微粒间作用力与物质的性质

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基础知识回顾

1.化学键有

、

和

三种基本类型。共价键具有

和

两个特征，共价键的键型有两种，一种是σ键，其成键电子云成轴对称，一种是π键，其成键电子云成镜像对称；这两种键相对不稳定的是π键。描述共价键性质的参数有

。离子键共价键金属键方向性饱和性键长、键角和键能3

配位键是指共用电子对由一个原子单方面提供给另一原子共用所形成的共价键。配位键可能存在于简单离子中，如铵根离子(或

)，也可能存在于配离子中，如四水合铜离子或［Cu(H2O)4］2+。4

2.范德华力是指分子之间存在的相互作用力，范德华力很弱，它主要对物质的熔点、沸点、密度等物理性质产生影响。结构相似的分子，相对分子质量

，范德华力

；分子极性越强，范德华力越大。氢键存在于由已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。一般用A—H…B—表示。氢键主要影响着物质的熔点、沸点等物理性质。越大越大5

3.晶体的内部微粒在空间按一定规律呈周期性的有序排列，晶胞是晶体结构中的基本单元。晶体有分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体四种类型，这四种晶体存在的微粒分别是

、

、

和

，晶体中的作用力分别是

、

、

和

。分子原子金属阳离子和自由电子阴阳离子分子间作用力共价键金属键离子键6重点知识归纳1.共价键(1)定义：共价键是原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用。本质：是原子间形成共用电子对，即电子云的重叠，使得电子出现在核间的概率增大。特征：共价键具有饱和性和方向性。7(2)共价键类型：①按电子云的重叠方式分：σ键和π键σ键π键成键方向沿键轴方向“头碰头”平行或“肩并肩”电子云形状轴对称镜像对称牢固程度强度大，不易断裂强度小，易断裂成键判断规律单键是σ键；双键有一个是σ键，另一个是π键；叁键中一个是σ键，另两个为π键。8②按键的极性分：极性键和非极性键非极性键极性键定义由同种元素的原子形成的共价键，共用电子对不发生偏移由不同种元素的原子形成的共价键，共用电子对发生偏移原子吸引电子能力相同不同共用电子对位置不偏向任何一方偏向吸引电子能力强的原子一方9续表非极性键极性键成键原子的电性判断依据不显电性显电性举例单质分子（如H2、Cl2）和某些化合物（如Na2O2、H2O2）中含有非极性键气态氢化物，非金属氧化物、酸根和氢氧根中都含有极性键

③配位键：一类特殊的共价键，一个原子提供空轨道，另一个原子提供一对电子所形成的共价键。10(3)共价键的三个键参数概念作用键长分子中两个成键原子核间距离（米）反映共价键的强弱和分子的稳定性。键长越短，键能越大，化学键越强，形成的分子越稳定键能在101.3kPa，298K条件下，拆开1mol共价键所需的能量键角多原子分子中两个化学键的夹角描述分子的空间构型和分子的极性键能与反应热：反应热=反应物键能总和-生成物键能总和112.化学键与晶体(1)三种化学键比较化学键类型离子键共价键金属键非极性键极性键配位键成键方式阴阳离子的相互作用共用电子对金属阳离子与自由电子的强烈相互作用共用电子对无偏向共用电子对有偏向共用电子对由一方提供成键规律活泼金属与活泼非金属相结合同种非金属原子不同非金属原子一方有孤对电子，一方有空轨道金属元素或不同的金属元素12续表化学键类型离子键共价键金属键非极性键极性键配位键形成物质离子化合物非金属单质；共价化合物金属单质和合金形成晶体离子晶体分子晶体或原子晶体金属晶体键的强弱离子电荷越高，半径越小，离子键就越强键长越短，键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定金属阳离子电荷越大，半径越小，金属键越强特点无方向性和饱和性有方向性和饱和性无方向性和饱和性13(2)四种晶体比较晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体定义阴阳离子间通过离子键形成的晶体分子间通过分子间作用力或氢键形成的晶体相邻原子间通过共价键结合而成的空间网状的晶体由金属阳离子和自由电子间相互作用形成的晶体结构微粒阴、阳离子分子原子金属原子(或离子和自由电子）微粒间作用力离子键分子间作用力共价键金属键代表物NaCl，NaOH，MgSO4等干冰，I2，P4，H2O等金刚石，SiC，晶体硅，SiO2等镁、铁、金、钠等14续表晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体物理性质硬度较大，熔点、沸点较高，多数易溶于水等极性溶剂；熔化或溶于水时能导电硬度小，熔点、沸点低；相似相溶；熔化时不导电，其水溶液可能导电硬度大，熔点、沸点高；难溶解；有的能导电，如晶体硅，但金刚石不导电硬度差异较大，熔点、沸点差异较大，难溶于水(钠、钙等与水反应)；晶体导电，熔化时也导电15续表晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体决定熔沸点高低的主要因素离子键强弱(晶格能大小)分子间作用力的大小(氢键或相对分子质量)共价键强弱(键能和键长)金属键强弱(原子半径和电荷数)16(3)晶体熔沸点大小比较：①异类晶体：一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，如SiO2＞NaCl＞CO2。②同类晶体：构成晶体质点间作用力大，则熔沸点高。17(4)常见晶体的结构晶体晶体结构示意图结构微粒分布干冰与每个CO2分子相邻且等距离的CO2分子共有12个。每个晶胞含有的CO2分子数为8×+6×=4金刚石或晶体硅C—C键之间夹角为109°28′，成正四面体形，最小的碳原子环上有6个碳原子，C原子个数与C—C键数之比为1∶218续表晶体晶体结构示意图结构微粒分布二氧化硅晶体最小环为12元环(6个硅原子和6个氧原子)，每个12元环实际拥有6×＝个硅原子，拥有×6＝1个氧原子，故硅、氧原子个数比为1∶2氯化钠晶体每个Na+被6个Cl-包围，每个Cl-被6个Na+包围，每个晶胞中Cl-为1+12×1/4=4(个)；Na+为8×1/8+6×1/2=4(个)19续表晶体晶体结构示意图结构微粒分布氯化铯晶体每个Cs+被8个Cl-包围，每个Cl-被8个Cs+包围，每个晶胞中Cs+为1(个)；Cl-为8×1/8=1(个)石墨晶体层状结构，每一层内，碳原子以正六边形排列成平面的网状结构，每个正六边形平均拥有两个碳原子。片层间存在范德华力，是混合型晶体。熔点比金刚石高203.分子间作用力（范德华力和氢键）(1)分子间作用力和化学键的比较化学键分子间作用力概念相邻原子间强烈的相互作用分子间微弱的相互作用范围分子内或某些晶体内分子间能量键能一般为120~800kJ·mol-1约几到几十kJ·mol-1性质影响主要影响物质的化学性质（稳定性）主要影响物质的物理性质（熔沸点）21(2)范德华力与氢键的比较范德华力氢键概念物质分子间存在的微弱相互作用分子间（内）电负性较大的成键原子通过H原子而形成的静电作用存在范围分子间分子中含有与H原子相结合的原子半径小、电负性大、有孤对电子的F、O、N原子22续表范德华力氢键强度比较比化学键弱得多比化学键弱得多，比范德华力稍强影响因素随分子极性和相对分子质量的增大而增大性质影响随范德华力的增大，物质的熔沸点升高、溶解度增大分子间氢键使物质熔沸点升高、硬度增大、水中溶解度增大；分子内氢键使物质熔沸点降低、硬度减小23

(考查微粒间作用力与性质)C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题：

(1)Ge的原子核外电子排布式为

。

。

(2)C、Si、Sn三种元素的单质中，能够形成金属晶体的是

。1s22s2Sn2p63s23p63d104s24p224

(3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质：

①CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式

；

②SiO2晶体的空间构型及硅氧之间的成键方式

。

。

。

③已知SnO2是离子晶体，写出其主要物理性质

(写出2条即可)。熔融时能导电、较高的熔点直线形；共价键(或σ键与π键)Si—O通过共价键形成四面体结构，四面体之间通过共价键形成空间网状结构；共价键(或σ键)25

(4)CO可以和很多金属形成配合物，如Ni(CO)4，Ni与CO之间的键型为

。

(5)碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比，已知Ni(CO)4中碳氧键的伸缩振动频率为2060cm-1，CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2143cm-1，则Ni(CO)4中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度

(填字母)

A.强

B.弱

C.相等

D.无法判断配位键B26

(1)Ge是第四周期第ⅣA元素，因此易得核外电子排布式。(2)只有是金属才能形成金属晶体，因此只有金属锡能形成金属晶体。(3)①CO2是非极性分子，空间构型呈直线形，碳氧之间为极性共价键相连接。②SiO2是原子晶体，硅氧原子形成正四面体结构。(4)羰基镍中Ni和CO是以配位键相连，配位键是一类特殊的共价键。(5)根据题中信息“碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比”即可得出答案。方法指导：要知道四种晶体的构成微粒，微粒间作用力及主要物理性质。了解配位键的成因。27

（考查晶胞的空间结构）某离子晶体部分结构如右图所示：

(1)晶体中每个Y同时吸引着最近的

个X，每个X同时吸引着最近的

个Y，该晶体的化学式为

。48XY2（或Y2X）28

(2)晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X共有

个。

(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角∠XYX的角度

。

(4)设该晶体的摩尔质量为Mg·mol-1，晶体密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间距离为

cm。12109°28′29

(1)从图中可知，Y位于立方体中心，X位于立方体相向的四个顶点，故一个Y同时吸引着最近的X有4个，每个X同时吸引着最近的8个Y，由此确定其化学式。

(2)由于顶点X是8个小立方体共有，每个顶点是两个小立方体共享，故晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X应有8×3×

=