师：同学们，下面我们学习高二人教版化学选择性必修2第二章第三节分子结构与物质的性质第二课时。本节课学习目标是认识分子间存在相互作用，知道范德华力是常见的分子间作用力，能说明范德华力对物质熔点、沸点等物理性质的影响，形成结构决定性质的基本观念；知道氢键是常见的分子间作用力，能说明氢键对物质熔点、沸点、溶解性等物理性质的影响，能举例说明氢键对于生命的重大意义。
甲烷分子中碳原子与氢原子存在作用力，那甲烷与甲烷分子之间是否也有作用力存在呢？其实，甲烷分子与甲烷分子之间是存在作用力的。我们把这类存在于分子之间的作用力叫做分子间作用力。科学家范德华最早研究分子间作用力，因而这类分子间作用力也被称为范德华力。范德华力不仅适用于甲烷分子，也适用于其他分子。降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实也表明分子之间存在相互作用力。
壁虎为什么能在天花板上爬行自如？壁虎的四足覆盖着几十万条纤细的由角蛋白构成的纳米级尺寸的毛，它的足与墙体之间的作用力在本质上是细毛与墙体之间的范德华力。右图是仿照壁虎足的结构制作的仿生胶带。观察表中数据我们会发现，范德华力作为分子之间的相互作用力很弱，比化学键的键能小一到两个数量级。从表中数据可知，像氯化氢、溴化氢、碘化氢等结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。虽然氩的相对分子质量比一氧化碳大，但一氧化碳的范德华力比氩的大，这说明影响范德华力大小的因素除了相对分子质量之外，还有分子极性，分子的极性越大，范德华力越大。
小结一下，范德华力大小的影响因素有相对分子质量和分子极性。结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力越大。根据表格数据分析，卤素单质熔点、沸点有什么变化规律？
生：卤素单质的熔点、沸点随着相对分子质量的增大而升高。
师：结合范德华力大小的影响因素，解释一下卤素单质熔点、沸点的变化规律。
生：结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，熔点沸点越高。
师：请预测第四主族元素的简单氢化物的沸点情况。
生：第四主族元素的简单氢化物从甲烷到氢化铅的沸点逐渐升高，因为它们的组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，范德华力也会增大，所以沸点逐渐升高。
师：图中第5主族、第6主族、第7主族元素的简单氢化物中，为什么氨气、水、氟化氢的沸点比同主族的其他元素的简单氢化物的沸点高呢？
生：氨气、水、氟化氢的沸点比同主族其他元素的简单氢化物的沸点高，是因为它们的分子间形成了氢键。
师：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力，它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子，如水分子中的氢，与另一个电负性很大的原子，如水分子中的氧之间的作用力。氧电负性大，半径小，氧氢键极性很强。氢无内层电子，原子上电子云密度小，与另一个水分子中电负性很强的氧形成了电性作用，即氢键。当氢原子与电负性很大且含有孤电子对的X原子，如氮、氧、氟以共价键结合成分子时，氢原子的电子云强烈地偏向X原子，使氢原子带有较高的正电性。此时氢原子与另一个分子中带有较高负电性的Y原子，如氮、氧、氟，存在一种强烈的电性作用。
小结一下氢键形成条件：一是有与电负性很大的，如氮、氧、氟等原子形成共价键的氢原子；二是有电负性很大的原子，如氮、氧、氟等原子。请问下列哪些分子的分子间存在氢键：氟化氢、氨气、甲醇。
生：氟化氢、氨气、甲醇分子中都有与电负性很大的氮或氧或氟原子形成共价键的氢原子，还有电负性很大的氮或氧或氟原子，所以这三种分子中都存在氢键。氯气中没有氢原子，甲烷没有电负性很大的氮、氧、氟等原子，因此这两种分子中都不存在氢键。
师：甲醇中全部氢原子都能形成氢键吗？
生：不是的，甲醇羟基氢与氧形成共价键，能与另一个甲醇中的氧形成氢键，但甲醇甲基中的氢原子是与碳形成共价键，所以甲醇甲基中的氢原子不能形成氢键。
师：氢键通常用这样的符号来表示，其中半根短线表示共价键，三点表示氢键。氢键的键能一般不超过40千焦每摩，比范德华力的键能大一些，但比化学键的键能小得多。比如氧氢键的平均键能为467千焦每摩，而冰中氢键的键能只有18.8千焦每摩。
对羟基苯甲醛和邻羟基苯甲醛作为同分异构体，为什么对羟基苯甲醛熔点、沸点都比邻羟基苯甲醛高？与它们形成的氢键有关吗？请画出对羟基苯甲醛和邻羟基苯甲醛的氢键。
生：邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，使得对羟基苯甲醛熔点、沸点都比邻羟基苯甲醛高。
师：氢键不仅存在于分子之间，也存在于分子内。氢键种类会影响物质的熔点、沸点的高低。当形成分子内氢键时，物质的熔点沸点较低；当形成分子间氢键时，物质的熔点沸点较高。请推测对甲苯甲酸与邻甲苯甲酸的熔点沸点高低，并说出理由。
生：对羟基苯甲酸之间形成分子间氢键，邻羟基苯甲酸之间形成分子内氢键，所以前者熔点沸点高于后者。