微粒之间的相互作用力.doc

微粒之间的相互作用一构成物质的微粒二化学键1、定义：直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用注意：必须是分子内相邻的原子或离子之间必须是“强烈的相互作用”，作用力为80-120kJ/mol，而非直接相邻的原子之间的作用力。化学键形成后，I原子形成稳定的结构，II相邻原子间存在强烈的相互作用，III体系能量降低2、化学键的类型离子键、共价键、金属键三离子键1、定义：使带相反电荷的阴阳离子结合的相互作用，称为离子键成键的微粒：阴、阳离子成键的性质：静电作用，不是静电引力成键条件：活泼的金属和活泼非金属，离子化合物中可能不含金属元素，如NH4Cl成键原因：I原子相互得失电子形成稳定的阴阳离子，II原子间引力和斥力处于平衡状态，III体系总能量降低2、离子化合物：含有离子键的化合物典型的金属与非金属形成的二元化合物大多数盐、强碱、金属氧化物例子：3、离子化合物的电子式书写电子式：在元素符号周围用或x来表示原子的最外层电子，以简明的表示原子、离子的最外层电子的排布书写原子的电子式时，一般将原子的最外层电子写在元素符号的上下左右四个位置上，分开写。ClOCH书写离子的电子式时，简单阳离子只写元素符号，并在右上角注明所带电荷数，简单阴离子书写时要在元素符号周围标出电子，用 括起来，并在右上角注明所带的电荷 Na Mg2 NHHHH+Cl-OH书写时注意原子直接相邻的事实H-Na+Ca2+-Cl-ClNa+2-SNa+NHHHH+Cl-OHNa+2-OONa+Na+ 4、离子的结构特征离子的电符：离子是带电的原子或原子团，离子所带的电荷符号和数目取决于成键时得失电子的数目电子层结构：主族元素形成的离子，电子层一般是饱和的，副族元素形成的离子，电子层一般是不饱和的离子键的强弱阴阳离子所带的电荷越多，键越强阴阳离子半径越大，键越弱离子键强弱对化合物熔沸点的影响离子键越强，相应的离子化合物的熔沸点越高【例1】短周期元素组成的AB型的离子化合物中，A、B两种离子的核外电子数之和为20，请书写此离子化合物的化学式和电子式 【例2】下列性质中，可以用来证明某化合物一定是离子化合物的是（ ） A、可以溶于水 B、具有较高的熔点 C、水溶液能导电 D、熔融状态能导电四共价键1、定义：原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用。以共用电子对形成的化合物叫共价化合物。2、成键粒子： 3、成键条件：同种或不同种非金属原子间（稀有气体外），极少部分金属元素与非金属原子间AlCl3、BeCl2等4、成键原因：通过共用电子对，各原子最外层电子数目一般能达饱和，由不稳定变稳定 两原子核都吸引共用电子对使之处于平衡状态 体系能量降低5、实质：原子间通过共用电子对所形成的相互作用6、存在：绝大多数非金属单质（稀有气体除外）、共价化合物（非金属氧化物、氢化物、大多数有机物、酸）及复杂离子或离子化合物中。 如：H2、HCl、NH4、OH、NaOH、H2SO4、CH3COOH7、破坏条件：溶于水 同种元素原子间形成的共价键非极性键 如：H2、O2 不同种元素原子间形成的共价键极性键 如：HCl、CO2、H2O 8、表示方法：电子式、结构式用电子式表示下列物质：H2 Cl2 N2 HF OH H2O NH3 CH4 CCl4 NH4 CO2 HClO H2O2 C2H2书写注意点：每个原子要满足最外层为8电子或2电子，一般说来形成的共价键数和最外层电子数之和为8，氢、氯等只需形成一对共用电子对的原子一般在中心原子的上下左右四个位置，写完后检查原来原子的最外层电子数。用电子式表示下列物质的形成过程：H2O：CO2： 结构式：将共价化合物或单质中的每一对共用电子对改成一条短线的形式就叫结构式。说明：结构式的书写有助于书写较难物质的电子式，把握住一个基本原则，即原子的最外层电子数加短线数等于8，氢、氯等原子总是在中心原子的四周。先写 CO2、 HClO 、H2O2 、C2H6、 C2H4、C2H2的结构式，后写电子式。9、含碳化合物种类繁多的原因碳原子最外层有 个电子，一个碳原子可以和其他原子形成 个共价键。碳原子之间可以通过一对、两对或三对共用电子对相结合，分别构成碳碳单键（ ），碳碳双键（ ），或碳碳三键（ ）；碳原子之间可以通过共价键彼此结合形成 ，也可以连接形成 。练习：C3H8、C4H10的结构式判断原子满足8电子结构：最外层电子数 化合价 810、共价化合物11、注意以下概念辨析稀有气体是单原子分子，故不存在共价键。Ar共价化合物没有离子键，只含共价键。只含共价键的物质可能是单质。N2离子化合物中可能含共价键，但一定有离子键。含有共价键的离子化合物：NaOH、K2SO4、NH4Cl、Na2O2等含有金属元素的化合物可能是共价化合物。AlCl3、BeCl2全部是非金属元素组成的化合物可能是离子化合物。NH4Cl五共价键有关知识拓展1、共价键的三个常见参数：键长、键能、键角键长：我们把成键后，参与成键的两个原子的核间距离定义为键长。键能：是指1.01*105Pa 和 25 下（常温常压下），将1 mol 理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B 所需要的能量（单位 kJmol-1）。键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。键键长/pm键能/ kJmol-1键键长/pm键能/ kJmol-1HH60436HC109413ClCl198243HN101393BrBr228193HO96463II266151HF92567O=O121498HCl128431NN110946HBr142366N=N124418HI162298NN141159CC154348CC120812C=C133615键角：分子中键与键之间的夹角叫键角。要求同学们掌握常见分子的形状及其键角。分子式电子式结构式键角分子的形状H2O104.5角型H2S92角型CO2180直线型NH310718三角锥型BF3120平面正三角形P460正四面体CCl410928正四面体CH410928正四面体C2H4平面型C2H2180直线型2、共价键形成的本质：当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子，两原子核间的电子密度增加，体系能量降低。共价键的具有 性和 性。3、共价键的主要类型(1).按照共价键的成键方式分为： 键（“头碰头”重叠）和 键（“肩碰肩”重叠）。(2)按照成键原子吸引电子能力的差异分为 键和 键极性键： 种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力 ，共用电子对发生偏移.如： 非极性键： 原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力 ，共用电子对不发生偏移. 如： 【注】成键原子电负性差值越大，键的极性 (3)还有一类特殊的共价键：配位键配位键是一类特殊的共价键，它的共用电子对仅由成键原子中的一方提供，而另一方提供空轨道。如：铵根离子有人曾利用原子示踪法研究这个问题。即用D+ 与氨气反应先变为铵根离子后，再用OH 和其作用，希望使其中的D+ 都变成HDO，结果得到的HDO中的D原子总物质的量只等于加入的D+ 的物质的量的1/4左右，由此证明，在D+ 与NH3 结合成铵根离子后，其中的四根共价键彼此并无差别。水合氢离子六分子间作用力与氢键问题的提出：为什么水加热到100就变成水蒸气，而加热到2000以上时才开始分解为氧气与氢气？分子范德华力/ kJmol-1键能/ kJmol-1HCl21.14431HBr23.11366HI26.002981、分子间作用力概念：分子间存在的将分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力，又称为范德华力。分子间作用力不是化学键。 存在：分子间（由分子构成的物质）由分子构成的物质：大小：比化学键弱得多。一般，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大。如：分子间作用力：F2Cl2Br2I2、CF4CCl4CBr4CI4化学式相对分子量熔点沸点F238-219.6-188.1Cl271-101-34.6Br2160-7.258.8I2254113.5184.42、意义：影响物质的熔沸点和溶解性等物理性质相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。如：沸点 F2Cl2Br2I2 CF4CCl4CBr4CI4 CH4SiH4GeH4SnH4 但是有反常现象2、氢键概念：与电负性大的且半径比较小的原子（如：N 、O、F）相结合的氢原子和另一分子中（或分子内部）电负性大且半径比较小的原子间所产生的静电作用力氢键也不是化学键，是一种比分子间作用力稍强的静电作用，可视为一种特殊的分子间作用力。形成条件：有氢原子，有半径小且吸引电子能力强的非金属元素（如：N、O、F）表示方法： 如水分子间的氢键：分子间作用力不是化学键，是一种存在于分子之间的较弱的相互作用。对于由分子构成的物质来说，物质发生三态变化时，所克服的只是分子间作用力，不破坏其化学键，故不是化学变化。而化学键相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用。化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。七不同类型的晶体1晶体的分类2离子晶体：阴：阳离子键通过离子键形成的化合物。构成晶体的微粒是 ，微粒间的作用力是： 。3分子晶体：分子间通过分子间作用力形成的晶体。构成分子晶体的微粒是： ，微粒间的作用力是： ，有单个分子存在，化学式就是分子式 物理性质：分子晶体熔点较低，硬度较小。导电性：液态不导电；电解质在水溶液中能导电或与水反应生成的电解质的水溶液能导电4原子晶体：原子之间通过共价键形成的空间网状结构的晶体。构成原子晶体的微粒是： ；微粒键的作用力是： ；中学阶段明确要求掌握的原子晶体有： SiO2的晶体结构：最小环上有 个原子，即有 O原子， 个Si原子。每个Si原子周围结合 个O原子，每个O原子周围结合 个Si原子，Si原子和O原子以 形成立体网状结构的晶体。【练习】1 mol金刚石中 mol CC；1 mol 晶体Si中 mol SiSi1 mol 晶体SiO 中 mol SiO；1 mol 石墨中 mol CC。原子晶体也不存在单个的分子，我们也只能用化学式表明其组成。原子晶体具有很大的硬度和很高的熔沸点。熔化原子晶体需要破坏共价键比较金刚石，碳化硅，晶体硅三者的熔点与硬度 4、分子晶体分子间通过分子间作用力形成的晶体。构成分子晶体的微粒是： ，微粒间的作用力是： ，有单个分子存在，化学式就是分子式 分子晶体所含种类： 物理性质：分子晶体熔点较低，硬度较小。 溶解性： 导电性： 【注意】：使分子晶体熔化需要破坏分子间作用力，在这个过程中共价键没有被破坏，比如由冰变成水，由水变成水蒸气，在这些过程中水分子中的共价键还是完好无损的。再如，由HCl气体变为液态HCl，破坏了分子间作用力。但是需要引起重视的是，HCl溶于水则破坏了共价键。这是因为HCl气体溶于水，在水分子的作用下发生了电离，形成了自由移动的离子，因而共价键被破坏了。 干冰及其中二氧化碳分子的排列方式（书本p22页）5、金属晶体金属阳离子与自由电子通过金属键构成的。金属具有较低的电离能，其价电子容易电离，且轨道数目大于价电子数，故具有空轨道。金属的价电子可在晶体中自由移动，不专属与某个金属离子而为整个金属晶体所共有。价电子运动于所有金属阳离子之间，形成电子海，而电子海中的电子与金属阳离子之间作用即为金属键。由于价电子不会固定在特定的金属阳离子周围，所以当金属两端外接直流电时，金属内自由电子就会以固定的方向移动而造成导电现象。或是在金属局部受热时，自由电子便可经自由碰撞，而将热能传递至金属的每一部位。因此，金属通常是电或热的良导体。金属键无方向性，无固定的键能，金属键的强弱和自由电子的多少有关，也和离子半径、电子层结构等其他许多因素有关，很复杂。金属的不同分类按密度分类可以分为重金属和轻金属。以4.5gcm-1 为界按是否常见分为常见金属和稀有金属按冶金工业的分类，可以分为黑色金属（铁，铬，锰）和有色金属（除去以上三种金属）金属的性质导电，导热和延展性但不同的金属在密度，硬度，熔点等方面差异较大。目前的研究发现：地壳中含量最高的金属 ；导电性最好的金属 ；熔点最高的金属 ；熔点最低的金属八、总结分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别.晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体离子晶体粒子原子分子金属阳离子、自由电子阴、阳离子粒子间作用（力）共价键分子间作用力复杂的静电作用离子键熔沸点很高很低一般较高，少部分低较高硬度很硬一般较软一般较硬，少部分软较硬溶解性难溶解相似相溶难溶（Na等与水反应）易溶于极性溶剂导电情况不导电（除硅）一般不导电良导体固体不导电，熔化或溶于水后导电实例金刚石、水晶、碳化硅等干冰、冰、纯硫酸、H2(S)Na、Mg、Al等NaCl、CaCO3NaOH等九、掌握常见物质熔沸点比较规律注意：要判断物质的熔沸点首先要区分物质所属晶体的类别。（1）不同类晶体：一般情况下，原子晶体离子晶体分子晶体金属晶体熔点相差较大（2）同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔沸点高，反之则小。离子晶体：结构相似的的离子化合物，离子半径越小，所带电荷数越多，则晶体的晶格能越大，离子键越强，起熔沸点越高分子晶体：对于组成和结构相似的分子（如卤素单质、烷烃的同系物等）相对分子质量越大，范德华力越大，物质熔沸点越高。烷烃的熔沸点随碳原子数的增大而升高。对于碳原子数相同的烷烃，支链越多沸点越低。如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷若分子间存在氢键则分子的熔沸点会反常的高，但若分子内部存在氢键物质的熔沸点反而下降原子晶体：结构相似的原子晶体，键长越小、键能越大，则熔沸点越高。（3）常温常压下状态熔点：固态物质液态物质沸点：液态物质气态物质同素异形体一、同素异形现象 1、同素异形现象（同素异形体）定义：同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象叫同素异形现象。这些单质互称同素异形体。2、常见的同素异形体： 金刚石、石墨、足球烯、纳米管 氧气、臭氧 白磷、红磷 斜方硫、 单斜硫不是所有元素都有同素异形体二、同素异形体的联系与区别及相互转化同素异形体间的结构不同，物理性质不同，化学性质相似。1、金刚石、石墨同素异形体金刚石石墨硬度大小熔点35503652导电性不导电导电用途装饰品、钻头铅笔芯、电极、坩埚、润滑剂2、氧气、臭氧化学式O2O3颜色、气味、状态无色无味的气体淡蓝色、有鱼腥味气体熔、沸点251 112.4218 183化学性质强氧化性氧化性比氧气强用途呼吸、助燃气漂白、吸收紫外线相互转化3、白磷、红磷比较项目红磷白磷结构链状复杂分子正四面体色、态红棕色粉末状固体白色蜡状固体溶解性不溶于水，不溶于CS2不溶于水，易溶于CS2毒性无毒剧毒，致死量0.1g。白磷的蒸汽可以通过皮肤吸收着火点24040保存密闭保存在一般广口瓶中贮存在密闭容器中，少量白磷保存在水中。注意：白磷的切割也应该在水中进行！用途制农药、安全火柴制取高纯度的磷酸、制取燃烧弹、烟幕弹等相互转变几个同概念辨析同素异形体同位素定义同一种元素形成的不同单质质子数相同、中子数不同的原子研究对象单质原子实例金刚石和石墨 、O3和O21H、2H和3H 、5Cl和37Cl练习：1、判断下面哪些是同素异形体（ AD ），哪些是同位素（C ）A.红磷、白磷 B.水、重水C.16O、17O、18O D.金刚石、石墨 E、氢气、重氢2、科学家最近发现一种新分子，具有空心类似足球状的结构，其化学式为C60，下列说法不正确的是（ A ）A.C60是一种有机物 B.它的相对分子质量为720C.它的化学性质和金刚石相似 D.C60和金刚石、石墨一样,都是由碳元素组成的单质3、纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管.下列说法错误的是 AA.纳米碳管是一种新型的有机化合物B.纳米碳管材料如果完全燃烧,生成物是二氧化碳C.纳米碳管材料管道多,表面积大,吸附能力强D.纳米碳管在常温下化学性质稳定4、有关O3的说法中错误的是( C )(1)O3具有特殊臭味,因此被称为“臭氧” (2)臭氧可用于漂白和消毒作用(3)O3比O2在相同条件下密度大，,比O2易溶于水 (4)O3比O2稳定 (5)空气中高压放电、高压电机、复印机工作时都会有O3生成(6)空气中O3含量越高越好 (7)NO和氟里昂会促使O3分解A. B. C. D.5、在一定条件下,某元素的氢化物X可完全分解为两种单质：Y和Z。若已知:反应前后的X与反应后生成的Z的物质的量之比为2:3