物质结构知识

物质结构知识一、 化学键与物质类别关系规律只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，女叭、山、P4、金刚石、晶体等。只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如：HCI、NH3、SiO2、CS2等既有极性键又有非极性键的物质：如：H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，女口：Na2S、CsCI、K20、NaH等。既有离子键又有非极性键的物质，如：Na2O2、Na2Sx、CaC2等。由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：NH4CI等。由强极性键构成但又不是强电解质的物质，如HF。只含有共价键而无范德瓦尔斯力的化合物，如：原子晶体SiO2、SiC等。无化学键的物质：稀有气体，如氩等。二、 共价键的极性与分子极性关系规律共价键包括非极性键和极性键。化学键有无极性，是相对共价键而言的，即共用电子对是否发生偏移。而共用电子对的偏移，又取决于成键原子吸引电子能力的大小。按上述推理归纳为：A—A型，即相同元素原子间成键形成的是非极性键；A—B型，即不同元素原子间成键形成的是极性键。分子是否存在极性，不能简单地只看分子中的共价键是否有极性，而要看整个分子中的电荷分布是否均匀、对称。根据组成分子的原子种类和数目的多少，可将分子分为单原子分子、双原子分子和多原子分子，其各类分子极性的判断依据是：单原子分子：分子中不存在化学键，故没有极性分子或非极性分子之说，女口He、Ne等。双原子分子：若含极性键，就是极性分子，如HCl、HBr等；若含非极性键，就是非极性分子，如02、I2等以极性键结合的多原子分子，主要由分子中各键在空间的排列位置决定分子的极性。若分子中的电荷分布均匀，即排列位置对称，则为非极性分子，如BF3、ch4等。若分子中的电荷分布不均匀，即排列位置不对称，则为极性分子，如nh3、so2等。经验规律：对于ABn型分子，若有孤对电子，则是极性分子；若无孤对电子，则为非极性分子。三•物质熔沸点高低比较规律不同晶体类型的物质的熔沸点高低顺序一般是：原子晶体>离子晶体〉分子晶体。同一晶体类型的物质，则晶体内部结构粒子间的作用越强，熔沸点越高。原子晶体要比较共价键的强弱。一般地说，原子半径越小，形成的共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石〉碳化硅>晶体硅。离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴、阳离子所带的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔沸点越高，如熔点：MgO>MgCI2>NaCI>CsCI。分子晶体：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如熔沸点：02>N2,HI>HBr>HCI。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔点沸点就越高，如溶沸点：C0>N2。在同分异构体中，一般地说，支链数越多，溶沸点越低，如沸点：正戊烷〉异戊烷>新戊烷；同分异构体的芳香烃及其衍生物，其熔沸点高低顺序是邻>间>对位化合物。金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔沸点就越高。元素周期表中第WA族卤素的单质(分子晶体)的熔沸点随原子序数递增而升高；第IA族碱金属元素的单质(金属晶体)的熔沸点随原子序数的递增而降低。四•六种典型晶体的结构一一化钠、氯化铯、金刚石、石墨、石英、干冰(1)氯化钠与氯化铯晶体名称晶胞结构图配位数平均每个晶胞拥有的微粒数化学式氯化钠Na+6；Cl-6 。4NaCI氯化铯Cs+_8—；Cl_^。1CsCI附录(1)氯化铯晶格与晶胞结构(2)配位数：晶体中与一个原子或离子最近邻的原子或离子的数目。(2)金刚石与石墨晶体金刚石石墨结构模型空间构型正四面体空间网状结构正六边形平面网状结构；层状结构有无可流动电子无有相互作用碳碳单键碳碳单键；分子间作用力键长0.155nm0.142nm；0.333nm（层间距）键角109°28'120°密度3.51g/cm32.25g/cm3硬度10柔软导电性不导电导电熔点3550°C3652〜3697C沸点4827°C4827C晶体类型原子晶体过渡型晶体

(3)石英与金刚石晶体金刚石石英键角109。28'ZSi-OSi=180°ZO-Si-O=109。28'最小环拥有的原子数612共价键符号C—CSi—O1mol晶体拥有的共价键个数2Na4NA(4)干冰5.立方型晶胞与六方型晶胞中微粒个数的确定晶胞类型顶点棱边晶面内部立方1/81/41/21六方1/61/31/21附录1化学键与元素的关系:附录2.化学键与共用电子对偏移程度的关系:附录3、四种晶体类型结构和性质比较:比较项目离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体结构微粒阴、阳离子原子分子金属离子与自由电子粒子间作用离子键共价键分子间作用力金属键硬度较大很大较小差别大熔、沸点较高很咼较低差别大导电性固体不导电，熔化或溶于水导电不导电不导电导电实例大部分盐、强碱部分金属氧化物金刚石、晶体硅石英、碳化硅X2、。2、S、％、p4、so2、干冰气态氢化物有机物、酸类各种金属与合金附录4、重要分子的键角：P4：60°；H2O：104。30‘；NH3：107°18‘；CH4、CCI4：109°28‘；C2H4(乙烯)、C6H6(苯)：120°；CO2、CS2、C2H2:180°五、推断时常考的结构知识1、常见的10电子微粒中，分子有：Ne、CH4、NH3、H2O、HF。阳离子有：Na+、Mg2+、AI3+、NH4+、屯0+。阴离子有：F-、O2-、N3-、OH-、NH2-2、 常见的18电子微粒中，分子有:Ar、SiH4、PH3、H2S、HCI、F2、H2O2、％%、CHf、CHfH、C2%阳离子有：K+、Ca2+阴离子有：S2-、HS-、O22-、Cl-3、 电中性的微粒可以是原子，也可以是分子。4、 质子数相同，电子数也相同的微粒所带电荷的性质一定相同。5、 H,D,T的中子数分别是0、1、2,质量数分别是1、2、3,同位素原子的质量数虽然不同，但化学性质基本上完全相同；天然存在的某种元素，不论是游离态还是化合态，各同位素所占的原子个数百分比不变。6、 160、170、180属同位素，O2、O3、O4属同素异形体；HD是单质;某元素的同位素原子可以形成3种分子量不同的双原子分子，则该元素有2种同位素原子。7、 在下表中填上相应的元素符号：IAIIAmAWAVAWAWAOHHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaGaGeAsSeBrKr8、在元素周期表中(1)各周期中所含元素的种类分别是：2、8、8、18、18、32、26各周期的惰性元素的原子序数分别是：2、10、18、36、54、86按规律推测第7周期惰性元素的原子序数为118,第7周期、第8周期若都填满，元素种类分别为32、50。(2)周期表中共有18个纵行，若每个纵行称作1列，则VA族是第15列。IIA族后面是第IIIB族。所含元素的种类最多的是IIIB族若IIA某元素的原子序数为n,则与之同周期的IIIA族的元素的原子序数可能为n+1、n+11、n+25若上一周期某元素的原子序数为n,则与之同主族的下一周期的元素的原子序数可能为n+2、n+8、n+18、n+32最外层电子数比次外层多的元素一定在第二周期周期。上周期活泼的非金属元素形成的阴离子与下周期活泼的金属形成的阳离子电子层结构相同。原子序数为奇数，则其最高正价和负价为奇数同一周期，从左向右，原子半径逐渐减小，越向右上方，原子半径越小。同一元素的阴离子半径大于相应的原子半径，电子层结构相同的离子，核电荷数越多，半径越小，电子层数多的原子半径不一定大。9、核内没有中子的原子是氢，最不活泼的元素是氦，形成化合物种类最多的元素是碳,地壳中含量最多的元素是氧，气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物酸碱性相反，相互反应生成离子化合物的元素是氮；宇宙中含量最多的元素是氢。11、 在短周期元素中最高价氧化物对应的水化物既能与酸反应又能与碱反应均生成盐和水的元素有Al、Be最高正价与最底负价代数和等于0的元素有H、C、Si最高正价等于等于最底负价绝对值的3倍的元素是S最外层电子数等于核外电子总数的一半的元素是Be最外层电子数等于内层电子总数的一半的元素有LiP12、 X、Y两元素可以形成化合物X2Y2、X2Y,则X可能是H或Na,Y是013、 张青莲教授为元素相对原子质量的测定作出了重大的贡献.15、 H、N、0形成的离子晶体是NH4NO3、NH4NO216、 由Na、H、S、0四种元素可形成两种能相互反应的离子化合物，它们是NaHSO4、NaHSO3它们反应的离子方程式是H++HSO3=SO2f+H2。17、 形成化学键的过程中体系能量降低。18、 形成离子键不一定要有活泼的金属元素，甚至不一定要有金属元素。离子化合物中一定含有离子键，含有离子键的化合物一定是离子化合物，但离子化合物中不一定只有离子键。19、 共价化合物中一定含有共价键，含有共价键的化合物不一定是共价化合物。共价化合物形成的晶体可以是分子晶体（如干冰）也可以是原子晶体（如水晶）。20、 分子晶体中不一定有共价键，如惰性气体形成的晶体。21、 分子内的共价键越牢固，分子的化学性质越稳定，分子间的作用力越大，分子的熔沸点越高。22、 非极性共价键可以存在于单质，离子化合物、共价化合物中。23、 极性键、离子键都只有存在在化合物中。24、 由极性键构成的分子可以是极性分子，也可以是非极性分子。非极性分子中不一定含有非极性键■一般ABn型分子中若A原子没有孤对电子则为非极性分子。25、 原子晶体中只存在共价键键26、 原子晶体、离子晶体中都没有单个的分子存在。C、P、SiO2、NaCl都不能反映其真实的分子组成。但氯化钠蒸气中存在单个的分子。27、 晶体中有阳离子的存在不一定有阴离子，有阴离子则一定有阳离子。128、 金属晶体离子晶体的熔点可能比原子晶体高，分子晶体的熔点也可能比金属晶体高29、 酸性氧化物固态时可能是分子晶体也可能是原子晶体，含氧酸固态时是分子晶体30、 H2S、BF3、BaCI2、PCI5、NO2、SF6、XeF4中不是所有原子都达到8电子结构。31、 熔融状态能导电的化合物是离子化合物32、 氢键不属于化学键，而属分子间作用力，HF、H2O、NH3、CH3CH2OH、CH3COOH、C6H5OH，分子间能形成氢键至使熔沸点反常。理想水蒸气中没有氢键，但100°C左右的水蒸气中存在氢键。HF,HCl,HBr,HI的沸点高低顺序为HF>HI>HBr>HCl,但分子内氢键对物质的熔沸点几乎没有影响。在冰中每个水分子周围以氢键结合了4个水分子，平均每个水分子形成2个氢键，冰熔化时分子间空隙减少。氮族元素形成的气态氢化物中沸点最咼的是Sb^33、 在NaCI晶体中，每个Na+周围与之距离最近且相等的Cl-有6个，形成正八面体形。每个Na+周围与之距离最近且相等的Na+有12个，每个晶胞中有4个NaCI单元。117克NaCI中含有晶胞的个数为0.5Na34、 在CSCI晶体中，每个C周围与之距离最近且相等的CI-有8个，每个C周围与之距离最近且相等的C有6个。35、 在金刚石晶体中要形成一个封闭的环至少需6个C原子，平均每个C原子形成两个共价键。在