分子间力和氢键
一、分子的极性和变形性
1.分子的极性
(1)非极性分子:
在分子中,正、负电荷各有一个“电荷中心”。正、负电荷的中心重合的分子,称为非极性分子。
(2)极性分子
在分子中,正、负电荷中心不重合的分子称为极性分子。
(3)电偶极矩:
正、负电荷中心所带电量q与两中心距离d的乘积,称为电偶极矩。它表示分子极性的大小。电偶极矩越大,分子的极性越大,电偶极矩为0的分子为非极性分子。
(4)分子的极性与键的关系:
在多原子分子中,分子的极性与键的极性往往不一致。如CH4中有四个极性键,但分子本身是非极性分子。
在双原子分子中,分子的极性与键的极性一致。如HCl中只有一个极性键,此分子为极性分子,H2分子中只有一个非极性键,此分子为非极性分子。
2.分子的变形性
(1)诱导偶极(μ诱导)
①含义:
非极性分子在外电场作用下,原来重合的正、负电荷中心彼此分离,分子出现了偶极,称为诱导偶极。电场越强,分子的变形越显著,诱导偶极越大。
②计算公式:
μ诱导=α.E
α—分子的诱导极化率,值越大,分子的变形性也越大,是由分子的本性决定的。
(2)固有偶极
①含义:
极性分子本身存在的偶极称为固有偶极或永久偶极。
②定向极化:
在外电场作用下,极性分子的正极一端转向负电荷,负极一端转向正电荷,即都顺着电场的方向整齐地排列,这一过程叫分子的定向极化。并进一步产生诱导偶极。
(3)瞬间偶极
当非极性分子相互靠近时,由于电子、原子核的不停运动,正、负电荷中心不能总是保持重合,即发生分离,这时产生的偶极称为瞬间偶极。
二、分子间的相互作用力
1.分子间力的种类
(1)色散力:
由瞬间偶极之间的异极相吸而产生的分子间作用力。与分子的变形性有关,分子的极化率越大,色散力也越强。
(2)取向力:
由固有偶极之间的作用产生的分子间力。与温度和分子的极性强弱有关,温度越高,取向力越弱;分子的极性越大,取向力越强。
(3)诱导力:
诱导偶极与固有偶极之间产生的分子间力。与分子的极性强弱和非极性分子的变形性有关,极性分子的极性越大,非极性分子的极化率越大,诱导力也越强。
2.分子间力的存在(★):
非极性分子与非极性分子之间只存在色散力,极性分子之间存在色散力、诱导力和取向力,极性分子与非极性分子之间存在色散力和诱导力。
3.分子间力的特点
(1)它是存在于分子间的一种电性作用力
(2)它是短程力,当分子间距离为分子本身直径的4~5倍时,作用力就可忽略不计。
(3)它的作用能一般为几到几十千焦每摩,但对共价型分子的物理性质影响很大。
(4)它一般没有方向性和饱和性
(5)三种力的相对大小一般是:色散力﹥﹥取向力>诱导力
4.分子间力对物质物理性质的影响
(1)液态物质分子间力越大,汽化热越大,沸点越高;
(2)固态物质分子间力越大,熔化热越大,熔点越高;
(3)结构相似的同系列物质相对分子质量越大,熔点、沸点就越高;
(4)相对分子质量相等或近似而体积大的分子,有较高的熔点、沸点;
(5)溶质或溶剂的极化率越大,分子变形性和分子间力越大,溶解度越大;
(6)分子极性小的物质一般硬度不大,含有极性基团的物质一般具有一定的硬
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