第二章 分子结构与性质
第三节 分子结构与物质的性质
一、分子内的共价键与分子结构以及分子的极性、稳定性等性质
分子间则涉及到分子间作用力，包括范德华力和氢键，它们影响着物质的熔、沸点、溶解性等性质。
二、分子间的作用力
1. 范德华力及其对物质性质的影响
当物质的状态发生变化时，如水结冰或蒸发，会伴随着能量的吸收和释放。这说明了分子之间存在着相互的作用力，即范德华力。
（1）范德华力的概念
范德华力是物质分子之间普遍存在的相互作用力。
（2）范德华力的特征
范德华力相对较弱，比化学键的键能小1～2个数量级。
（3）范德华力的影响因素
对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。极性分子之间的范德华力通常比非极性分子之间的范德华力大，且分子的极性越强，范德华力也越大。
（4）范德华力对物质熔、沸点的影响
对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，其熔点、沸点越高。例如，HI、HBr、HCl的沸点依次升高。对于卤素单质，随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔、沸点也升高。对于相对分子质量接近的物质，极性分子的范德华力强，沸点较高。有机物的同系物中，随着碳原子数目增多，范德华力逐渐增强，沸点逐渐升高。同分异构体中，有支链的分子范德华力较小，沸点较低。
2. 氢键及其对物质性质的影响
某些氢化物的沸点异常高，如NH3、H2O、HF等，这与氢键的形成有关。氢键是一种特殊的分子间作用力，比范德华力强，但弱于共价键。氢键具有一定的方向性和饱和性。
（1）氢键的形成和表示方法
氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间形成的作用力。例如，水分子之间存在氢键，可以表示为O—H…O—。
（2）氢键的特征
氢键不是化学键，而是分子间的特殊作用力。氢键也有一定的方向性和饱和性。
（3)氢键对物质性质的影响
某些氢化物分子间存在氢键，使其熔、沸点反常的高。例如，水分子间通过氢键形成缔合分子(H2O)n，导致测定的水蒸气的相对分子质量总是大于18。水结冰时体积膨胀、邻羟基苯甲醛沸点低于对羟基苯甲醛等现象也与氢键有关。蛋白质分子的二级、三级、四级结构以及DNA的双螺旋结构都与氢键的形成有关。氨水中存在多种氢键，包括氨分子间、水分子间以及氨分子与水分子间的氢键。
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