第三章探索原子构建物质的奥秘

第三章探索原子构建物质的奥秘第一页，共六十五页，编辑于2023年，星期四为什么仅仅一百多种元素的原子能够形成这么多种形形色色的物质？原子是怎样互相结合的？为什么两个氢原子能自动结合成氢分子，而两个氦原子不能结合在一起？为什么原子间按一定个数比互相结合？……问题：第二页，共六十五页，编辑于2023年，星期四水加热到100℃会变成水蒸气；而将水加热到1000℃以上只有极少量水分解成氢气和氧气。这说明任何微粒之间存在相互作用，有的微粒之间的相互作用比较微弱，如水分子之间存在的相互作用；有的微粒之间的相互作用比较强烈，如水分子内的氢氧原子之间存在的相互作用。这种物质中相邻原子之间的强烈相互作用称为化学键。第三页，共六十五页，编辑于2023年，星期四钠在氯气中燃烧，瓶中充满白烟钠和氯气剧烈反应生成氯化钠小颗粒悬浮在气体中呈白烟状2Na+Cl2=2NaCl第四页，共六十五页，编辑于2023年，星期四第五页，共六十五页，编辑于2023年，星期四定义：阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键称为离子键。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就是离子化合物。一、离子键第六页，共六十五页，编辑于2023年，星期四

哪些物质能形成离子键？

活泼的金属元素（IA，IIA）和活泼的非金属元素（VIA，VIIA）之间形成的化合物。

活泼的金属元素和酸根离子形成的盐

铵盐和酸根离子（或活泼非金属元素）形成的盐。第七页，共六十五页，编辑于2023年，星期四在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子最外层电子的式子，叫电子式。H·Na·

·O·

··

··

Cl·

··

··

··1.原子的电子式：2.离子的电子式：H+Na+Mg2+Ca2+[O]2-

··

··：：[Cl]-

··

··：：

Mg

··

Ca

··第八页，共六十五页，编辑于2023年，星期四(1)原子的电子式：把最外层电子用小黑点“.”或小叉“×”来表示。(2)阳离子的电子式：不要求画出离子最外层电子数，只要在元素、符号右上角标出“n+”电荷字样。(3)阴离子的电子式:不但要画出最外层电子数，而且还应用中括号“[]”括起来，并在右上角标出“n·-”电荷字样。电子式第九页，共六十五页，编辑于2023年，星期四练习:写出下列微粒的电子式：硫原子，溴原子，硫离子，溴离子

·S·

··

··

Br·

··

··

··[S]2-

··

··：：[Br]-

··

··：：用电子式可以直观地表示出原子之间是怎样结合的第十页，共六十五页，编辑于2023年，星期四离子化合物的电子式：由阴、阳离子的电子式组成，但对相同离子不能合并AB型AB2型A2B型第十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期四用电子式表示离子化合物的形成过程

1.用电子式表示氯化钠的形成过程2.用电子式表示氯化钙的形成过程

··

Cl:

··

··

·Na·＋→[Cl]-

··：：Na+＋＋→·Ca·Ca2+

Cl·

··

··

··

Cl:

··

··

·[Cl]-

··

··：：[Cl]-

··

··：：第十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期四注意点1.离子须注明电荷数；2.相同的原子可以合并写，相同的离子要单个写；3.阴离子要用方括号括起；4.不能把“→”写成“==”5.用箭头表明电子转移方向（也可不标）第十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期四练习⑴用电子式表示氧化镁的形成过程⑵用电子式表示硫化钾的形成过程箭头左方相同的微粒可以合并，箭头右方相同的微粒不可以合并。注意＋

·S·

··

··2K·→K+K+[S]2-

··

··：：

·O·

··

··

Mg＋→Mg2+[O]2-

··

··：：：第十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期四小结阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键称为离子键。

含有离子键的化合物一定是离子化合物区分：用电子式表示物质用电子式表示物质形成过程第十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期四某ⅡA族元素X和ⅦA族元素Y可形成离子化合物，请用电子式表示该离子化合物。X2+[Y]-

··

··：

：钠与氧气在常温下反应生成氧化钠。请用电子式表示氧化钠的形成过程。

·O·

··

··2Na·＋→Na+[O]2-

··

··：：Na+[Y]-

··

··：

：第十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期四练习：用电子式表示下列物质的形成过程KFNa2SMgBr2Na3P第十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期四练习：下列说法中正确的是()（A）两个原子或多个原子之间的相互作用叫做化学键（B）阴阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫做离子键（C）只有金属元素和非金属元素化合时才能形成离子键（D）大多数的盐、碱和低价金属氧化物中含有离子键应指相邻的两个或多个原子强烈的相互作用静电引力应改为静电作用，它包括引力和斥力

铵离子和非金属元素，酸根离子和金属元素等也可形成离子键正确D

第十八页，共六十五页，编辑于2023年，星期四活泼的金属元素和活泼非金属元素化合时形成离子键。请思考，非金属元素之间化合时，能形成离子键吗？为什么？

不能，因非金属元素的原子均有获得电子的倾向。

非金属元素的原子间可通过共用电子对的方法使双方最外电子层均达到稳定结构。第十九页，共六十五页，编辑于2023年，星期四定义：原子间通过共用电子对所形成的化学键叫做共价键。成键微粒：原子相互作用：共用电子对成键元素：同种或不同种非金属元素含有共价键的化合物不一定是共价化合物种类：非极性键及极性键二、共价键第二十页，共六十五页，编辑于2023年，星期四第二十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期四氢分子的形成：

氯化氢分子的形成：

··

·Cl

··

：H·＋→

Cl

··

··：H

··

··H··H＋→HH

··极性共价键：共用电子对偏向氯原子，氯原子带部分负电荷，氢原子带部分正电荷。非极性共价键：共用电子对不偏移，成键原子不显电性H﹣H（结构式）H﹣Cl（结构式）第二十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期四碘＋→用电子式表示下列共价分子的形成过程水二氧化碳氨

·I

··

··

：

I·

··

··

：

I

··

··：I

··

··

：：2H·＋

··

·O·

··

→硫化氢2H·＋→﹕HSH﹕﹕﹕

··

·S·

··

3H·＋→

·N

··

··﹕HN﹕﹕﹕HH

·C···＋

··

·O·

··

2→﹕OCO﹕﹕﹕﹕﹕﹕﹕﹕HOH﹕﹕﹕第二十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期四氢氧化钠晶体中，钠离子与氢氧根离子以离子键结合；在氢氧根离子中，氢与氧以共价键结合。请用电子式表示氢氧化钠:

[]+－·H·Na﹕﹕··O第二十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期四

练习:下列说法中正确的是()（A）含有共价键的分子一定是共价分子（B）只含有共价键的物质一定是共价化合物（C）离子化合物中可能含有极性共价键或非极性共价键（D）氦分子中含有共价键也可能是单质分子，如氯气，氮气。

正确氦气是单原子分子，不存在化学健。C

也可能是离子化合物，如NaOH，Na2O2第二十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期四小结：同种非金属元素原子之间形成非极性共价键（非极性键）共价键既存在于非金属单质和共价化合物中，也存在于多原子的离子化合物中。

用电子式表示共价分子时，不标[]和电荷。原子间通过共用电子对所形成的化学键称为共价键。不同种非金属元素原子之间形成极性共价键（极性键）第二十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期四定义：相邻的两个或多个原子(或离子)之间强烈的相互作用叫做化学键。化学键离子键金属键共价键非极性键极性键

由阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键叫离子键

原子之间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键化学键第二十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期四复习题1

关于化学键的下列叙述中，正确的是（)（A）离子化合物可以含共价键（B）共价化合物可能含离子键（C）离子化合物中只含离子键（D）共价化合物中不含离子键正确。如离子化合物NaOH含极性共价键。含离子键的化合物就是离子化合物

多元素离子化合物除含离子键外，可能含共价键，如NaOH。正确。若含离子键，应属离子化合物。AD

第二十八页，共六十五页，编辑于2023年，星期四复习题2下列哪一种元素的原子既能与其它元素的原子形成离子键或极性共价键，又能彼此结合形成非极性共价键()（A）Na（B）Ne（C）Cl（D）O能彼此结合形成非极性共价键的，是非金属元素。

NaClH－ClCl－ClCD

Na2OH－O－HO2第二十九页，共六十五页，编辑于2023年，星期四氯气写出下列物质的电子式和结构式溴化氢过氧化氢甲烷

﹕HBr

﹕﹕

﹕氮气﹕

HCH﹕﹕﹕HHClCl：：：：：：：

…NN

··

…

··﹕

HOOH﹕﹕﹕

·

·

·

·

·

·

Cl－Cl

H－Br

N≡N

H－C－HHH－－

H－O－O－H（单键）（叁键）第三十页，共六十五页，编辑于2023年，星期四二氧化碳的电子式或结构式错误的是（）﹕OCO﹕﹕﹕﹕﹕﹕﹕﹕OCO﹕﹕﹕﹕﹕﹕﹕

O＝C＝O

O－C－O（A）（B）（C）（D）AC碳氧双键第三十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期四次氯酸的电子式或结构式错误的是（）HClO﹕﹕﹕﹕﹕﹕﹕

H－O－Cl（A）（B）（C）（D）ADHOCl﹕﹕﹕﹕﹕﹕﹕H+[ClO]-﹕﹕﹕﹕﹕﹕﹕含氧酸都是共价化合物，不是离子化合物。第三十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期四离子键共价键定义成键微粒成键本质成键元素存在阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键原子间通过共用电子对而形成的化学键阴、阳离子原子静电作用共用电子对活泼的金属元素（含铵根离子）和活泼的非金属元素（含酸根离子）同种或不同种非金属元素或非金属和活泼性不强的金属元素离子键与共价键的比较离子化合物离子化合物、共价化合物、非金属单质1、共价化合物中只含有共价键2、离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键第三十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期四学生活动1、写出下列分子的电子式和结构式

分子式电子式结构式分子式电子式结构式H2H2SN2CaF2NaOHCS2以下物质中哪些是离子化合物？哪些是共价化合物？上一页第三十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期四判断下列电子式的书写是否正确，若不正确请改正。NN

H

Cl氮气：NN二氧化碳：COOCl氯化钾：K×××××

[Cl]-Mg2+

[Cl]-氯化氢：H+

[Cl]-氯化镁：

[Cl]-Mg2+

[Cl]-OCOK+

[Cl]-第三十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期四在①氯化钾、②氧化钠、③氢氧化钠、④氯气、⑤氯化氢、⑥二氧化碳、⑦硝酸中，若从化合物分类的角度看，属于氧化物的有_____；属于酸的有______；属于碱的有________属于盐的有_______；属于气态氢化物的有_____。若从所含化学键的类型看，属于离子化合物的有___________；属于共价化合物的有___________；不属于上述两种类型，但分子内含有共价键的有________；既含有离子键又含有共价键的有_____。②⑥⑦③①⑤①②③⑤⑥⑦④③第三十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期四

用化学键的观点来分析化学反应的本质是什么？

化学反应的本质：就是旧化学键的断裂和新化学键的形成的过程。第三十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期四第二节晶体第三章探索原子构建物质的奥秘第三十八页，共六十五页，编辑于2023年，星期四什么是晶体？晶体与固体有什么区别？固体分为晶体和非晶体。晶体是指具有规则的几何外形的固体。它们具有固定的熔点。根据构成晶体的结构微粒及微粒间作用类型的不同，晶体可分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体等类型。第三十九页，共六十五页，编辑于2023年，星期四第四十页，共六十五页，编辑于2023年，星期四一、离子晶体离子间通过离子键结合而成的晶体叫做离子晶体。在离子晶体中阴阳离子按一定规律在空间排列。如：氯化钠晶体第四十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期四1、阳离子的半径比相应的原子半径小2、阴离子的半径比相应的原子半径大3、电子层结构相同的离子，随着核电荷数的增加，离子半径逐渐减小关于微粒半径大小的比较：例如：r(Na+)＜r(Na)例如：r(Cl-)＞r(Cl)例如：r(F-)＞r(Na+)＞r(Mg2+)＞r(Al3+)第四十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期四氯化钠晶体结构思考：与一个钠离子相邻最近且距离相等的氯离子有多少个？123456第四十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期四一个氯离子同时吸引6个钠离子。一个钠离子同时吸引6个氯离子。氯化钠晶体中氯化钠晶体中不存在单个的NaCl分子，因此NaCl只是氯化钠晶体的化学式，不是分子式。化学式NaCl表示在晶体中阳离子和阴离子的个数比试1∶1第四十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期四氯化钠晶体结构思考：与一个钠离子相邻最近且距离相等的钠离子有多少个？123456789101112第四十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期四一个钠离子周围有12个与其最近且等距离的钠离子。一个氯离子周围有12个与其最近且等距离的氯离子。氯化钠晶体中第四十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期四熔沸点较高，硬度较高，不易加工，固体不导电，熔融状态或溶于水能导电。(硫酸钡水溶液不导电，硫酸钡难溶于水。熔融状态的硫酸钡能导电)由于离子键是较强的化学键，破坏离子键需要足够的能量，离子晶体(离子化合物)比较稳定。离子晶体的特点：第四十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期四1、强碱

NaOH，KOH，Ba(OH)2等2、大部分盐

NaCl，KNO3，BaSO4等离子化合物3、活泼金属与活泼非金属组成的化合物

Na2O，K2S，Na2O2等第四十八页，共六十五页，编辑于2023年，星期四二、原子晶体相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体叫做原子晶体。如：金刚石第四十九页，共六十五页，编辑于2023年，星期四基本单元：六元环金刚石晶体思考，一个碳原子与多少个碳原子相连，多少个碳原子形成一个环？第五十页，共六十五页，编辑于2023年，星期四109º28´金刚石的晶体结构示意图共价键第五十一页，共六十五页，编辑于2023年，星期四180º109º28´Sio二氧化硅的晶体结构示意图共价键第五十二页，共六十五页，编辑于2023年，星期四

在原子晶体中，原子间以较强的共价键相结合，因而原子晶体有很高的熔沸点和很高的硬度，不导电。原子晶体中也不存在小分子。典型的原子晶体有：金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅等第五十三页，共六十五页，编辑于2023年，星期四石墨晶体石墨的六方晶胞用隧道扫描显微镜放大后的石墨层状结构第五十四页，共六十五页，编辑于2023年，星期四石墨的结构平视图俯视图第五十五页，共六十五页，编辑于2023年，星期四

石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子都与其他3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构；在层与层之间，是以分子间作用力相结合的。由于同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔点很高。但由于层与层间的分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。第五十六页，共六十五页，编辑于2023年，星期四三、分子晶体和分子间作用力通过分子间作用力结合而成的晶体统称为分子晶体。

分子间存在着将分子聚集在一起的作用力，这种作用力称为分子间作用力又称为范德华力。分子晶体中晶格结点上排列的是分子（包括稀有气体单原子分子）第五十七页，共六十五页，编辑于2023年，星期四水的三态变化中，水分子本身没有改变，变化的是水分子之间的距离，从上述转化关系可以看出，拉大水分子之间的距离需要吸收能量，即说明水分子之间存在相互作用。冰水水蒸气吸热吸热放热放热破坏分子间作用力比破坏化学键容易得多，分子间作用越