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2019-2020年高中化學(xué) 3.4.2《氫鍵的形成》教案 蘇教版選修3 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．理解氫鍵的本質(zhì)，能分析氫鍵的強(qiáng)弱，認(rèn)識(shí)氫鍵的重要性 【學(xué)習(xí)內(nèi)容】 二、 氫鍵 思考：觀察課本P51頁(yè)圖3-29，第ⅥA族元素的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高，符合前面所學(xué)規(guī)律，但H2O的沸點(diǎn)卻反常，這是什么原因呢？ （一）氫鍵的成因： 當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的原子X(jué)以共價(jià)鍵相結(jié)合時(shí)，由于H—X鍵具有強(qiáng)極性，這時(shí)H相對(duì)帶上較強(qiáng)的正電荷，而X相對(duì)帶上較強(qiáng)的負(fù)電荷。當(dāng)氫原子以其唯一的一個(gè)電子與X成鍵后，就變成無(wú)內(nèi)層電子、半徑極小的核，其正電場(chǎng)強(qiáng)度很大，以至當(dāng)另一HX分子的X原子以其孤對(duì)電子向H靠近時(shí)，非但很少受到電子之間的排斥，反而互相吸引，抵達(dá)一定平衡距離即形成氫鍵。 （二）氫鍵的相關(guān)知識(shí) 1．氫健的形成條件：半徑小、吸引電子能力強(qiáng)的原子（ N 、 O 、 F ）與H核。 2．氫鍵的定義：半徑小、吸引電子能力強(qiáng)的原子與H核之間的很強(qiáng)的作用叫氫鍵。通常我們可以把氫鍵看做一種比較強(qiáng)的分子間作用力。 3．氫鍵的表示方法：X—HY（X、Y可以相同，也可以不同） 4．氫鍵對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)的影響：可以使物質(zhì)的熔沸點(diǎn) 升高 ，還對(duì)物質(zhì)的 溶解度 等也有影響。 如在極性溶劑中，如果溶質(zhì)分子和溶劑分子間能形成氫鍵，就會(huì)促進(jìn)分子間的結(jié)合，導(dǎo)致溶解度增大。例如：由于乙醇分子與水分子間能形成不同分子間的氫鍵，故乙醇與水能以任意比互溶。而乙醇的同分異構(gòu)體二甲醚分子中不存在羥基，因而在二甲醚分子與水分子間不能形成氫鍵，二甲醚很難熔解于水。 5.影響氫鍵強(qiáng)弱的因素：與X—HY中X、Y原子的電負(fù)性及半徑大小有關(guān)。X、Y原子的電負(fù)性越大、半徑越小，形成的氫鍵就越強(qiáng)。常見(jiàn)的氫鍵的強(qiáng)弱順序?yàn)椋? F—HF O—HO O—HN N—HN O—HCl 5．說(shuō)明：氫鍵與范德華力之間的區(qū)別 氫鍵與范德華力同屬于分子間作用力；但兩者的不同之處在于氫鍵具有飽和性與方向性。所謂飽和性是指H原子形成一個(gè)共價(jià)健后，通常只能再形成一個(gè)氫鍵。這是因?yàn)镠原子比X、Y原子小得多，當(dāng)形成X—HY后，第二個(gè)Y原子再靠近H原子時(shí)，將會(huì)受到已形成氫鍵的Y原子的電子云的強(qiáng)烈排斥。而氫鍵的方向性是指以H原子為中心的3個(gè)原子X(jué)—HY盡可能在一條直線上，這樣X(jué)原子與Y原子間的距離較遠(yuǎn)，斥力較小，形成的氫鍵穩(wěn)定。綜上所述可將氫鍵看做是較強(qiáng)的、有方向性和飽和性的分子間作用力。 6.氫鍵可以在分子之間形成，也可在分子內(nèi)部形成：如鄰羥基苯甲酸和對(duì)羥基苯甲酸。 【科學(xué)研究】 1．為何NH3、H2O、 HF的熔沸點(diǎn)比同主族相鄰元素的氫化物的熔沸點(diǎn)高呢？ 2．為何NH3極易溶于水？ 3．解釋水結(jié)冰時(shí)體積膨脹、密度減小的原因。 4．氫鍵在生命體分子中的作用？ 5．從氫鍵的角度分析造成尿素、醋酸、硝酸三種相對(duì)分子質(zhì)量相近的分子溶沸點(diǎn)相差較大的可能原因。 6．氫鍵、化學(xué)鍵與范德華力 化學(xué)鍵 氫鍵 范德華力 概念 范圍 能量 性質(zhì)影響 [習(xí)題研究] 1.下列物質(zhì)中不存在氫鍵的是（ ） A.冰醋酸中醋酸分子之間 B.一水合氨分子中的氨分子與水分子之間 C.液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間 D.可燃冰（CH48H2O）中甲烷分子與水分子之間 2.固體乙醇晶體中不存在的作用力是（ ） A.極性鍵 B.非極性鍵 C.離子鍵 D.氫鍵 3.下列說(shuō)法不正確的是（ ） A.分子間作用力是分子間相互作用力的總稱 B.范德華力與氫鍵可同時(shí)存在于分子之間 C.分子間氫鍵的形成除使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高外，對(duì)物質(zhì)的溶解度.硬度等也有影響 D.氫鍵是一種特殊的化學(xué)鍵，它廣泛地存在于自然界中 4.下列有關(guān)水的敘述中，可以用氫鍵的知識(shí)來(lái)解釋的是（ ） A.水比硫化氫氣體穩(wěn)定 B.水的熔沸點(diǎn)比硫化氫的高 C.氯化氫氣體易溶于水 D.0℃時(shí)，水的密度比冰大