浙江省高考化学一轮复习导航 第4单元第16讲 微粒之间的相互作用课件 新课标.ppt

第16讲微粒之间的相互作用 一 离子键1 氯化钠的形成过程钠原子和氯原子的电子层结构为不稳定结构 钠原子最外电子层电子数为1 容易失去最外层的1个电子 而形成以原子的次外电子层为最外层的8个电子稳定结构 而氯原子最外层电子数为7 容易得1个电子 而形成最外层为8个电子的稳定结构 当钠与氯气相互接触并加热时 反应过程中 其中na和cl分别失去和得到电子形成稳定的na 和cl 带异性电荷的na 和cl 之间发生相互吸引作用 形成了稳定的离子化合物氯化钠 2 离子键的概念离子键是使阴 阳离子结合成化合物的静电作用 3 离子键的形成由氯化钠的形成过程可知 形成离子键的首要条件是参加反应的原子双方 一方容易失去电子 而另一方容易得到电子 电子由容易失去电子的一方转移到容易得到电子的一方 进而形成阳 阴离子 形成离子键 即活泼金属与活泼非金属化合时 一般能形成离子键 4 离子键的存在 离子化合物和离子晶体离子化合物是许多阴 阳离子通过离子键而形成的化合物 因此 凡是离子化合物 其中一定存在离子键 离子化合物中的阴 阳离子可以按一定的方式有规则地排列 形成具有规则的几何外形的晶体称为离子晶体 5 电子式 1 电子式的概念电子式是在元素符号周围用 或 来表示原子或离子的最外层上的电子的式子 2 电子式的书写 试写出第一和第二周期内各元素原子的电子式 试写出钠 镁 铝 氯 氧 硫形成的简单离子的电子式 试写出铵根离子和氢氧根离子的电子式 试写出氧化钠 过氧化钠 氯化镁 溴化铵 氢氧化钙的电子式 3 用电子式表示离子化合物的形成过程试用电子式表示出氯化镁 氧化钠 氮化镁的形成过程 说明 mg3n2是mg在氮气中的燃烧产物 反应的方程式为3mg n2 mg3n2 镁在空气中燃烧也有mg3n2生成 点燃 6 离子的特征 1 离子电荷的电性 电荷数目离子电荷的电性 电荷数目 决定于原子得 失电子及其数目 离子所带的电荷数等于该离子表现的化合价数 2 离子的电子层结构在周期表中与稀有气体元素原子相邻的元素原子 形成的简单离子的电子层结构 与同周期的稀有气体元素原子具有相同的电子层结构 且阴离子的核电荷数比稀有气体原子的核电荷数小 阳离子的核电荷数比稀有气体原子的大 3 原子 离子的半径 同种元素的原子 单核离子 半径大小关系为 阳离子小于中性原子小于阴离子 价态越高的阳离子半径越小 同主族元素的阳离子 阴离子 半径均随着原子序数递增而增大 电子层结构相同的离子 半径 包括阴 阳离子 随着核电荷数增加而减小 核电荷数不同 电子层结构也不同的阴 阳离子的半径相对大小 可借助元素周期表判断 核外电子层结构相同的微粒 随着核电荷数的增大半径减小 二 共价键1 共价键原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用称为共价键 2 共价键的形成当参加反应的原子得失电子能力差别较小时 一般以形成共用电子对的方式相互结合 即形成共价键 从元素种类上来说 一般是同种或不同种非金属元素的原子结合时 原子之间能形成共价键 如h2 c 金刚石和石墨 hno3等 3 共价键的存在 1 共价化合物分子内存在共价键 如 h2o hclo等 2 非金属单质 稀有气体除外 如h2 o2 cl2等的分子里存在共价键 3 复杂的原子团中存在共价键 如 等 4 共价键的表示方法为了更能直观地表示原子间结合情况 通常我们可以用电子式或结构式来表示原子间的结合情况 5 用电子式表示共价分子 或共价键 的形成过程试用电子式表示出cl2 h2o co2分子的形成过程 6 共价键的键能我们知道原子形成分子的过程中要放出热量 反之 要使气态分子中彼此结合的原子分开 使原子间的共价键断裂 则要吸收热量 拆开1mol某种共价键需要吸收或形成1mol某种共价键需要放出的能量 就是该共价键的键能 共价键的键能越大 该共价键越牢固 含有该键的分子越稳定 7 化学键物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用叫做化学键 常见的化学键有离子键 共价键和金属键 其中金属键在中学阶段不作要求 只作了解 8 结构式和结构简式 1 结构式结构式是表示共价分子的一种方式 结构式中 原子间的一条短线表示一个共用电子对 电子式和结构式的关系 将电子式中的共用电子对换为短线 每个共用电子对用一条短线表示 去掉电子式中的非共用电子对 所得即为结构式 结构式与球棍模型的关系 将结构式中的短线换作棍 每条短线换为一根棍 将结构式中的元素符号代表的原子换为球 同一种元素用同一种球表示 所得即球棍模型 2 结构简式省去结构式部分或全部化学键所得式子 叫做结构简式 如乙烷和乙烯的结构简式分别为ch3ch3 或ch3 ch3等 ch2 ch2 9 含碳化合物种类和数目繁多的原因含碳化合物种类和数目繁多 是因为碳原子形成共价键的能力较强 成键形式多样 可以形成碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键 碳碳间可以连接成碳链 也可以连接成碳环 有机物同分异构体很多 三 分子间作用力1 分子与分子之间存在相互作用我们把分子聚集在一起的作用力 叫做分子间作用力 又叫做范德瓦尔斯力 或范德华力 译音 2 分子间作用力存在的范围分子间作用力存在于组成物质的分子与分子之间 不仅存在于纯净物里的同种分子间 也存在于混合物的不同分子之间 3 分子间作用力的实质与强弱分子间作用力是分子之间的电性作用 分子间作用力比化学键弱得多 4 影响分子间作用力大小的因素不同物质 分子之间的作用力往往不同 影响分子间作用力大小的因素较多 如分子的质量 分子的极性 其实是分子的一种电性显示 分子之间的距离 聚集状态 等 例如 组成与结构相似的分子 相对分子质量越大 分子间作用力越大 5 分子间作用力与物质性质的关系分子间作用力的大小 直接影响着由分子组成的物质的某些物理性质 如熔沸点的高低和溶解性的大小 分子间作用力越大 物质的熔沸点越高 溶解度越大 比较以下物质分子间作用力以及物质熔点和沸点高低 f2 cl2 br2 i2 he ne ar kr xe 6 水分子间的氢键 1 水分子氢键的存在 一个分子中的氢原子跟另一个水分子中的氧原子形成的较强分子间作用力 2 水分子间的氢键对水的物理性质的影响以及原理由于水分子间氢键的存在 使水的熔沸点升高 使冰的密度减小 在水蒸气中水以单个的h2o分子形式存在 在液态水中 经常是几个水分子通过氢键结合起来 形成 h2o n 在固态水 冰 中 水分子大范围地以氢键互相联结 形成相当疏松的晶体 从而在结构中有许多孔隙 造成体积膨胀 密度减小 因此冰能浮在水面上 如果没有氢键的存在 冰的密度就会比水大 则地球上的所有水体在冬天结冰时 水生生物都会冻死 考点一半径大小比较 例1几种1 18号元素的原子半径和主要化合价见下表 下述说法正确的是 a m原子易形成共价键 难形成离子键b x y分别投入0 1mol l 1盐酸或2mol l 1的氢氧化钠溶液中 x反应都比y剧烈c m与q形成的22电子分子一定能被naoh溶液吸收 且只生成一种化合物d z的氢化物的还原性比l的氢化物的还原性弱 a 解析 根据表给信息 元素z q元素的最低价态均为 2价 说明它们原子的最外层电子数相同 均为6 再根据其原子半径可推知z为s q为o l最低化合价为 1 原子最外层有7个电子 且有正价 故l为cl m的半径较小但大于q 再结合其他信息可得m为c x为mg y为al 碳原子最外层有4个电子 既难得电子 又难失电子 易形成共价键 a项正确 镁 x 在盐酸中反应比铝 y 剧烈 而氢氧化钠溶液中 铝 y 反应 镁不能反应 b项错误 m与q形成化合物有co co2 二氧化碳分子的电子数为22 二氧化碳与氢氧化钠反应生成两种盐 碳酸钠 碳酸氢钠 c项错误 z的氢化物为h2s 其还原性比氯化氢强 d项错误 方法技巧点拨 微粒大小比较是中学化学的考点之一 一般是同周期 同主族或电子层结构相同的或是同元素的原子和其离子等的比较的综合应用 要注意变形 间接比较的问题 考点二微粒之间的作用力 例2判断物质在下列变化过程中克服的微粒之间的作用力 1 水的汽化 2 甲烷在高温下受热分解生成炭黑和氢气 3 固体氯化镁熔化 4 干冰升华 解析 水受热汽化成水蒸气 水分子的结构没有受到破坏 只是分子热运动加剧 分子间距离变大 克服的作用力是分子间作用力 氢键 甲烷在高温下受热分解 需要克服ch4中的c h键才能生成炭黑和氢气 因此克服的是共价键 固体氯化镁受热熔化 其构成微粒氯离子和镁离子的热运动加剧 克服的是离子键 干冰升华成二氧化碳气体 二氧化碳分子的结构没有受到破坏 分子热运动加剧 分子间距离变大 克服的作用力是分子间作用力 方法技巧点拨 构成微粒间的作用力要从构成微粒的性质着手 如果构成的物质的微粒是离子则作用力为离子键 如果构成物质的微粒是原子 则原子能间的作用力为共价键 如果构成物质的微粒是分子 则其作用力为分子间作用力 答案 1 分子间作用力 2 共价键 3 离子键 4 分子间作用力 例3用电子式表示下列化合物的形成过程 正确的在后面括号中填 错误的在后面括号中填 考点三电子式书写 解析 此题考查了电子式的书写 用电子表示化合物的形成过程 首先要判断生成的化合物是离子化合物 还是共价化合物 共价化合物中共用电子对的表述要正确 离子化合物中阴 阳离子的表述要正确 1 有两处错误 将 写成了 阴离子 cl 的电子式未加 表示 正确写法是 2 错误 不能将两个氟离子合在一起写 正确写法是 即可将反应物中的两个氟原子合在一起写 3 错误 用电子式表示化合物 或单质 的形成过程时 反应物中要写原子的电子式 不能写分子的电子式 正确写法为 4 正确 mg3n2是离子化合物 mg3n2晶体中阴 阳离子交替出现 方法技巧点拨 书写物质的电子式的规律 用电子表示化合物的形成过程 首先要判断生成的化合物是离子化合物 还是共价化合物 应把每个原子的最外层电子都表示出来 对于离子和离子化合物的电子式书写必须规范化 而规范的前提是准确理解电子式的定义 其表示的是原子的最外层电子 相同的离子不能合并 阳离子的电子式只写离子符号 对于离子化合物的电子式要标出离子所带的电荷数及其电性 阴离子要加 以表示这些电子属于该原子 考点四结构式的书写及应用 例4下列结构图中 大黑点 代表原子序数从1到10的元素的原子实 原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分 小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子 短线代表价键 示例 f2 根据各图表示的结构特点 写出该分子的化学式 a b c d nh3 hcn co nh2 2 bf3 解析 此题考查了学生的认知图象 分析物质结构 原子间的成键规律等内容 该题是将电子式 结构式等结合在一起考查的一个好题 解决的思路就是要准确地掌握电子式和结构式的意义 结构式中 每条短线代表1个共用电子对 在不含配位键的化合物中 共用电子对中的2个电子分别来自2个原子 在用原子实表示的结构式中 原子的最外层电子数 原子实上的短线数 原子实的小黑点数 将化学键看作1对电子 2原子各占其一 根据原子的最外层电子数确定原子的名称 最后可得答案 方法技巧点拨 该类题目解决的前提是要准确地掌握电子式和结构式的意义 熟悉1 20号 或说主族元素 稀有气体等元素原子核核外最外层电子排布 在此基础上由形成稳定化合物时的成键情况判断 例5 naf nai mgo均为离子化合物 从下列数据判断三种化合物熔点的高低顺序为 考点五熔点高低比较 a b c d b 解析 naf nai mgo均为离子化合物 熔化时离子键断裂 naf nai mgo的键长分别为2 31 3 18 2 10 因此熔点 mgo naf nai 方法技巧点拨 根据化合物的类型 判断有关物质熔化时破坏的作用力 离子化合物熔点的高低是由离子键的键能大小决定的 键能越大 熔点越高 而键能的大小是由离子所带的电荷以及半径的大小决定的 半径越小 所带电荷越多键能就越大 熔点就越高 1 2011 浙江 x y z m w为五种短周期元素 x y z是原子序数依次递增的同周期元素 且最外层电子数之和为15 x与z可形成xz2分子 y与m形成的气态化合物在标准状况下的密度为0 76g l w的质子数是x y z m四种元素质子数之和的1 2 下列说法正确的是 a 原子半径 w z y x mb xz2 x2m2 w2z2均为直线型的共价化合物c 由x元素形成的单质不一定是原子晶体d 由x y z m四种元素形成的化合物一定既有离子键 又有共价键 c 解析 x y z m w依次为c n o h naa 错误 原子半径 c n o b 错误 w2z2即h2o2为折线型分子 c 石墨 c60等为非原子晶体 d nh4hco3为离子化合物 符合条件 反例ch3 no2为共价化合物 2 2011 安徽 科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的n no2 3 已知该分子中n n n键角都是108 1 下列有关n no2 3的说法正确的是 a 分子中n o间形成的共价键是非极性键b 分子中四个氮原子共平面c 该物质既有氧化性又有还原性d 15 2g该物质含有6 02 1022个原子 c 解析 n和o两种原子属于不同的非金属元素 它们之间形成的共价键应该是极性键 a错误 因为该分子中n n n键角都是108 1 所以该分子不可能是平面型结构 而是三角锥形 b错误 由该分子的化学式n4o6可知分子中氮原子的化合价是 3价 处于中间价态 化合价既可以升高又可以降低 所以该物质既有氧化性又有还原性 因此c正确 该化合物的摩尔质量是152g mol 因此15 2g该物质的物质的量为0 1mol 所以含有的原子数0 1 10 6 02 1023 6 02 1023 因此d也不正确 3 2011 四川 下列说法正确的是 a 分子晶体中一定存在分子间作用力 不一定存在共价键b 分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸c 含有金属离子的晶体一定是离子晶体d 元素的非金属型越强 其单质的活泼型一定越强 a 解析 分子中含两个氢原子的酸不一定是二元酸 例如甲酸hcooh 金属晶体中含有金属阳离子 但不是离子晶体 元素的非金属性越强 其单质的活泼性不一定越强 例如氮气 4 2010 全国 下列各项表达中正确的是 a na2o2的电子式为b 106g的乙醇和丙醇混合液完全燃烧生成的co2为112l 标准状况 c 在氮原子中 质子数为7而中子数不一定为7d cl 的结构示意图为 c 解析 na2o2是离子化合物 其电子式应标出阴 阳离子 a错 只有当乙醇与丙醇按照物质的量1 1混合时 106g混合物燃烧才生成标准状况下co2气体112l b错 由于同位素的存在 可知c项正确 cl 核外有18个电子 d错 5 2009 安徽 石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料 结构示意图如下 可由石墨剥离而成 具有极好的应用前景 下列说法正确的是 a 石墨烯与石墨互为同位素b 0 12g石墨烯中含有6 02 1022个碳原子c 石墨烯是一种有机物d 石墨烯中的碳原子间以共价键结合 解析 石墨烯和石墨都是碳单质 不能叫同位素 a错 0 12g石墨烯中含碳原子0 01mol 即6 02 1021个碳原子 b错 石墨烯中只含有碳原子 属于无机物 c错 答案 d 6 2011 辽宁省协作学校期末 下列说法正确的是 a 在同一个分子中