【知识点详解】
1. **分子间作用力**:分子间作用力是指存在于分子与分子之间的相互吸引力,包括范德华力(分子间力)和氢键。范德华力是由于分子间的瞬时偶极相互作用产生的,无方向性和饱和性。而氢键则是分子中的氢原子与电负性大的原子(如氟、氮、氧)之间形成的特殊类型的分子间作用力,具有方向性和饱和性,强度介于范德华力和共价键之间。
2. **氢键的影响**:氢键的存在显著影响物质的物理性质,例如熔点、沸点、溶解度等。对于组成和结构相似的物质,氢键会导致物质的熔、沸点升高,例如水的熔、沸点高于同族的其他氢化物。氢键还使得某些小分子醇、羧酸能与水以任意比例互溶。此外,氢键也影响分子的稳定性,例如氨的稳定性高于同族的其他氢化物。
3. **范德华力与相对分子质量的关系**:范德华力通常随相对分子质量的增加而增强,因为更大分子间的相互表面积会增加作用力。当相对分子质量相近时,分子的极性越大,范德华力也越大。
4. **氢键与物质形态**:在冰的结构中,每个水分子通过氢键与其他四个水分子形成四面体结构,这使得冰的密度低于液态水,同时冰的升华热(冰变为气态水吸收的能量)可以通过计算范德华力和升华热之间的差异来估算氢键的能量。
5. **共价键与分子稳定性**:共价键的强度直接影响分子的稳定性,键能越大,分子越稳定。例如,水分子的稳定性主要取决于O-H共价键的强度,而非分子间作用力。
6. **氢键对物理性质的影响实例**:
- 选项分析:在题目中,NH3的熔、沸点比其他第ⅤA族氢化物高,是由于氨分子间可以形成氢键;小分子醇和羧酸与水的互溶性、冰的密度低于液态水、尿素和冰醋酸的熔、沸点差异、邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛的熔、沸点差异,这些都是氢键作用的结果。
- 题目解析:题1的答案为B,涉及了氢键对物质熔、沸点的影响。题2的答案为D,Na2O和MgO是离子化合物,其熔点受离子键影响,而非分子间作用力。
7. **结构式表示**:在液态水中,水分子可以以H3O+、OH-等形式存在,其中H3O+是由2个水分子结合1个氢离子形成的,而OH-则由4个水分子结合1个氢离子形成,这些微粒内部包含共价键、配位键,并可能伴有氢键。
8. **氢键能量计算**:冰的升华热减去范德华力的能量即可得到氢键的能量,即22 kJ·mol-1。
通过以上知识点的讲解,我们可以看到,分子间作用力,特别是氢键,对于理解化学反应和物质性质的重要性。在高考化学复习中,掌握这些原理有助于解决相关问题。