化学键与分子间作用力.ppt

第2章化学键与分子间作用力 1 了解共价键的形成 能用键长 键能 键角等说明简单分子的某些性质 2 了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型 sp sp2 sp3 能用价电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构 3 了解化学键与分子间作用力的区别 4 了解氢键的存在对物质性质的影响 能列举含氢键物质 5 理解离子键的形成 6 理解金属键的含义 能用金属键理论解释金属的一些物理性质 一 几种化学键的概念和特征 静电 作用 共用电子对 原子核 金属阳离子 孤对电子 空轨道 无方向性 无饱和性 有方向性 饱和性 共价化合物与离子化合物 1 判断 2 共价化合物与离子化合物所含键的类型 在下列变化过程中 既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是 A 将SO2通入水中B 火碱溶于水C 将HCl通入水中D 硫酸氢钠溶于水 下列说法正确的是 A 离子键就是使阴 阳离子结合成化合物的静电引力 B 所有金属与所有非金属原子之间都能形成离子键 C 在化合物CaCl2中 两个氯离子之间也存在离子键 D 钠原子与氯原子结合成氯化钠后变稳定了 固体A的化学式为NH5 它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构 则下列有关说法中 不正确的是 A NH5中既有离子键又有共价键B NH5的熔 沸点高于NH3C 1molNH5中含有5molN H键D NH5固体投入少量水中 可产生两种气体 二 共价键 1 本质 在原子之间形成共用电子对 2 特征 具有饱和性和方向性 3 分类 头碰头 肩并肩 发生偏移 不发生偏移 一对 两对 三对 H 探究思考1 判断下列说法是否正确 1 s s 键与s p 键的电子云形状对称性相同 2 碳碳双键的键能是碳碳单键键能的2倍 3 键能单独形成 而 键一定不能单独形成 4 键可以绕键轴旋转 键一定不能绕键轴旋转 5 双键中一定有一个 键 一个 键 叁键中一定有一个 键 两个 键 1 1个乙烯分子中有个 键 有个 键1个乙炔分子中有个 键 有个 键它们在进行加成反应时断裂的是键 2 1个CH3 CH CH2分子中有个 键有个 键 3 1molHCN分子中有个 键 有个 键 4 下列分子中既含有 键又含有 键 既含有极性键又含有非极性键的是 A CO2B N2C H2O2D C2H2 5 化学反应CO2 4H2 CH4 2H2O若有1molCH4生成 则有mol 键和mol 键断裂 5 等电子原理相同 相同的分子具有相似的化学键特征 它们的许多性质 如CO和 原子总数 价电子总数 相似 N2 高中常见的等电子体 CO和N2 CO2 SCN N2O N3 价电子总数都为16 都为直线型结构 CO32 NO3 SO3价电子数都为24 都为平面三角形结构SO2 O3 NO2 价电子数都为18 都为平面V形结构SO42 PO43 价电子数为32 都为正四面体结构PO33 SO32 ClO3 价电子数为26 都为三角锥结构CCl4和SiCl4价电子数为32 都为正四面体结构 三 分子的空间构型1 杂化轨道理论 相近 能量 2 用杂化轨道理论推测分子的立体构型 2 3 4 180 直线形 120 平面三角形 109 28 正四面体形 价电子对数法 ABm型分子价电子对数 n 计算方法 m称为ABm分子的配位数 中心原子杂化方式与分子空间构型的关系 练习 练习 中心原子杂化方式的判断方法 1 看键的类型 2 分子空间构型 NH4 H3O 1 下列各种说法中错误的是 A 形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤电子对 B 配位键是一种特殊的共价键 C 配合物中的配体可以是分子也可以是阴离子 D 共价键的形成条件是成键粒子必须有未成对电子 2 能区别 Co NH3 4Cl2 Cl和 Co NH3 4Cl2 NO3两种溶液的试剂是 A AgNO3溶液B NaOH溶液C CCl4D 浓氨水 三 离子键 1 称为离子键 阴 阳离子 3 成键的本质 阴阳离子间的静电作用 4 成键的条件 活泼金属元素的原子和活泼的非金属元素的原子 含有离子键的化合物就是离子化合物 使阴 阳离子结合成离子化合物的静电作用 2 成键的微粒 哪些物质中含有离子键 2 从形成元素角度来看 活泼的金属元素 IA IIA 和活泼的非金属元素 VIA VIIA 形成的化合物 一般认为元素电负性差值大于1 7 5 离子化合物的判断 1 从组成角度来看 含金属阳离子或铵根离子 NH4 的化合物 4 从实验角度来看 哪些物质中含有离子键 强碱 大多数盐 金属氧化物 3 从物质类别的角度来说 离子化合物通常包括 和 熔融状态下能导电的化合物 判断正误 1 离子键是阴阳离子之间强烈的相互吸引作用 2 含有离子键的化合物就是离子化合物 3 离子化合物中肯定含有离子键 4 离子化合物中只能含有离子键 5 共价化合物中不能含有离子键 6 离子化合物中肯定含有阴离子 7 含有阳离子的物质一定是离子化合物 8 含有阳离子的物质一定含有阴离子9 含有阴离子的物质一定含有阳离子 10 固态时不导电 其水溶液能导电的化合物 一定是离子化合物 11 熔融状态下能导电的物质 一定是离子化合物 12 全部由非金属元素组成的化合物 不可能是离子化合物 6 离子键的特征 没有方向性 阴阳离子是球形对称的 电荷的分布也是球形对称的 它们在空间各个方向上的静电作用相同 都可以和带不同电荷的离子发生作用没有饱和性 在静电作用能达到的范围内 只要空间条件允许 一个离子可以多个离子发生作用 7 影响离子键强弱的因素 离子所带的电荷 离子半径的大小 电荷数越高离子键越强 离子半径越小离子键越强 应用 离子键越强 其形成化合物的熔沸点就越高 硬度越大 2 下列离子晶体中 硬度最大的是 练习 1 离子化合物NaCl KCl RbCl的熔点由高到低的顺序是 A MgOB MgCl2 C CaOD K2S 练习 比较下列离子键强度 LiFNaClCsI 比较下列晶体的熔沸点 MgOCaOLiFNaCl 原子的电子式 三 电子式 共价化合物的电子式 阳离子的电子式 阴离子的电子式 离子化合物的电子式 1 分类 分子间作用力最常见的是和 2 强弱 范德华力 氢键 化学键 3 范德华力 范德华力主要影响物质的熔点 沸点 硬度等物理性质 范德华力越强 物质的熔点 沸点越高 硬度越大 一般来说 相似的物质 随着相对分子质量的增加 范德华力逐渐 分子的极性越大 范德华力也越大 四 分子间作用力 4 氢键 形成 已经与的原子形成共价键的 该氢原子几乎为裸露的质子 与另一个分子中的原子之间的作用力 称为氢键 表示方法 A H B 电负性很强 氢原子 电负性很强 说明a A B为电负性很强的原子 一般为N O F三种元素的原子 b A B可以相同 也可以不同 特征 具有一定的和 分类 氢键包括氢键和氢键两种 方向性 饱和性 分子内 分子间 H2O H2S H2Se H2Te HF HCl HBr HI NH3 PH3 AsH3 SbH3 CH4 SiH4 GeH4 SnH4 一些氢化物的沸点 结论 H2O NH3 HF比同主族氢化物的沸点高 为什么 在H2O分子中 由于O原子吸引电子的能力很强 H O键的极性很强 共用电子对强烈地偏向O原子 亦即H原子的电子云被O原子吸引 使H原子几乎成为 裸露 的质子 这个半径很小 带部分正电荷的H核 就能与另一个H2O分子中带部分负电荷的O原子的孤电子对接近并产生相互作用 这种静电相互作用就是氢键 水分子间形成的氢键 分子间氢键 分子内氢键 邻羟基苯甲醛 对羟基苯甲醛 熔点 2 沸点 196 5 熔点 115 沸点 250 氢键对物质性质的影响 1 分子间氢键使物质的熔 沸点 升高 2 分子内氢键使物质的熔 沸点 降低 3 对溶解度的影响在极性溶剂里 如果溶质分子与溶剂分子间可以生成氢键 则溶质的溶解度增大 如NH3极易溶于水 乙醇与水能以任意比例互溶4 对电离度的影响有机酸分子存在分子内氢键 电离度减小 1 判断下列说法是否正确 1 氢键是氢元素与其他元素形成的化学键 2 可燃冰 CH4 8H2O 中甲烷分子与水分子间形成了氢键 3 乙醇分子和水分子间只存在范德华力 4 碘化氢的沸点高于氯化氢的沸点是因为碘化氢分子间存在氢键 5 水分子间既存在范德华力 又存在氢键 6 氢键具有方向性和饱和性 7 H2和O2之间存在氢键 8 H2O2分子间存在氢键 2 1 H2O在乙醇中的溶解度大于H2S 其原因是 2013 江苏 21A 3 2 关于化合物 下列叙述正确的有 A 分子间可形成氢键B 分子中既有极性键又有非极性键C 分子中有7个 键和1个 键D 该分子在水中的溶解度大于2 丁烯 2013 浙江自选 15 3 3 已知苯酚 具有弱酸性 其Ka 1 1 10 10 水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键 据此判断 相同温度下电离平衡常数Ka2 水杨酸 Ka 苯酚 填 或 其原因是 2013 福建 31 4 4 化合物NH3的沸点比化合物CH4的高 其主要原因是 2011 江苏化学 21A 2 5 H2O分子内的O H键 分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 的沸点比高 原因是 2011 山东理综 32 3 1 双原子分子极性的判断 看元素组成 由不同元素构成的双原子分子 都是极性分子 如HCl CO等 由同种元素构成的双原子分子 单质 都是非极性分子 如Cl2 O2等 分子 双原子分子 多原子分子 ABm型分子 单原子分子 一定为非极性分子 五 分子的极性 极性分子 V型分子 H2O H2S SO2三角锥形分子 NH3 PH3非正四面体形分子 CHCl3 非极性分子 直线形分子 CO2 CS2 C2H2正三角形 BF3 SO3正四面体形分子 CH4 CCl4 CF4 多原子分子极性的判断 看空间构型 分子的极性与共价键的极性的关系 对称 不对称 相似相溶 规律 1 非极性溶质一般能溶于非极性溶剂2 极性溶质一般能溶于极性溶剂3 若存在氢键 则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大 溶解性越好 典例1 2011 福建高考改编 氮元素可以形成多种化合物 回答以下问题 1 基态氮原子的价电子排布式是 2 C N O三种元素第一电离能从大到小的顺序是 3 肼 N2H4 分子可视为NH3分子中的一个氢原子被 NH2 氨基 取代形成的另一种氮的氢化物 NH3分子的空间构型是 是 分子 填 极性 或 非极性 溶于水 填 难 或 易 N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 2 PCl3的结构类似于NH3 是一种三角锥形分子 下列有关叙述正确的是 A PCl3分子中三个P Cl键的键长 键能 键角都相等B PCl3分子中P原子采取sp3杂化 其中三个用于形成P Cl键 另一个为空轨道C PCl3分子中的P原子采取sp3杂化 因此其键角与甲烷分子的键角完全相同D PCl3是由极性键构成的非极性分子 3 已知A B C D E都是周期表中前四周期的元素 它们的核电荷数依次增加 其中A与B A与D在周期表中位置相邻 A原子核外有两个未成对电子 B元素的第一电离能比同周期相邻两种元素都大 C原子在同周期原子中半径最大 稀有气体除外 E与C位于不同周期 E原子核外最外层电子数与C相同 其余各电子层均充满 请根据以上信息 回答下列问题 答题时A B C D E用所对应的元素符号表示 1 A B C D四种元素电负性由大到小排列顺序为 2 B的氢化物的结构式为 其空间构型 3 E核外电子排布式是 E的某种化合物的结构如图所示 微粒间的相互作用包括化学键和分子间作用力 此化合物中各种粒子间的相互作用力有 4 A与B的气态氢化物的沸点 更高 A与D的气态氢化物的沸点 更高 5 A的稳定氧化物中 中心原子的杂化类型为 空间构型为 1 定义 2 成键微粒 3 金属键特征 金属中自由电子属于整块金属 4 金属的通性 六 金属键 金属离子与自由电子间的强烈相互作用 金属原子 阳离子 和自由电子 没有方向性 饱和性 导电 导热 延展性 有金属光泽等 金属的物理性质均与金属键有关 一般而言 金属元素的原子半径越小 单位体积内自由电子数目越大 金属键越强 金属晶体的硬度越大 熔 沸点越高 在金属晶体中 金属阳离子半径越小 金属离子所带电荷数越多 金属键越强 3 影响金属键强弱的因素 1 金属元素的原子半径 2 单位体积内自由电子的数目 比较下列金属金属键强弱硬度和熔沸点高低 NaMgAlLiNaK 1 金属晶体的形成是因为晶体中存在 2A 金属离子间的相互作用B 金属原子间的相互作用C 金属离子与自由电子间的相互作用D 金属原子与自由电子间的相互作用 练习 2 金属能导电的原因是 A 金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱B 金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C 金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D 金属晶体在外加电场作用下可失去电子 3 下列有关金属键的叙述错误的是 A 金属键没有方向性B 金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用C 金属键中的电子属于整块金属D 金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关 4 下列有关金属元素特性的叙述正确的是 A 金属原子只有还原性 金属离子只有氧化性B 金属元素在化合物中一定显正化合价C 金属元素在不同化合物中化合价均不相同D 金属元素的单质在常温下均为晶体 5 金属的下列性质与金属键