1、第三单元 微粒之间的相互作用力 和物质的多样性,一 化学键,二 分子间作用力,教材研读,三 晶体,突破一 化学键与物质类别关系的判断,突破二 离子化合物、共价化合物及电子式,重难突破,一、化学键 1.化学键 (1)定义:物质中直接相邻的原子或离子之间存在的 强烈的 相互 作用。,教材研读,2.离子键 (1)定义:使带相反电荷的 阴、阳离子 结合的相互作用。 (2)成键微粒: 阴 、 阳 离子。 (3)成键实质: 静电 作用(静电吸引与静电排斥达到平衡)。 (4)形成条件: 活泼金属(A族、A族) 与 活泼非金属(A 族、A族) 化合时,一般形成离子键。 (5)存在:所有的离子化合物中都有 离子
2、 键。,3.共价键 (1)定义:原子间通过 共用电子对 所形成的强烈的相互作用。 (2)成键微粒: 原子 。 (3)成键实质:原子间形成共用电子对,共用电子对对核的静电 吸引与核间、电子间的静电 排斥 达到平衡。 (4)形成条件:同种或不同种非金属元素原子、非金属元素原子与不活 泼金属元素原子相结合时,一般形成 共价键 。,(5)分类 (6)存在,二、分子间作用力 1.分子间作用力 (1)共价分子之间都存在分子间作用力。分子间作用力的实质是一种 静电 作用。 范德华力 和 氢键 是两种最常见的分子间 作用力。 (2)特点 a.分子间作用力比化学键 弱 得多,它主要影响物质的 熔点 、 沸点 、
3、 溶解度 等物理性质,而化学键主要影响物质的 化学性质。,b.分子间作用力只存在于由共价键形成的多数 化合物分子 之间 和绝大多数气态非金属 单质分子 之间。但像二氧化硅、金刚石 等由共价键形成的物质的微粒之间 不存在 分子间作用力。,2.范德华力 范德华力是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子之间的作用力。 对于组成和结构相似的分子,其范德华力一般随相对分子质量的增大而 增大。,3.氢键 (1)氢键介绍 水分子中的OH键是极性共价键,氧原子与氢原子共用的电子对强烈 地偏向氧原子,使H原子几乎成了“裸露”的质子。这样,一个水分子中 相对显正电性的氢原子,就能与另一个水分子中相对显负电性的氧原子
4、 的孤电子对接近并产生相互作用,这种相互作用叫做氢键。 (2)氢键的存在 氢键是一种既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部的作用力。,它比化学键弱,比范德华力强。当H原子与电负性大、半径较小的原子 X以共价键结合时,H原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子Y 之间形成氢键。因此,氢键通常用 XHY 表示,其中,X和Y代 表电负性大而原子半径较小的非金属原子,如 氮、氧、氟 等。 (3)氢键的作用 当分子间存在氢键时,若要使相应的物质熔化或汽化,由于破坏分子间 的氢键需要消耗较多的能量,所以这些物质有较高的熔点和沸点。此 外,氢键还会影响物质的 溶解性 等性质,如乙醇和水能以任意 比互溶。,
5、特别提醒 (1)分子间作用力只存在于由分子构成的物质中,离子化合 物中无分子间作用力。 (2)在某些氢化物(如HF、NH3、H2O)中,既存在范德华力,也存在氢键,因 氢键的存在使HF、NH3、H2O具有反常高的沸点。 (3)影响物质稳定性的是化学键,化学键越强,物质越稳定。,三、晶体 1.晶体 (1)宏观表现:具有规则的几何外形。 (2)微观结构:在晶体内部,构成晶体的微粒在空间上呈有规则的重复排 列。 (3)晶体类型:根据组成晶体的微粒的种类及微粒之间的作用不同,常把 晶体分成 离子晶体 、 分子晶体 、 原子晶体 和 金属晶体 以及某些混合晶体(如石墨)。,2.离子晶体 (1)定义:离子
6、化合物中的阴、阳离子按一定的方式有规则地排列形成 的晶体是离子晶体。 (2)微粒:阴离子、阳离子。 (3)作用力:离子键,其作用力较强。 (4)主要物理性质:熔、沸点较高,硬而脆,固体不导电,溶于水或熔融状态 能 导电。 (5)常见的离子晶体:强碱、绝大部分盐、金属氧化物、活泼金属氢化 物等。,(6)典型离子晶体的结构特点 a.氯化钠晶体:每个Cl-周围有 6 个Na+;每个Na+周围有 6 个Cl -; 这6个Na+或Cl-在空间构成的几何构型为 正八面 体;在NaCl晶体 中,每个Na+周围与之最近且距离相等的Na+共有 12 个;1个NaCl晶 胞真正含有Na+和Cl-各 4 个;氯化钠
7、晶体中不存在独立的 NaCl 分子。,b.氯化铯晶体:每个Cl-周围有 8 个Cs+;每个Cs+周围有 8 个Cl -; 在CsCl晶体中,每个Cs+周围与之最近且距离相等的Cs+共有 6 个; 1个CsCl晶胞真正含有Cs+和Cl-各 1 个;氯化铯晶体中不存在独立 的 CsCl 分子。,3.分子晶体 (1)定义:由分子构成的物质所形成的晶体通常称为分子晶体。 (2)微粒:分子,有些是单原子分子。 (3)作用力:分子间作用力。,(4)主要物理性质:熔、沸点较低,硬度较小,固体和熔融状态不导电,溶于 水有的能导电。 (5)常见的分子晶体:冰、干冰等非金属氧化物;白磷、I2、硫黄等非金 属单质;
8、NH3、HBr等非金属氢化物;绝大多数有机物,如CH4、CCl4等。,(6)典型分子晶体的结构特点 a.干冰晶体:与每个二氧化碳分子最近且距离相等的二氧化碳分子有 12 个;1个干冰晶胞真正含有 4 个二氧化碳分子;干冰晶体是 由分子通过分子间作用力直接构成的,存在独立的 二氧化碳 分 子。 b.C60:每个碳形成3个共价键,为 3 个多边形共用;C60不能导电,说明 不存在能自由移动的电子,3个共价键中有1个是双键;1个C60分子中含化 学键的数目是 90 个,其中双键数有 30 个,单键数有 60 个。,4.原子晶体 (1)定义:相邻原子间以共价键结合而形成空间网状结构的晶体。 (2)微粒
9、:原子。 (3)作用力:共价键,其作用力较强。 (4)主要物理性质:熔、沸点很高,硬度大,固体一般 不 导电(除 硅)。 (5)典型原子晶体的结构特点,5.金属晶体 (1)组成粒子:金属阳离子和自由电子。 (2)粒子间的相互作用:金属键。 (3)物理特性:金属晶体的硬度有大有小,有延展性,大多数难溶于水,有金 属光泽,能导电、导热。,6.同分异构体、同位素、同素异形体和同一物质之间的区别,6.同分异构体、同位素、同素异形体和同一物质之间的区别,1.与Na2O化学键类型相同的物质是 ( C ) A.H2 B.HCl C.KCl D.CO2,2.下列化学用语表述正确的是 ( D ) A.甲烷分子的
10、球棍模型: B.氯化钠的电子式: C.氯气的比例模型: D.硫离子的结构示意图:,3.下列说法正确的是 ( C ) A.35Cl2与37Cl2氧化能力相近,二者互为同位素 B.分子式为CH4O和C2H6O的物质一定互为同系物 C.C60和金刚石属于不同类型晶体,但它们互为同素异形体 D.互为同系物的物质化学性质相似,互为同分异构体的物质化学性质则 完全不同,4.下列说法不正确的是 ( A ) A.H2O、H2S、H2Te分子间作用力依次增大 B.金刚石是碳原子间以共价键相结合的原子晶体,加热熔化时需破坏共 价键 C.氢氧化钙和氯化铵固体加热制氨气过程中,均有离子键和共价键的断 裂和生成 D.S
11、iO2和CO2中每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,突破一 化学键与物质类别关系的判断,重难突破,典例1 下列说法不正确的是 ( D ) A.NaClO是含有两种类型化学键的离子化合物 B.CO2通入水的过程中,有共价键的形成和断裂,但不涉及离子键的变化 C.金刚石和足球烯都只由碳元素构成,且含有的化学键类型也相同 D.常温常压下,H2O与CH4的不同状态可以说明H2O的热稳定性更好,解析 NaClO是由Na+和ClO-构成的,即NaClO属于离子化合物,含有离 子键,ClO-中存在共价键,故A说法正确;CO2溶于水形成H2CO3,CO2、H2O、H2CO3均属于共价化合物,有共价键的形成和
12、断裂,没有离子键的变 化,故B说法正确;金刚石和足球烯都是由碳元素组成的单质,都由共价 键组成,故C说法正确;热稳定性与物质状态无关,与化学键的强弱有关, 故D说法不正确。,误区警示 判断物质中化学键类型的常见易错问题 1.误认为离子化合物中只有离子键,实际上可能还有共价键,如 (NH4)2SO4、Na2O2等。,2.误认为单质中一定有共价键,如金属单质中没有共价键,稀有气体中没 有化学键。,3.误认为分子中一定都有化学键,如稀有气体分子是单原子分子,不含化 学键。,4.误认为只由非金属元素组成的化合物一定都是共价化合物,如NH4Cl 中存在离子键,属于离子化合物。,5.误认为活泼金属元素与活
13、泼非金属元素组成的化合物一定含离子键, 如AlCl3为共价化合物。,6.误认为化学键被破坏的变化一定是化学变化,如HCl溶于水、NaCl熔 融都属于物理变化。,1-1 下列说法不正确的是 ( C ) A.CCl4、C2H4、SiO2都存在共价键,它们都是共价化合物 B.SO2溶于水时,需克服共价键和分子间作用力 C.某物质在熔融状态能导电,则该物质中一定含有离子键 D.CO2和N2中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构,解析 CCl4、C2H4、SiO2都只存在共价键,它们都是共价化合物,故A正 确;SO2溶于水时反应生成亚硫酸,需克服共价键和分子间作用力,故B正 确;某物质在熔融状态能导电
14、,不一定含有离子键,如金属单质,故C错误; CO2分子中碳与氧形成四对共用电子对,碳原子和氧原子都达8电子的 稳定结构,N2分子中N原子间形成氮氮叁键,都具有8电子稳定结构,故D 正确。,1-2 下列说法正确的是 ( D ) A.CaCl2晶体中存在共价键 B.H2SO4溶于水能电离出H+和S ,所以硫酸是离子化合物 C.SiO2属于原子晶体,熔融过程中破坏共价键和分子间作用力 D.I2是分子晶体,加热升华过程中只需克服分子间作用力,解析 CaCl2为离子晶体,只含离子键,A错误;H2SO4是共价化合物,在水 的作用下可电离出H+和S ,B错误;SiO2熔融过程中破坏的是共价键,C 错误。,突
15、破二 离子化合物、共价化合物及电子式电子式的书写方法 (1)电子式 电子式是表示物质结构的一种式子,其写法是在元素符号的周围用 “”或“”等表示原子或离子的最外层电子,并用“n+”或“n-”(n 为正整数)表示离子所带电荷。 (2)不同物质的电子式,同一个式子中的同一元素原子的电子要用同一符号表示,都用“” 或“”。 如“Mg”不能写成“Mg”。 主族元素的简单离子中,阳离子的电子式就是离子符号。如Mg2+既是 镁离子符号,又是镁离子的电子式。阴离子的最外层都是8电子结构(H- 除外),可表示出原子原来的电子与获得的电子的区别,在表示电子的符 号外加方括号,方括号的右上角标明所带电荷。 如S2
16、-的电子式为 ,Cl-的电子式为 。,离子化合物中阴、阳离子个数比不是11时,要注意每个离子都与带 相反电荷的离子直接相邻的事实。 如MgCl2的电子式为 -Mg2+ -,不能写成Mg2+ 或- -。 写双原子分子的非金属单质的电子式时,要注意共用电子对的数目和 表示方法。 如N2的电子式应为 或:NN:,不能写成 或 N,更不能写成 或 。,要注意共价化合物与离子化合物电子式的区别。前者不加方括号,不 写表示电荷的符号,后者阴离子和复杂的阳离子(如N )加方括号,方括 号外写表示电荷的符号。前者的共用电子对一般还要求表示出其组成 电子来源于哪一原子。 如H2O的电子式为 H,不能写成H+ 2
17、-H+。,典例2 下列表示正确的是 ( D ) A.HCl的电子式:H+: :- B.乙炔的结构简式:CHCH C.水分子的比例模型: D.质子数为6,中子数为8的核素 C,解析 HCl的电子式为H: :,故A错误;乙炔的结构简式为 , 故B错误;水分子的比例模型为 ,故C错误;质子数为6,中子数为8的 碳原子,其质量数是14,故D正确。,2-1 下列表示正确的是 ( D ) A.氯化钠的电子式: :+Cl- B.乙醇的结构式CH3CH2OH C.硅原子的结构示意图 D.乙酸的分子式C2H4O2,解析 氯化钠的电子式为Na+: :-,故A错误;乙醇的结构简式是CH3 CH2OH,故B错误;硅原
18、子的结构示意图为 ,故C错误;乙酸的分子 式为C2H4O2,故D正确。,2-2 下列化学用语表示不正确的是 ( C ) A.KOH的电子式:K+: :H- B.CO2的结构式:O C O C.CH4的球棍模型: D.S2-的结构示意图:,解析 KOH是离子化合物,电子式为K+: :H-,A项正确;CO2是共价化 合物,结构式为O C O,B项正确; 为CH4的比例模型,C项错误;S2-核 内有16个质子,核外有18个电子,所以S2-的结构示意图为 ,D项正 确。,突破三 晶体类型和性质的判断规律,1.依据晶体的成键微粒和微粒间的作用判断 离子晶体的成键微粒是阴、阳离子,微粒间的作用是离子键;原
19、子晶体 的成键微粒是原子,微粒间的作用是共价键;分子晶体的成键微粒是分 子,微粒间的作用是范德华力;金属晶体的成键微粒是金属阳离子和自 由电子,微粒间的作用是金属键。,2.依据物质的分类判断 (1)金属氧化物(如K2O、Na2O等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数 的盐是离子晶体。 (2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢 化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是 分子晶体。 (3)常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等;常见的原子晶 体化合物有碳化硅、二氧化硅等。,(4)常温下金属单质(除汞外)与合金都是金属晶体。,3.依
20、据晶体的熔点判断 离子晶体的熔点较高,常在数百至1 000余摄氏度之间;原子晶体熔点高, 常在1 000摄氏度至几千摄氏度之间;分子晶体熔点低,常在数百摄氏度 以下至很低温度;金属晶体多数熔点高,但也有相当低的。,4.依据导电性判断 离子晶体水溶液及熔融时能导电;原子晶体一般为非导体,但晶体硅为 半导体;分子晶体为非导体,而分子晶体中的电解质(主要是酸和非金属 氢化物)溶于水,使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子也能导电; 金属晶体是电的良导体。,典例3 下列说法不正确的是 ( C ) A.CO2、SiO2的晶体结构类型不同 B.加热硅、硫晶体使之熔化,克服的作用力不同 C.HCl、NaCl
21、溶于水,破坏的化学键类型相同 D.NaOH、NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键,解析 CO2晶体中分子间通过分子间作用力结合为分子晶体,SiO2晶体 中Si与O原子间通过共价键结合形成原子晶体,晶体结构类型不同,故A 正确;硅属于原子晶体,加热熔化时原子晶体克服共价键,硫属于分子晶 体,加热溶化时分子晶体克服分子间作用力,故B正确;HCl属于共价化合 物,溶于水电离,破坏共价键,NaCl属于离子化合物,溶于水破坏离子键, 故C错误;NaOH中钠离子与氢氧根离子形成离子键,O与H形成共价键, NH4Cl晶体中铵根离子与氯离子形成离子键,N与H形成共价键,所以二 者既有离子键又有共价键,故D正确
22、。,3-1 下列说法正确的是 ( C ) A.熔融时能导电的物质一定是离子化合物 B.NaOH、H2SO4溶于水均克服了离子键 C.CO2、NCl3中所有原子最外层都满足8电子结构 D.金刚石和足球烯是同素异形体,熔化时只克服共价键,解析 熔融的金属单质能导电,故A错误;H2SO4溶于水克服了共价键,故 B错误;CO2、NCl3中所有原子最外层都满足8电子结构,故C正确;足球烯 熔化时克服分子间作用力,故D错误。,3-2 有关晶体的下列说法中不正确的是 ( D ) A.金刚石为网状结构,由共价键形成的碳原子环中,最小的环上有6个碳 原子 B.原子晶体中共价键越强,熔点越高 C.微粒间通过共价键形成的晶体,具有较高的熔点 D.氯化钠晶体中,每个Na+周围与之最近且距离相等的Na+共有6个,解析 金刚石中每个碳原子与另4个碳原子紧邻,由5个碳原子形成正四 面体结构单元,由共价键构成的最小环状结构中有6个碳原子且不在同 一平面内,A正确;原子晶体是相邻原子间以共价键结合而成的空间网状 结构的晶体,共价键越强,熔点越高,B正确;微粒间通过共价键形成的晶 体为原子晶体,原子晶体的熔点较高,C正确;在NaCl晶体中,每个Na+紧邻 6个Cl-,每个Cl-紧邻6个Na+,每个Na+周围与之最近且距离相等的Na+共12 个,D不正确。,
