第三章化学键与晶体结构

1、 上海培佳文化传播培佳教育学科教师辅导讲义1.2 化学键与晶体结构考点解读 基础型课程部分主题学习内容学习水平说 明物质的微观世界化学键离子键B(1)化学键的概念(2)存在离子键、共价键或金属键的代表物质(3)用电子式表示离子键、共价键形成的物质共价键B金属键A 拓展型课程部分主题学习内容学习水平说 明研究影响物质性质的内因探究物质的结构分子结构极性键A非极性键A分子构型A键角分子的极性B极性分子、非极性分子分子的稳定性B键长、键能分子间相互作用范德华力B晶体离子晶体B以典型实例理解晶体的结构特点和性质的关系分子晶体B原子晶体B金属晶体A考点梳理一、化学键相邻原子或原子团之间强烈的相互作用。

2、分类：化学键包括离子键、共价键和金属键二、离子键、共价键、金属键的比较。离子键共价键金属键概念阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对（电子云重叠)所形成的化学键金属阳离子与自由电子通过相互作用而形成的化学键成键微粒阴、阳离子原子金属阳离子和自由电子成键性质静电作用（包括引力和斥力）共用电子对（电子云的重叠）电性作用形成条件一般为活泼金属与活泼非金属特殊：NH4Cl等铵盐。一般为非金属与非金属特殊：AlCl3、BeCl2等。金属内部强弱因素1.离子半径2.离子电荷1.键长2.键能1.金属原子的半径2.阳离子所带电荷特点无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性实例MgO、NaCl

3、、CaF2、Na2O、 K2SH2、N2、H2O、CO2、金刚石Fe、Mg、合金三、非极性共价键和极性共价键的比较。非极性共价键和极性共价键的比较非极性共价键极性共价键概念同种元素原子形成的共价键，共用电子对不发生偏移不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移原子吸引电子的能力相同不同共用电子对不偏向任何一方偏向吸引电子能力强的原子成键原子电性电中性显部分电性形成条件由同种非金属元素组成(一般）由不同种非金属元素组成(一般)1共价键的参数键长：在分子中，两个成键原子的核间距叫做键长。键能：在一定温度和压强下，断开1 mol A B所吸收的能量称为AB的键能。键角：在多原子分子里，键和键之间

4、的夹角，我们把这种分子中键与键之间的夹角叫做键角。键长和键能决定分子的稳定性；键长和键角决定分子的空间构型。HF、HCl、HBr、HI的键长越来越长，键能越来越小，所以共价分子的稳定性越来越差。HF最稳定，而HI在高温易发生可逆的分解反应CH4、NH3、BF3、H2O的键角各不相同，所以所形成的化合物的空间构型也各不相同。它们的键角依次为：HCH=109°28 ' ；HNH=107°18 ' ；FBF=120°；HOH=104°30 ' 。而硫化氢的键角HSH=92°，白磷分子（P4）为正四面体结构，键角为PPP=60&

5、#176;2配位键 配位键是一种特殊的共价键，共用电子对由一个原子单方提供，与另一个原子或离子共用而形成的共价键。 水和氢离子结合成水合氢离子：H2O + H+H3O+氨和氢离子结合成铵根离子： NH3 + H+NH4+四、化学键、分子间作用力和氢键的比较化学键、分子间作用力和氢键的比较化学键分子间作用力（范德华力）氢键概念相邻原子间强烈的相互作用分子间比较微弱的相互作用某些具有强极性键的氢化物分子间略强的相互作用范围分子内或晶体内分子间分子间强弱较强比化学键弱得多（氯化氢分子中氢氯键键能为432kJ/mol，而氯化氢分子间的范德华力只有20kJ/mol）介于化学键和分子间作用力之间性质影响化

6、学性质主要影响 物质物理性质主要影响物质熔点、沸点、密度五、共价键极性和共价分子极性的比较。极性分子：分子中正、负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀的，不对称的。非极性分子：分子中正、负电荷中心重合，从整个分子来看，电荷的分布是均匀的，对称的。共价键极性和共价分子极性的比较共价键的极性共价分子的极性类型极性键和非极性键极性分子和非极性分子因素是否由同种元素原子形成整个分子电荷的分布是否均匀对称联系1、（1）所有的惰性气体都为非极性分子。 （2）以非极性键结合的双原子分子必为非极性分子，如：H2、O2 （3）以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，如：HCI、CO、NO （4）以

7、极性键结合的多原子分子，是否是极性分子，由该分子的空间构型决定，如： 空间构型对称，为非极性分子，如：CO2、CS2、CC14、BF3、C2H2 空间构型不对称，为极性分子，如：H2O、NH3、H2O22、大多数的有机物都偏弱极性分子。注意：判断ABn型分子可参考使用以下经验规律： 若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子； 若中心原子有孤对电子(未参与成键的电子对)，则为极性分子，若无孤对电子，则为非极性分子。说明键有极性，分子不一定有极性。【课本实验】静电对不同液流方向的影响 装置仪器：酸式滴定管、玻璃棒、烧杯试剂：水、四氯化碳简要步骤：1、

8、取两只洁净且又干燥的酸式滴定管检查是否漏水，关闭活塞分别加入适量的水和四氯化碳2、取一只用毛皮摩擦过的玻璃棒放在装有水的滴定管下端口，打开活塞，观察液流方向，同样的操作对于四氯化碳 现象：水的流向偏移很大，四氯化碳几乎不偏移 原理：水是极性分子，氧原子一端带有负电荷，带有负电荷的玻璃棒对负电荷的氧原子具有排斥力，而四氯化碳是非极性分子，不存在这种排斥力 注意事项：1、滴定管要放竖直 2、玻璃棒摩擦后立刻做实验 出题方向：出题的方式可能是给出一些极性分子或非极性分子让我们选出一个方法来鉴别。常见分子类型和极性的比较分子类型分子形状键角键的极性分子极性代表物A球形非极性HeA2直线形非极性非极性H

9、2、O2AB直线形极性极性HCl、CO、NOABA直线形180°极性非极性CO2、CS2ABA折线形，V字形极性极性H2O、SO2A4正四面体形60°非极性非极性P4AB3平面三角形120°极性非极性BF3AB3三角锥形极性极性NH3AB4正四面体形109°28极性非极性CH4、CCl4AB3C四面体形极性极性CH3ClAB2C2四面体形极性极性CH2Cl2六、离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体的比较离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体存在微粒阴、阳离子原子分子金属阳离子、自由电子、金属原子微粒间作用离子键共价键分子

10、间作用力(范德华力)金属键主要物理性质熔沸点熔沸点较髙熔沸点很高熔沸点较低差异较大(钨很高，汞很低)硬度硬而脆硬度很高硬度较低有良好的延展性和机械加工性能导电性固体不导电，熔融状态导电不导电固体或榕融状态均不导电良导体其他易溶于极性溶剂不溶于大多数溶剂符合“相似相溶”原理金属光泽实例食盐、氢氧化钠、 氧化镁等金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等干冰，氯化氢镁、铝、合金等注：只有分子晶体才有分子式。七、晶体熔沸点的比较不同类晶体：一般情况下，原子晶体离子晶体分子晶体。 例：SiO2>NaCl>SO2同种类型晶体：构成晶体微粒间的作用大，则熔沸点高，反之则小。2、 离子晶体：离子所带的电

11、荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。 例：Al>Mg>Na3、 分子晶体：对于同类分子晶体，式量越大，则熔沸点越高。 例：HI>HBr>HCl4、 原子晶体：键长越小、键能越大，则熔沸点越高。 例：C(金刚石)>SiC>Si常温常压下状态A. 熔点：固态物质液态物质B. 沸点：液态物质气态物质4一般来说合金的熔沸点比各种金属的都低，硬度都大。例题精讲 【例1】(模考改编题)在下列变化中所破坏的作用力（填“离子键A”“共价键B”“金属键C”“分子间作用力D”） 1、食盐溶于水 2、氯化铵溶于水 3、氯化氢气体溶于水 4、金刚石熔化 5、汞受热变成汞蒸气

12、6、加热氯酸钾使其分解 7、蔗糖溶于水 8、碘升华 9、酒精溶于水 10、离子晶体发生状态变化时，一定会破坏 11、原子晶体熔化要破坏 【变式训练】(2012杨浦一模5)下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是（ ） A液溴和己烷分别受热变为气体 B干冰和氯化铵分别受热变为气体 C硅和铁分别受热熔化 D氯化氢和蔗糖分别溶解于水【变式训练】(2011虹口二模12)下列晶体中，除了原子与原子间的共价键外，同时也存在范德华力的共有多少种 （ ） H2O SiO2 C60 金刚石 石墨 I2 醋酸 Ar A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种【变式训练】(2014一模黄浦2)

13、关于键长、键能和键角的说法中不正确的是 （ ） A键角是描述分子立体结构的重要参数 B键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关 C键能越大，键长就越长，共价化合物也就越稳定D键角的大小与键长、键能的大小无关【例2】(模考改编题)有关化学键的描述正确的是 A. 有化学键断裂的过程一定发生了化学反应 B. 带相反电荷的离子之间的相互吸引称为离子键 C. 非金属原子间以共价键结合的物质都是共价化合物 D. 金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关 E在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键 F只有共价键形成的物质，不一定是共价化合物 G非极性键只存在于双原子的单质分子中 H由不同元素组成的多原子分子

14、里，一定只存在极性键 I非金属元素组成的化合物中只含共价键 JC、N、O、H四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键 K不同元素的原子构成的分子只含极性共价键 LCH4中所有的价电子都参与形成共价键【例3】(模考改编题)设NA为阿伏加德罗常数的值，试判定下列说法是否正确 A1mol石墨含有的CC键数为3NA； B石墨晶体呈层状结构，每个碳原子只有3个价电子形成共价键； C60 g SiO2晶体中含有2 NA个SiO键； D1mol（12g）金刚石晶体中，有共价键2mol； E1mol 苯含有的C=C键数为3NA； F0.44g C3H8中含有的共价键总数目为0.1NA； G标准状况下，2

15、.24 L三氯甲烷中含有碳氯共价健的数目为0.3NA； H0.17g NH3中含有的共用电子对数为0.1 NA； I白磷分子呈正四面体，键角109°28，lmol白磷含共价键6mol； J臭氧分子呈直线型，等质量的臭氧和氧气所含的氧原子数相同； KS8是分子晶体，8个硫原子在同一个平面上，摩尔质量为256g； L含0.1molHCl溶液中含氢元素0.1NA； M22.4 L 水蒸气含原子数为3NA； N3.4g H2O2中含有的共用电子对数为0.1 NA； O1mol氯化铵含有的NH键数为3NA P1 molNa2O2含有的共价键数为NA Q25时，1 L pH=12的Na2CO3溶

16、液中含有Na+的数目为0.02NA R设NA为阿伏加德罗常数的值。2mol N2和2mol C2H4相比较，下列叙述中一定正确的是（ ）  A体积相等      B电子数均为14 NA          C质量相等    D含共价键均为6 mol 【例4】(模考改编题)下列说法是否正确 A某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体 B原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 C分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越

17、稳定 D分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 E高熔点的固体如果不是离子晶体、则一定为原子晶体 F氯化钠中所含化学键为离子键，含离子键的化合物一定是离子化合物 G分子晶体的基本微粒是分子，分子晶体熔沸点由分子内部共价键强弱决定 H原子晶体由于是空间网状结构，因此只能由碳、硅两元素构成 I由于铵盐中是有离子键构成的，因而化学性质相当稳定 J分子晶体中都存在分子间作用力，但可能不存在共价键 K在常见的四种晶体类型中，都有“原子（离子）半径越大，物质熔点越低”的规律 L常温下为气态或液态的物质，其固态时一定会形成分子晶体 M分子晶体中分子间的作用力越大，分子越稳定 N原子晶体的熔点一定高于其它

18、晶体 O离子晶体中，一定存在离子键 P金属晶体的熔沸点均很高 Q晶体中分子间的作用力越大，分子越稳定 R原子晶体中，若共价键越强，熔点就越高 S有化学键断裂的变化，就一定是化学变化 T熔化状态下能导电的物质一定是离子晶体 U只含有共价键的物质不一定是共价化合物 V由电子定向移动而导电的物质一定是金属晶体 W有键能很大的共价键存在的物质熔沸点一定很高 X原子晶体中，只存在共价键 Y原子晶体中只存在非极性共价键 Z稀有气体的原子能形成分子晶体 【例5】(上海高考改编题)PH3一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P-H键键能比N-H键键能低。下列判断正确的是 ( ) APH3分子呈平面三角形 BPH3分子是极性分子CPH3沸点低于NH3沸点，因为P-H键键能低大DPH3分子稳定性高于NH3分子，因为N-H键键能高 【变式训练】(2013年宝山一模5)一定条件下，氨气和氟气发生反应：4NH3 + 3F2 NF3 + 3NH4F，其中产物NF3分子结构和NH3相似。下列有关说法错误的是 （ ）ANF3分子呈三角锥形 B