的结合力, 故物质的熔点、沸点将升高. CHCH-OH 存在分子间氢32 键，而分子量相同的 HC-O-CH 无氢键，故前者的 b.p. 33 高。 HF、HCl、HBr、HI , 从范德华力考虑, 半径依次增大, 色散力增加, b.p. 高, 故 b. P. 为 HI > HBr > HCl, 但由于 HF 分子间有氢键，故 HF 的b.p. 在这里最高, 破坏了从左到右 b.p. 升高的规律. HO, NH 由于氢键的存在, 在23 同族氢化物中 b.p. 亦是最高. HO 和 HF 的分子间氢键很强, 以致于分子发生缔2 合, 以(HO)、 (HO)、(HF)、(HF) 形式存在, 而 (HO) 22232322排列最紧密, 4?时, (HO) 比例最大, 故 4? 时水22 的密度最大. 可以形成分子内氢键时, 势必削弱分子间氢键的形成. 故有分子内氢键的化合物的沸点、熔点不是很高.典型的例子是对硝基苯酚和邻硝基苯酚: