吐爾洪江·阿布都熱依木 卡馬力亞·莫合太爾
一、范德華力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響
范德華力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響是多方面的。液態(tài)物質(zhì)范德華力越大,氣化熱就越大,沸點(diǎn)就越高;固態(tài)物質(zhì)范德華力越大,熔化熱就越大,熔點(diǎn)就越高。一般來說,結(jié)構(gòu)相似的同系列物質(zhì)相對分子質(zhì)量越大,分子變形性也越大,范德華力強(qiáng),物質(zhì)的熔點(diǎn),沸點(diǎn)也就越高。例如,稀有氣體,鹵素單質(zhì)等,其沸點(diǎn)和熔點(diǎn)就是隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高的。相對分子質(zhì)量相等或近似而體積大的分子,電子位移可能性大,有較大的變形性,此類物質(zhì)有較高的沸點(diǎn),熔點(diǎn)。
范德華力對液體的互溶度以及固態(tài),氣態(tài)非點(diǎn)解質(zhì)在液體中的溶解度也有一定影響。溶質(zhì)或溶劑(指同系物)的極化率越大,分子變形性和范德華力越大,溶解度也越大。
另外,范德華力對分子型物質(zhì)的硬度也有一定的影響。分子極性小的聚乙烯,聚異丁烯等物質(zhì),范德華力較小,因而硬度不大;含有極性基因的有機(jī)玻璃等物質(zhì),范德華力較大,具有一定的硬度。
二、氫鍵對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響
氫鍵通常是物質(zhì)在液態(tài)時形成的,但形成后有時也能繼續(xù)存在于某些固態(tài)甚至氣態(tài)物質(zhì)之中。例如:在氣態(tài),液態(tài)和固態(tài)的HF中都有氫鍵存在。能夠形成氫鍵的物質(zhì)是很多的,如水,水合物,無機(jī)酸和某些有機(jī)化合物。氫鍵的存在,影響到物質(zhì)的某些性質(zhì)。如:
1.熔點(diǎn),沸點(diǎn)
分子間含有氫鍵的物質(zhì)溶化或氣化時,除了要克服范德華力外,還必須提高溫度,額外地供應(yīng)一份能量來破壞分子間的氫鍵,所以這些物質(zhì)的熔,沸點(diǎn)比同系列氫化物的熔點(diǎn),沸點(diǎn)高。分子內(nèi)形成氫鍵,其熔點(diǎn),沸點(diǎn)常降低。例如,有分子內(nèi)氫鍵的鄰硝基苯酚熔點(diǎn)(45℃)比分子間氫鍵的間硝基苯酚的熔點(diǎn)(95℃)和對位硝基苯酚的熔點(diǎn)(114℃)都低。
2.溶解度
在極性溶劑中,如果溶質(zhì)分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大。HCl和NH3在水中的溶解度比較大,就是這個緣故。
3.黏度
分子間有氫鍵的液體,一般黏度較大。例如甘油,磷酸,濃硫酸等多羥基化合物,由于分子間可形成眾多的氫鍵,這些物質(zhì)通常為黏稠狀液體。
4.密度
液體分子間若形成氫鍵,有可能發(fā)生締合現(xiàn)象。例如液態(tài)HF,在通常條件下,除了正常簡單的氟化氫分子外,還有通過氫鍵聯(lián)系在一起的復(fù)雜分子(HF)n。
nHF 締合(HF)n
式中n可以是2,3,4……。這種由若干個簡單分子聯(lián)成復(fù)雜分子而不改變原物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)象,稱為分子締合。分子締合的結(jié)果會影響液體的密度。H2O分子之間也有締合現(xiàn)象。
nH2O 締合(H2O)n
常溫下,液態(tài)水中除簡單水分子外,還有(H2O)2,(H2O)3……,(H2O)n等締合分子的存在。降低溫度有利于水分子的締合。溫度降至0℃時,全部水分子結(jié)成巨大的締合物-冰。