1、戴氏高考中考学校 戴氏精品堂浣花总校 李老师(化学)专题三 化学键及晶体 1、化学键1、基本概念(1)定义:相邻原子之间强烈的相互作用。(2)形成原因:形成化学键能使原子能量降低,从而使原子达到稳定状态。(3)类型:离子键 偏移:极性键根据共用电子对是否偏移不偏移:非极性键化学键 共价键 双方提供:共价键共用电子对的来源单方提供:配位键(如 NH4+、H 3O+) ,实为一种特殊的共价键金属键:金属阳离子与自由电子之间的相互作用,存在于金属单质、金属晶体中2、离子键和共价键的区别(掌握)共价键键型 离子键非极性键 极性键概念 使阴、阳离子结合成化合物的静电作用 原子之间通过共用电子对所形成的相
2、互作用特点 阴、阳离子间相互作用 共用电子对不偏移共用电子对偏向吸引电子能力强的原子一方成键粒子 阴、阳离子 原子成键条件 活泼金属和活泼非金属 同种元素的原子 不同种元素的原子存在 离子化合物非金属单质(稀有气体除外) ,某些化合物(如Na2O2、H 2O2)共价化合物,某些离子化合物3、离子化合物和共价化合物的区别离子化合物 共价化合物概念 离子间通过静电作用形成的化合物 原子间以共价键结合形成的化合物构成微粒 阴、阳离子 原子所含化学键 一定有离子键,可能有共价键 只有共价键导电性 熔融状态下能导电 熔融状态下不能导电类别 部分金属氧化物、强碱、大多数盐 气态氢化物、非金属含氧酸等注意:
3、(1)离子化合物不一定还有金属元素,可能全是非金属元素,如 NH4Cl、(NH 4)2CO3 等铵盐。戴氏高考中考学校 戴氏精品堂浣花总校 李老师(化学)(2)酸(含氧酸、无氧酸、强酸、弱酸)都是共价化合物。4、极性分子和非极性分子(了解) (1)概念:成键两原子的正、负电荷中心不重合则化学键就有极性。引起化学键极性的主要原因是成键两原子吸引电子的能力不同。极性分子:从整个分子来看,分子里电荷分布是对称(正负电荷中心能重合)的分子非极性分子:从整个分子来看,分子里电荷分布是对称(正负电荷中心不能重合)的分子(2)键的极性和分子的极性如果分子中所有的键均为非极性键,则分子一定是非极性分子。如非金
4、属单质 O2、H 2、Cl 2 等。如果分子中所有键都是极性键可能为极性分子:HCl、NO、CO、NH 3(三角锥形) 、 H2O、H 2S(折线形或 V 型)可能为非极性分子:CO 2、CS 2(直线型) 、CH 4、CCl 4(正四面体型)等如果分子中既有非极性键,又有极性键可能为极性分子:H 2O2可能为非极性分子:C 2H2、C 2H4、C 6H6经验: ABn 型分子中,如果中心原子 A 的化合价等于其最外层电子数,为非极性分子。如SO3、PCl 5、CO 2、CS 2 等。(3)相似相容原理:极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。如蔗糖易溶于水,不易溶于四氯化碳,而碘
5、易溶于四氯化碳,而不易溶于水。5、分子键作用力与氢键(了解)(1)分子间作用力定义:把分子聚集在一起的作用力,也称范德华力无方向性、无饱和性变化规律:一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子量越大,分子间作用力越大,物质的熔沸点越高。如卤素单质的熔沸点由高到低为 I2Br 2Cl 2F 2。(2)氢键(不是化学键,而是一种分子间作用力)定义:得电子能力很强的 F、O、N 原子与另一分子中的氢原子间存在着一种分子间作用力稍强的相互作用。形成条件:除 H 原子以外,形成氢键的原子通常为 F、O、N。6、化学键、氢键和范德华力的比较化学键 氢键 范德华力概念直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相
6、互作用某些物质的分子间(或分子内)氢核与非金属原子的静电吸引作用物质分子间存在的将分子聚集在一起的作用力范围 分子内或某些晶体内 分子间或者分子内 分子间作用力强弱 化学键(共价键离子键)氢键范德华力性质影响 主要影响物质的化学性质 主要影响物质的物理性质(如熔 主要影响物质的物理性质戴氏高考中考学校 戴氏精品堂浣花总校 李老师(化学)沸点、密度等) (如熔沸点等)【例 1】关于氢键,下列说法正确的是( )A、每一个水分子内含有两个氢键 B、冰、水和水蒸气中都含有氢键C、不同分子间也可以形成氢键 D、H 2O 是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致解析:水分子内只存在共价键,而氢键存在于水分
7、子之间,A 错;气态分子间距很大,分子间作用力很弱,因而气体(包括水蒸气)中无氢键存在,B 错;NH 3 与 H2O、HF 与 H2O 之间都能形成氢键,C 对;水分子之所以稳定是因为水分子中的 HO 共价键作用力强,而不是水分子间形成氢键所致, D 错。7、化学键与物质类别关系规律(1)只含非极性共价键的物质:同种非金属元素构成的单质,如 I2、N 2、金刚石、晶体硅等。(2)只含极性共价键的物质:一般是不同非金属元素构成的共价化合物,如 HCl、NH 3、SiO 2、CS 2 等。(3)既有极性键又有非极性键的物质:如 H2O2、C 2H2、C 2H4、C 2H6、C 6H6。(4)只含有
8、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,如 Na2S、CsCl 、K 2O 等。(5)既有离子键又有非极性键的物质:如 Na2O2、CaC 2 等。(6)由离子键、共价键、配位键构成的物质:如 NH4Cl 等。(7)由强极性键构成但又不是强电解质的物质:如 HF 等。(8)只含有共价键而无范德华力的化合物:如原子晶体 SiO2、SiC 等。(9)无化学键的物质:稀有气体【例 2】 (1)在 CaCl2、NaOH、CH 4、H 2、H 2O、H 2O2、 Na2O2、(NH 4)2SO4 等物质中,只含离子键的是 ;只含极性键的是 ;只含非极性键的是 ;既含离子键又含共价键的是
9、。(2)将 NaHSO4 溶于水,破坏了 NaHSO4 中的 ,写出其电离方程式 。解析:CaCl 2、NaOH、Na 2O2、(NH 4)2SO4 是离子化合物,其中 OH、O 22、NH 4+、SO 42都是多核分子,必含有共价键;CH 4、H 2O 只含有极性键;H 2O2 既含有极性键又含有非极性键;H 2 只含有非极性键。答案:(1)CaCl 2 CH 4、H 2O H 2 NaOH、(NH 4)2SO4(2)离子键和共价键 NaHSO4 = Na+ + H+ + SO428、电子式的书写(掌握)(1)原子的电子式依据元素的原子最外层电子个数的多少,先用小黑点“”(或“*”)等符号在
10、元素符号上、下、左、右各表示出 1 个电子,多余的电子配对。例如:(2)阴离子的电子式无论是简单阴离子,还是复杂的阴离子,都应标出电子对等,还应加中括号,并在括号的右上方标出离子所带的电荷。例如:戴氏高考中考学校 戴氏精品堂浣花总校 李老师(化学)(3)阳离子的电子式简单阳离子由于在形成过程中已失去最外层电子,所以其电子式就是其离子符号本身。例如:Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Ba2+ Al3+复杂的阳离子(例如 NH4+、H 3O+等.) 除应标出共用电子对、非共用电子对等外,还应加中括号,并在括号的右上方标出离子所带的电荷。(4)离子化合物的电子式离子化合物电子式的书写,是将阴阳离子(
11、阳离子在前,阴离子在后.)拼在一起。对于不同价态的离子,也按其绝对值,遵照“大值在中间、小值在周边”的原则书写。例如:(5)共价化合物的电子式共价化合物电子式的书写,基本与共价型单质分子相同,一般为正价者在前。对于不同价态的元素的原子,一般将化合价绝对值大的写在中间,绝对值小的写在周边。例如:(6)离子化合物的形成(7)共价键的形成9、分子中原子最外层是否满足 8 电子结构的判断方法(1)分子中若含有 H,则 H 原子不满足最外层 8 电子稳定结构,其最外层有 2 个电子。(2)若为非金属单质分子,除 H2、He 以外,一般满足,如 Ne、F 2、N 2 等。(3)若为化合物分子,且不含氢,则
12、按下述方法逐一判断:原子最外层电子数 = 价电子数 + |元素化合价|注意:在常见化合物中,Be、B 是缺电子原子,最外层电子数不足 8 个(如 BeCl2、BF 3 中 Be、B 原子的最外层电子数为分别为 4 个和 6 个) ;C(Si )原子形成 4 个键、N (P )原子形成 3 个键,则满足 8 电子稳定结构,如 CCl4、SiF 4、 CO2、COCl 2、CF 2Cl2、NCl 3、PCl 3 等;若 P 原子形成 5 个键,则最外层满足 8 电子结构,如PCl5;O 、F、Cl 原子总是满足 8 电子稳定结构(除氧元素的氟化物如 OF2 外) ,S 原子若形成 2 个键则满足
13、8戴氏高考中考学校 戴氏精品堂浣花总校 李老师(化学)电子结构,如 SCl2 等,若形成 SF6 等分子,则不满足 8 电子结构。【例 3】下列分子中所含原子都满足最外层电子结构的是 A、F、H ;将不满足最外层 8 电子结构的原子在分子式中画线予以表示。A、光气(COCl 2) B、SF 6 C、XeF 2 D、BF 3 E、BeCl 2 F、PCl 3 G、PCl 5 H、N 2 2、晶体(了解)非晶体(如玻璃)固体物质晶体:构成离子有规则的几何排列,有固定熔沸点根据构成粒子和离子间的作用力不同,可将晶体分为分子晶体、离子晶体、原子晶体、金属晶体等。晶体类型构成粒子晶体中粒子间的作用力状态
14、变化时破坏的作用力物理通性 典型实例分子晶体分子 范德华力 范德华力熔沸点低;硬度小;固体和熔融态不导电多数非金属单质及氧化物、稀有气体、非金属氢化物离子晶体阴、阳离子无单个分子 离子键 离子键熔沸点较高;硬度较大;固体不导电;熔融态导电所有离子化合物:强碱、大部分盐、大部分金属氧化物等原子晶体原子无单个分子共价键 共价键熔沸点很高;硬度大;不导电金刚石、晶体硅、碳化硅、二氧化硅金属晶体金属阳离子、自由电子金属键 金属键熔沸点和硬度差距较大;固体和熔融态均导电金属注意:只有分子晶体才存在分子,其化学式才是分子组成的分子式,离子晶体和原子晶体不存在单个分子,其化学式表示离子或原子的个数比。只有稀
15、有气体是直接由原子构成的分子晶体,一个原子就是一个分子,晶体中无化学键。含阴离子的物质一定含有阳离子,有阳离子的物质不一定含有阴离子(如金属晶体) 。离子晶体在熔融态能导电,但是熔融态能导电的不一定是离子晶体(如金属晶体) 。除稀有气体外的分子晶体中同时存在共价键(决定稳定性)和范德华力两种力(决定物理性质) 。金属晶体除具有导电性外,还具有导热性和延展性。1、教材中重要的晶体(1)NaCl 晶体(离子晶体)(2)CsCl 晶体(离子晶体)与每个 Na+最接近且距离相等的 Cl共有 6 个,这些 Cl所围成的空间几何构型为八面体与每个 Na+最接近且距离相等的 Na+共有 12 个戴氏高考中考
16、学校 戴氏精品堂浣花总校 李老师(化学)(3)金刚石晶体(原子晶体)(4)SiO 2 晶体(原子晶体)(5)石墨晶体(过渡性晶体或者混合型晶体:层与层之间以范德华力结合,每一层中的 C 原子以共价键结合)(6)干冰晶体(分子晶体)2、物质的熔沸点比较及规律(1)不同类型的晶体,一般来讲,熔沸点:原子晶体离子晶体分子晶体。(2)原子晶体中,原子半径越小的,晶体的熔沸点越高。如熔点:金刚石石英碳化硅晶体硅。(3)分子晶体中:组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高;如 Cl2MgCl 2NaClCsCl。(5)金属晶体中,金属离子的半径越小,所带电荷越多,其熔沸点越高。如 LiNaKRbCs,NaHgO2。