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1. 范德华力

分子结构与性质 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 分子间存在的、比化学键弱得多的静电相互作用力,主要包含取向力、诱导力和色散力。

从哪来 基于原子核外电子排布中电子云分布的不均匀性(导致瞬时偶极),以及原子结构与元素周期律中元素电负性差异引起的分子极性。

为什么 从微观本质看,原子核外电子并非静止不动,而是时刻运动。 1. 瞬时偶极的产生:即使在中性分子中,电子云密度在某一瞬间可能偏向原子核的一侧,形成“瞬时偶极”。 2. 诱导与吸引:一个分子的瞬时偶极会诱导邻近分子产生相反的偶极(诱导力),或者两个瞬时偶极相互吸引(色散力)。 3. 能量层级:这种由电子云变形和静电吸引产生的能量远低于共用电子对(共价键)或电子转移(离子键)的能量,因此属于分子间作用力,而非化学键。它解释了为何物质能凝聚成液态或固态,且沸点随分子量增大而升高。

类比法:磁铁与铁屑** **适合学生
形象思维强、抽象逻辑较弱、喜欢直观感知的学生。 讲解:把分子想象成微小的磁铁。虽然它们平时看起来没有磁性(非极性),但在微观尺度下,电子运动就像磁铁在快速抖动。当两个分子靠近时,这种“抖动”产生的微弱磁力会让它们互相吸引并粘在一起。范德华力就是这种“分子间的微弱磁力”,它不像化学键那样把原子死死锁住,而是让分子“抱团”。
数据对比法:沸点与键能** **适合学生
逻辑严密、喜欢数据支撑、擅长定量分析的学生。 讲解:对比 H₂O 的 O-H 键能(约 463 kJ/mol)与水的沸点(100℃,对应蒸发需克服的分子间作用力约 40-50 kJ/mol,虽含氢键,但范德华力部分更低)。再看 CH₄ 和 SiH₄,两者都是非极性分子,无氢键,但 SiH₄ 分子量更大,电子云更易变形,色散力更强,沸点更高。通过数据证明:分子间作用力远小于化学键,且随电子云变形能力(极化率)增强而增强。
动态模拟法:电子云舞蹈** **适合学生
空间想象力好、对动态过程敏感、喜欢视觉化理解的学生。 讲解:想象电子云是一团不断旋转、变形的“云雾”。在某一瞬间,云雾偏向左边(左负右正),下一瞬间偏向右边。当两个分子靠近,一个分子的“左负”会吸引另一个分子的“右正”。这种吸引是瞬时的、随机的,但统计平均下来,分子间存在净吸引力。这就是范德华力的动态起源——电子云的瞬时不对称分布导致的静电吸引。
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练一道
基础题
下列物质中,沸点最高的是( ) A. CH₄ B. SiH₄ C. GeH₄ D. SnH₄
变式
解释为什么 H₂O 的沸点(100℃)远高于 H₂S(-60℃),尽管 H₂S 的相对分子质量更大。
试试手自己判
检测题
下列叙述正确的是( ) A. 范德华力是一种化学键 B. 所有分子间都存在取向力 C. 结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越强 D. 范德华力比化学键强
看答案和判分标准
答案:C
判对标准:
- 选 A 错:范德华力是分子间作用力,非化学键。
- 选 B 错:非极性分子间无取向力。
- 选 C 对:符合色散力规律。
- 选 D 错:范德华力远弱于化学键。
判定:仅选 C 为正确。
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