化学键与晶体结构

关于化学键与晶体结构第1页，课件共82页，创作于2023年2月化学方程式热化学方程式递变化合物单质化学反应原子构成粒子作用核素性质用途物质结构常温下状态、气味制取最高价氧化物的水化物为最强酸典型性质电负性粒子半径金属性非金属性第一电离能熔沸点氢化物的稳定性未成对电子能层电子能级电子轨道最外层电子电子运动状态种类电子层结构化合价化学键晶体类型价电子？质量数中子数质子数分子间作用力氢键课本反应信息反应盖斯定律反应热主要用途第2页，课件共82页，创作于2023年2月一、化学键1、概念：相邻的两个或多个原子、离子之间强烈的相互作用，叫做化学键。3、强弱关系化学键＞氢键＞分子间作用力2、分类离子键，共价键，金属键，配位键举例：沸点H2O＞

H2S第3页，课件共82页，创作于2023年2月1.定义：使阴阳离子结合成化合物的静电作用，叫做离子键。成键微粒：阴阳离子相互作用：静电作用（静电引力和斥力）成键过程：阴阳离子接近到某一定距离时，吸引和排斥达到平衡，就形成了离子键。*含有离子键的化合物一定就是离子化合物。二、离子键第4页，课件共82页，创作于2023年2月思考1、哪些物质能形成离子键？(1)活泼的金属元素（IA，IIA）和活泼的非金属元素（VIA，VIIA）之间

如：K2S、MgCl2等(2)NH4＋、CO32—、SO42—等原子团之间或与活泼的非金属、金属元素之间如：(NH4)2S、(NH4)2CO3、MgSO4等(3)强碱与大多数盐都存在离子键如：NaOH、KOH、BaCO3等第5页，课件共82页，创作于2023年2月2、电子式表示离子化合物的形成过程用电子式表示氯化钠的形成过程：Cl·······[Cl]-····：：Na·＋→Na+第6页，课件共82页，创作于2023年2月二、常考物质的电子式归纳：H2、Ｃl2、O2、N2HCl、H2O、NH3、CH4、CCl4、CO2、CS2、H2O2、HClO、C2H4、C2H2、N2H4、—OH、—CH3NaCl、NaOH、NaClO、Na2O2、NaH、CaC2、Mg3N2、NH4Cl第7页，课件共82页，创作于2023年2月3、影响离子键强弱的因素离子半径离子电荷离子半径越小所带电荷越多离子键越强离子化合物的熔点、沸点越高第8页，课件共82页，创作于2023年2月练习：下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是（）A.可溶于水B.具有较高的熔点C.水溶液能导电D.熔融状态能导电D第9页，课件共82页，创作于2023年2月判断下列哪些物质是离子化合物1.MgCl22.Br23.H2O4.NH35.H2O26.CO27.NaOH8.Na2O29.Na2CO310.CH4第10页，课件共82页，创作于2023年2月三、共价键1.原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。第11页，课件共82页，创作于2023年2月成键微粒：原子相互作用：共用电子对*只含有共价键的化合物是共价化合物共价键成键过程：原子之间通过共用电子对使各自达到稳定结构，形成共价键。说明：多数非金属单质，气态氢化物，酸分子，酸酐分子，大多数有机物里都有共价键。第12页，课件共82页，创作于2023年2月3.用电子式表示共价分子的形成过程

H·

氯化氢分子的形成：···Cl··

：·H＋→H·＋→Cl····

H····HH··氢分子的形成：

[]+－·H·Na

﹕

﹕··OO··：：O··：：·Na·Na[]++2-*含有共价键的化合物不一定是共价化合物第13页，课件共82页，创作于2023年2月判断下列哪些物质中含有共价键1.MgCl22.Br23.H2O4.NH35.H2O26.CO27.NaOH8.Na2O29.Na2CO310.CH4第14页，课件共82页，创作于2023年2月(1).键能:H+H→H2+436kJ键能越大，键越牢固。H2+436kJ→H+H四

、键参数破坏1mol共价键所吸收的能量或形成1mol共价键所放出的能量。第15页，课件共82页，创作于2023年2月键键键能

kJ/mol-1键能

kJ/mol-1H－HC－HCl－ClBr－BrI－IC－CO－HN－HH－ClH－I436247193151346413463391431299第16页，课件共82页，创作于2023年2月(2).键长:分子中两个成键的原子的核间距离叫做键长。H－H0.74×10-10mC－C1.54×10-10mCl－Cl1.98×10-10m一般说来，键越短，键能越大,键越牢固。四

、键参数第17页，课件共82页，创作于2023年2月在分子中键和键之间的夹角叫做键角。OHHO=C=O104°30′（折线型）180°（直线型）HHHHC109°28′（正四面体）HHHN107°18′（三角锥形）(3).键角:四

、键参数第18页，课件共82页，创作于2023年2月总结：

键能

键长

键角

判断共价键的稳定性

确定分子在空间的几何构型

反应热=所有生成物键能总和－所有反应物键能总和第19页，课件共82页，创作于2023年2月练习

反应H2(气)+Cl2(气)=2HCl(气)+179kJ键能数据：H-H436kJ/molH-Cl431kJ/mol

试回答：⑴Cl-Cl的键能是多少？⑵氢分子、氯分子和氯化氢分子中，哪种分子最稳定？为什么？Cl-Cl的键能=(2×431)-179–436=247(kJ/mol)氢分子最稳定，因H-H的键能最大。解：反应热=所有生成物键能总和-所有反应物键能总和第20页，课件共82页，创作于2023年2月(1)、非极性键：共用电子对不偏向任何一个原子，成键两原子电荷分布均匀而不显电性。电子对不偏移(2)、极性键：共用电子对偏向得电子能力强的原子，使成键的两原子电荷分布不均匀，一个带部分正电荷，另一个带部分负电荷。电子对偏向ClCl····

H····HH··同种原子间不同种原子间五、非极性键和极性键第21页，课件共82页，创作于2023年2月练习：指出下列物质中的化学键类型<1>O2<2>CH4<3>CO2<4>H2O2<5>Na2O2<6>NaOH非极性键极性键极性键极性键非极性键离子键、非极性键离子键、极性键第22页，课件共82页，创作于2023年2月下列物质中，1．含离子键的物质();2.含非极性共价键的物质是();3.含极性共价键的物质是(

)；4.属于离子化合物的是（）；5.属于共价化合物的是（）。A.KFB.H2O C.N2 D.NaOHE.CS2 F.CaCl2、 G.CH4 H.CCl4 I.H2O2 J.PH3

A、D、FB、D、E、G、H、I、JC、I练习：A、D、FB、E、G、H、I、J第23页，课件共82页，创作于2023年2月下列物质中，1．含离子键的物质(

);2.含非极性共价键的物质是();3.含极性共价键的物质是(

)。A.KFB.H2O C.N2 D.F2E.CS2 F.CaCl2、 G.CH4 H.CCl4 I.Br2 J.PH3

A、FB、E、G、H、JC、D、I练习：第24页，课件共82页，创作于2023年2月*非极性分子和极性分子(一)非极性分子：整个分子的电荷分布均匀的、正负电荷中心重合的分子是非极性分子。如：H2、Cl2、N2、O2等。第25页，课件共82页，创作于2023年2月*非极性分子和极性分子(二)极性分子：整个分子中电荷分布不均匀、正负电荷重心不重合的分子叫做极性分子。如：HCl、H2O、NH3等。第26页，课件共82页，创作于2023年2月判断非极性分子和极性分子的依据:双原子分子极性键→非极性键→多原子分子都是非极性键→有极性键几何结构对称→几何结构不对称→极性分子HCl，CO，NO非极性分子H2，O2，N2非极性分子如：CO2，CH4极性分子如：NH3，H2O非极性分子P4，C60说明：键有极性，分子不一定有极性。第27页，课件共82页，创作于2023年2月直线型、正三角形、正四面体。如直线型分子CO2、CS2、C2H2；正三角形分子BF3

；正四面体分子CCl4、CH4等。一般对称的几何形状：第28页，课件共82页，创作于2023年2月CS2第29页，课件共82页，创作于2023年2月BF3第30页，课件共82页，创作于2023年2月CCl4第31页，课件共82页，创作于2023年2月CH4第32页，课件共82页，创作于2023年2月三角锥形、V形（折线形）如：NH3为三角锥形；H2O、H2S、SO2等为V形。不对称的分子有：第33页，课件共82页，创作于2023年2月NH3第34页，课件共82页，创作于2023年2月H2O第35页，课件共82页，创作于2023年2月H2S第36页，课件共82页，创作于2023年2月SO2第37页，课件共82页，创作于2023年2月练习:1、下列说法正确的是（）A．离子化合物中一定含有离子键B、共价化合物中可能含有离子键C．以极性键结合的分子一定是极性分子D．化学键只存在于分子之间A第38页，课件共82页，创作于2023年2月2、在下列物质中：①含离子键的物质是

；②含有共价键化合物的是

；③由极性键形成的非极性分子是

；④由非极性键形成的非极性分子是

。A、Cl2 B、Nal C、H2S D、CO2E、CaCl2 F、N2 G、CCl4H、Na2O I、NH3 J、HBr

B、E、HC、D、G、I、JG、DA、F练习:第39页，课件共82页，创作于2023年2月一轮复习5-3化学键晶体结构第2课时晶体结构第四章物质结构元素周期律13五月202340第40页，课件共82页，创作于2023年2月四、晶体1、定义：

经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体。一般晶体有固定的熔沸点。注意微粒间的结合力决定晶体的物理性质：2、特点：晶体中的微粒（分子、原子或离子）按一定规则排列，微粒间存在作用力。结合力越强，晶体的熔沸点越高，

硬度越大。第41页，课件共82页，创作于2023年2月3、晶体分类:离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体常见的离子化合物(NaCl、MgO、NaOH等）性质：熔沸点较高；硬度较大，密度较大，难压缩，难挥发。一、离子晶体：

强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。第42页，课件共82页，创作于2023年2月（1）NaCl晶体结构示意图Na+Cl-

在NaCl晶体中，每个Na+同时吸引6个Cl-,

每个Cl-

同时吸引6个Na+。第43页，课件共82页，创作于2023年2月NaCl晶体中阴、阳离子配位数第44页，课件共82页，创作于2023年2月（2）CsCl晶体结构解析图Cs+Cl-

在CsCl晶体中，每个Cs+同时吸引8个Cl-,每个Cl-

同时吸引8个Cs+。第45页，课件共82页，创作于2023年2月CsCl晶体结构示意图第46页，课件共82页，创作于2023年2月NaCl和CsCl两种晶体中，均无单个分子存在，NaCl和CsCl不是分子式。*离子晶体的化学式并不能代表其真实组成。表示的是晶体中阴阳离子的个数比。如：Na2S第47页，课件共82页，创作于2023年2月2°Ca2+的配位数：F-的配位数：1°一个CaF2晶胞中含：4个Ca2+和8个F¯84(3)CaF2型晶胞Ca2+F-第48页，课件共82页，创作于2023年2月Ca2+配位数：8配位多面体：立方体Ca2+F-第49页，课件共82页，创作于2023年2月CaF2晶体结构F-配位数：4配位多面体：正四面体Ca2+F-第50页，课件共82页，创作于2023年2月氟化钙晶胞的结构特点：

①8个Ca2+

占据立方体8个顶点，6个Ca2+占据立方体的6个面心，8个F-在立方体内；

②Ca2+的配位数为8，F-的配位数为4；

③不存在单个的CaF2

分子，每个晶胞平均含4个Ca2+

和8个F-。化学式CaF2

仅表示该离子晶体中阴、阳离子的个数比为2:1第51页，课件共82页，创作于2023年2月(4)ZnS型晶胞2°阳离子的配位数：

阴离子的配位数：1°一个ZnS晶胞中含：4个阳离子和4个阴离子44第52页，课件共82页，创作于2023年2月硫化锌晶胞的结构特点：

①8个Zn2+

占据立方体8个顶点，6个Zn2+占据立方体的6个面心，4个S2-在立方体内；

②阴、阳离子的配位数均为4；

③不存在单个的ZnS分子，每个晶胞平均含Zn2+

和S2-各4个。化学式ZnS仅表示该离子晶体中阴、阳离子的个数比为1:1第53页，课件共82页，创作于2023年2月

离子晶体的特点：（1）没有单个分子存在；“NaCl”

分子式。

（2）熔沸点较高，硬度较大而脆，难挥发、难压缩；原因：。。（3）一般

溶于极性溶剂（如水），而难溶于非极性溶剂；（4）固态

电，水溶液或者熔融状态下

电。不表示随着离子电荷的增加，核间距离的缩短，熔点升高易不导能导第54页，课件共82页，创作于2023年2月

怎样证明分子间存在作用力？说明了物质的分子间存在着作用力。*这种分子间的作用力又叫做范德华力。气态液态固态降温加压降温分子距离缩短分子距离缩短分子无规则运动分子有规则排列二.分子晶体

分子间作用力越大，克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔沸点越高。第55页，课件共82页，创作于2023年2月二.分子晶体1、定义：分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。2、特点：3、实例：熔沸点较低，硬度较小。有单个分子存在，化学式就是分子式。1、所有的非金属氢化物2、大部分非金属单质3、部分非金属氧化物4、几乎所有的酸5、绝大多数有机物的晶体6、所有常温下呈气态、液态的物质(除汞外)、易挥发的固态物质第56页，课件共82页，创作于2023年2月干冰晶体结构示意图CO2

分子Na+Cl-每个二氧化碳分子周围有12个二氧化碳分子。第57页，课件共82页，创作于2023年2月4、分子间作用力和氢键(一)分子间作用力：

定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力（也叫范德华力）。

（1）分子间作用力不是化学键，比化学键弱得多，是一种微弱的相互作用，它主要影响物质的熔、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。

（2）分子间作用力存在于分子与分子之间，由分子构成的物质中，如：多数非金属单质、稀有气体、非金属氧化物、酸、非金属氢化物、有机物等。

（3）分子间作用力的范围很小,只有分子间的距离很小时才有。第58页，课件共82页，创作于2023年2月（4）一般来说，对于组成和结构相似的物质F2Cl2Br2I2F2Cl2Br2I2沸点熔点相对分子质量0-50-100-150-200-2505010015020025050100150200250温度/℃卤素单质的熔、沸点与相对分子质量的关系相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。第59页，课件共82页，创作于2023年2月再如：对于CF4、CCl4、CBr4、CI4，其熔沸点如何变化？0-50-100-150-200-25050100150200250100300200400温度/℃相对分子质量×××500××××CF4CCl4CBr4CF4CCl4CBr4CI4沸点熔点四卤化碳的熔沸点与相对原子质量的关系第60页，课件共82页，创作于2023年2月预测：CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔沸点依次升高H2O、H2S、H2Se、H2Te的熔沸点依次升高NH3、PH3、AsH3、SbH3的熔沸点依次升高HF、HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高你说的对吗？第61页，课件共82页，创作于2023年2月

为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常偏高呢？一些氢化物的沸点第62页，课件共82页，创作于2023年2月(二)、氢键(H2OHFNH3)OHHOHHOHHOHH第63页，课件共82页，创作于2023年2月如：水分子中的氢键氢键的存在可使物质的熔点、沸点显著升高。第64页，课件共82页，创作于2023年2月2、氢键1)形成条件：非金属性很强的元素（N、O、F）的氢化物分子之间(即：NH3、H2O、HF)2)表示方法：X—H·

·

·

Y—H（X、Y为N、O、F）3)氢键强弱：比化学键弱很多但比分子间作用力强H—FH—FH—FH—F·

·

··

·

··

·

··

·

··

·

·特别说明：氢键不是化学键，氢键属于分子间作用力4)氢键作用：影响物质的熔沸点和溶解性第65页，课件共82页，创作于2023年2月

氢键理论的应用——解释一些物质的性质（1）NH3、H2O、HF在相应一系列物质中熔沸点反常高（2）能与水形成氢键的物质易溶于水、且溶解度大如：乙醇与水任意比互溶,氨气极易溶于水（3）分子间能形成氢键的物质，易液化。如：氨气（4）等量的H2O由液体变为固体时，为何体积增大，而密度减小？（5）DNA的结构和生理活性都与氢键的作用有关。第66页，课件共82页，创作于2023年2月分子间作用力（或氢键）与化学键的比较作用微粒作用力大小意义化学键分子间作用力（或氢键）原子间（分子内）分子之间作用力大作用力小影响化学性质和物理性质只影响物理性质（熔沸点等）注意：分子之间无化学键第67页，课件共82页，创作于2023年2月第68页，课件共82页，创作于2023年2月三.原子晶体定义：原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。性质：熔沸点高，硬度大，难溶于一般溶剂。

实例：⑶原子晶体：原子半径越小，键长越短，键能越大，键越强晶体熔沸点越高①某些非金属或金属单质②某些非金属化合物③某些氧化物

金刚石（C）、晶体硅(Si)、晶体硼（B）、金属锗（Ge）、灰锡（Sn）等碳化硅（SiC）晶体、氮化硼（BN）晶体等二氧化硅（SiO2）晶体第69页，课件共82页，创作于2023年2月金刚石晶体结构示意图C原子正四面体结构单元

金刚石是以碳碳单键结合而成的正四面体的空间网状结构。第70页，课件共82页，创作于2023年2月石墨晶体结构示意图C原子正六边形结构单元每一层是正六边形平面网状结构，相邻碳原子以共价键结合石墨晶体是层状结构第71页，课件共82页，创作于2023年2月结论：石墨是混合型晶体层与层之间以范德华力相结合。第72页，课件共82页，创作于2023年2月第73页，课件共82页，创作于2023年2月请思考1：在SiO2晶体中，每个硅原子与

个氧原子结合；每个氧原子与

个硅原子结合；在SiO2晶体中硅原子与氧原子个数之比是

。2：在SiO2晶体中，每个硅原子形成

个共价键；每个氧原子形成

个共价键；硅原子个数与Si－O共价键个数之比是

；氧原子个数与Si－O共价键个数之比是_________。3：在SiO2晶体中，每个Si与____个O原子结合，构成__________结构，Si位于____________,O位于_____________。3：在SiO2晶体中，最小环为

个Si和

个O组成的______元环。21：24421：41：212466正四面体正四面体中心正四面体顶点第74页，课件共82页，创作于2023年2月C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨仅表示出其中的一层）（1）C60、金刚石和石墨三者互为

；（2）固态时，C60属于

（填“离子”、“原子”或“分子”）；A、同分异构体B、同素异形体C、同系物D、同位素（3）硅晶体的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是

NA个。硅、氧原子形成的最小环上氧原子的数目是

；（4）石墨层状结构中，平均每个正六边形占有

个碳原子。B分子262第75页，课件共82页，创作于2023年2月金属原子自由电子四.金属晶体有的熔沸点很高(钨)，有的熔沸点却很低(汞)第76页，课件共82页，创作于2023年2月堆积模型采纳这种堆积的典型代表空间利用率配位数晶胞简单立方52%6钾型(bcp)K、Na、Fe68%8镁型(hcp)Mg、Zn、Ti74%12铜型(ccp)Cu,Ag,Au74%12Po(钋)金属晶体的四种堆积模型对比第77页，课件共82页，创作于2023年2月②密置层三维堆积①非密置层三维堆积（2）金属晶体的原子堆积方式a、简单立方堆积配位数6；空间利用率52%b、体心立方堆积

（钾型）代表物：Be、