HPSH [ 分子間作用力 - 凡得瓦力 ]

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(1)

[分子間作用力-凡得瓦力]

HPSH

高中化學

(2)

鍵 型 金屬鍵 離子鍵 共價鍵

形成物質 金屬晶體 離子晶體 網狀固體 分子 結合力

的形成

陽離子與電子 海間的庫侖力

陰、陽離子間 的庫侖力

原子核與共用電子對之 間的庫侖力

化學式 實驗式 實驗式 實驗式 分子式

鍵 能 >金屬鍵 共價鍵

離子鍵

 

kJ/mol 400

150 kJ/mol 150

50

離子鍵、共價鍵鍵能

金屬鍵鍵能

化學鍵的種類

(3)

 都是很多粒子結合,只能以實驗式表示,沒有分子間的作 用力?

化學鍵的種類

金屬鍵 離子鍵

共價網狀 離子鍵 金屬鍵

(4)

分子間作用力

氯化氫

 溫度降低時

 共價分子物質而除了原子與原子間共價鍵外,分子間還有 甚麼作用力呢?

氣體分子會彼此吸引

(5)

學習 重點

凡得瓦力

偶極偶極力 誘導偶極力

分散力 影響凡得瓦力

大小的因素

(6)

凡得瓦力

分子間的作用力通稱為 凡得瓦力。

凡得瓦力的能量大小通常小於 5kJ/mol

凡得瓦力可概分為下列三種:

偶極-偶極力( 極性與極性分子間)。

偶極-誘導偶極力( 極性與非極性分子間)。

分散力( 所有分子,非極性分子間)。

 

kJ/mol 400

150 kJ/mol 150

50

離子鍵、共價鍵鍵能

金屬鍵鍵能

(7)

極性分子間的作用力稱為偶極-偶極力。

偶極-偶極力

HCl HCl

(8)

極性分子與非極性分子間的作用力稱為偶極-誘導偶極。

偶極-誘導偶極力

極性的H2O分子與非極性的O2接近 O2產生誘導偶極被H2O分子吸引

(9)

非極性 分子間的作用力稱為分散力。

分散力

極性 分子間會產生分散力嗎?

(10)

極性分子中,帶部分電荷的兩極性端,異極性的兩端會彼此 吸引。

例如:氯化氫分子中

氯原子帶部分負電(δ),

氫原子帶部分正電(δ

靠近時,會產生庫侖靜電引力,

稱為偶極-偶極力。

偶極-偶極力

偶極-偶極力

(11)

極性分子與非極性分子間。

 例如:氯化氫分子與氧分子

 靠近時,非極性分子內的電 子雲受到極性分子產生暫時 極化現象。

 誘發偶極分子與永久偶極分 子間會產生吸引力,

此種吸引力即為偶極-誘發偶 極力。

偶極-誘發偶極力

偶極-誘發偶極力

極性分子 誘發極性

(12)

在高壓、低溫下,即使是非極性分子也能夠被液化或固化,

德國科學家倫敦認為非極性分子間必然也有吸引力存在,

此吸引力稱為分散力,又稱為倫敦力。

分散力

(13)

分子周圍恰有其他非極性 分子存在,則此分子也會 受此瞬間極化分子的誘發 而產生誘發偶極,

例如:氧分子間,

在這些誘發偶極與誘發偶 極間的作用力即為分散力。

分散力

極性 分子間也會產生分散力

分散力

(14)

凡得瓦力的大小影響

分子物質的沸點

分子物質的熔點

影響凡得瓦力大小的變因?

凡得瓦力影響性質

(15)

 與分子的極化程度有關:

分子偶極愈大者,其偶極-偶極力愈大。

分子量相近的物質中,具有極性者,其沸點較高,可見 其分子間的作用力愈大。

偶極-偶極力的大小

(16)

分子類型 分子式 分子量 沸點(℃)

非極性 分子

極性 分子

N2

CO

28

28

-196

-192 SiH4

PH3

32

34

-112

-85 GeH4

AsH3

77

78

-90

-55 Br2

ICl

160

162

59

97 Br2 與 ICl 之分子量相近,

但因 Br2 不具極性,其沸點 較具極性之 ICl 低了 38 ℃。

偶極-偶極力的大小

(17)

 不論極性或非極性分子間皆有分散力。

 分散力只有在分子間彼此極為接近時,方可顯現。

 分散力的大小與誘發偶極發生的機率有關,所以分子愈 大,電子雲範圍愈廣,瞬間極化的現象愈可能發生,分 散力就愈大。

分散力的大小

丙烷具有最大的表面積,所以沸點最高;

而甲烷的分子量最小,表面積最小,所以沸點最低。

bp=-161 °C bp=-88.6 °C bp=−42.09 °C

(18)

鹵素與鈍氣的沸點均隨分子量的增大而升 高,因為分子量愈大者,其分散力愈大。

分散力的大小

(19)

戊烷分子式 C5H12 的具有三種同分異構物,其結構式如下:

異構物的沸點比較

直鏈狀的正戊烷具有最大的表面積,所以沸點最高;

而新戊烷的結構接近球形,表面積最小,所以沸點最低。

正戊烷 異戊烷 新戊烷

bp=36℃ bp=28℃ bp=9.5℃

(20)

戊烷分子式 C5H12 的具有三種同分異構物,其結構式如下:

異構物的熔點比較

新戊烷的結構接近球形,最接近球型對稱,所以熔點最高;

而異戊烷對稱最差,所以熔點最低。

正戊烷 異戊烷 新戊烷

mp=−129.8 °C mp=−159.9 °C mp=−18 °C

(21)

1,2-二氯乙烯分子式 C2H2Cl2 的有順反異構物,其結構式如下:

順反異構物的沸點比較

順式二氯乙烯具有最大的極性,所以沸點高。

反二氯乙烯 順二氯乙烯

bp=60.2 °C bp=48.5 °C

(22)

1,2-二氯乙烯分子式 C2H2Cl2 的有順反異構物,其結構式如下:

順反異構物的熔點比較

反式二氯乙烯具有較佳的對稱性,所以熔點高。

反二氯乙烯 順二氯乙烯

mp=-81.47 °C mp=-49.44 °C

(23)

重點 回顧

凡得瓦力

偶極偶極力 誘導偶極力

分散力 影響凡得瓦力

大小的因素

• 分子偶極愈大者,其偶極-偶極 力愈大,

• 分子愈大,電子雲範圍愈廣,瞬 間極化的現象愈可能發生,分散 力就愈大。

• 兩分子間的作用力。

• 偶極-偶極力, 偶極-誘發 偶極力 與分散力

• 分子量越大,偶極矩越大 沸點越高。

• 對稱性越佳,分子量越大,

偶極矩越大熔點越高。

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