师：同学们，今天我们学习第三节分子结构与物质的性质第二课时，内容是有关分子间作用力的知识。大家在课堂或生活中，有没有观察到这些现象：水相变时会伴随能量变化，固态冰变为液态水、液态水变为气态水蒸气，都要吸收能量，这些能量去了哪里？反过来，水蒸气变为液态水或固态冰时会释放能量，这些能量又来自哪里？我们还常看到球形的水滴，为什么水滴通常呈球形呢？还有，像蜂蜜这类液体很粘稠，液体的粘稠性是怎么产生的呢？其实，这些问题的答案都和今天的主角——分子间作用力有关。
早在1873年，荷兰物理学家范德华发现，实际气体的行为与理想状态下不同。他认为，这是因为气体分子间存在相互作用力，且气体分子会占据一定体积。基于此，他提出了范德华方程，能更好地描述实际气体的行为。范德华是最早描述分子间作用力的科学家。如今，人们发现分子间普遍存在相互作用力，其中最常见的一类叫范德华力。
大家看表格里一些物质共价键和范德华力的数据，结合之前学过的共价键特点，对比总结一下，能得出范德华力的哪些特征呢？
生：老师，相比共价键，范德华力很弱，键能比共价键小一到两个数量级。
师：非常好，还有呢？我们知道共价键有方向性和饱和性，范德华力有没有？
生：没有，范德华力没有方向性和饱和性，只要几个分子在一定距离内，彼此之间都存在范德华力。
师：没错，那共价键和范德华力还有什么不同呢？
生：共价键存在于原子之间，范德华力存在于分子之间。
师：非常棒。那范德华力的大小和什么因素有关呢？我们再分析一下数据。先看左侧氯化氢、溴化氢和碘化氢这三个物质，它们结构相似，随着相对分子质量增加，范德华力也逐渐增加。由此能得出什么结论？
生：对于分子结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。
师：很好。那范德华力的大小只受相对分子质量影响吗？我们看右侧氩和一氧化碳的数据，氩相对分子质量约40，一氧化碳约28，氩相对分子质量大于一氧化碳，但氩分子间的范德华力却比一氧化碳略小，这是为什么？
生：老师，是不是和分子极性有关？氩是单原子分子，没有极性，一氧化碳是极性分子。
师：完全正确。综合这两方面，我们得出影响范德华力的第二个因素：当相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，分子间的范德华力越大。
课本表格给出了卤素单质的熔沸点大小，大家思考一下，为什么从上到下卤素单质的熔沸点依次递增？在回答这个问题前，我们先明确，像碘单质这种由分子组成的固体，碘分子靠什么作用力结合在一起？
生：靠范德华力。
师：对，如果要将固体碘单质转变为液体或气体，就需要破坏碘分子之间的范德华力。分子间范德华力越强，破坏它所需能量越多，物质的熔沸点就越高。对于卤素单质，它们结构相似，从上到下相对分子质量逐渐增加，分子间范德华力逐渐增强，所以熔沸点逐渐升高。
现在大家思考，能用分子间作用力的变化规律解释碱金属熔沸点的递变规律吗？根据数据，从上到下碱金属的熔沸点逐渐降低，这和卤素单质相反，为什么呢？
生：老师，是不是因为范德华力只存在于分子之间，不能用于解释由其他微粒组成的物质性质？
师：非常对。范德华力只存在于由分子组成的物质中，像由离子组成的氯化钠、由金属原子组成的铜单质、由原子通过共价键连接成三维网状结构的金刚石，影响它们熔沸点的因素，在教材第三章晶体的结构与性质部分会详细讨论。
我们讲的范德华力只存在于由分子组成的物质中，比如碘单质。那大家思考，为什么氯化钠的熔点远高于氯化氢？
生：氯化氢由分子组成，熔融时破坏范德华力；氯化钠由氯离子和钠离子通过离子键结合而成，熔融时需破坏离子键。范德华力比离子键弱很多，所以氯化氢熔点远低于氯化钠。
师：很好。现在大家预测一下第四主族元素简单氢化物沸点的相对大小。这些元素对应的氢化物结构相似，从上到下相对分子量逐渐增加，范德华力和沸点会怎样变化？
生：范德华力逐渐增加，沸点也逐渐增大。
师：实际数据和我们预测一致，第四主族元素形成的简单氢化物，从上到下分子量逐渐增加，范德华力逐渐增大，沸点也逐渐增高。那大家再预测一下第六主族元素简单氢化物熔沸点的相对大小。按照之前所学，第6主族元素氢化物熔沸点变化规律应该和第四主族相似，随着相对分子质量增加，熔沸点依次递增，实际情况呢？
生：实际数据和预测差别很大，水的熔沸点远远高于其他三个物质，可水的相对分子质量是最小的。
师：这意味着水分子之间可能存在其他作用力。研究发现，水分子之间确实存在另一种分子间作用力，叫氢键。氢键是怎么形成的呢？这要从水的结构说起。水分子由一个氧和两个氢组成，氧元素电负性很大，氧氢键中的共用电子对强烈偏向氧，使氧带部分负电荷，氢带部分正电荷。两个水分子靠近时，一个水分子带部分正电荷的氢会与另一个水分子带部分负电荷的氧充分接近，产生静电作用，形成氢键。
氢键也是常见的分子间作用力，大家回顾一下氢键的形成条件，猜测哪些分子间可能存在氢键。
生：氢键形成的关键要素是有电负性很大的原子，像氧、氮、氟，它们与氢形成的化合物可能存在氢键，比如氟化氢和氨气。