高三复习14 微粒之间的相互作用力.docx

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高三复习14微粒之间的相互作用力

专题14微粒之间的相互作用力

年级：

高三辅导科目：

化学课时数：

3

课题

高三复习：

微粒之间的相互作用力

教学目的

1、了解化学键的定义。

2、了解离子键的概念、形成以及离子化合物的概念。

3、了解共价键的概念、形成以及共价分子的特点。

4、掌握电子式、分子式、结构式、结构简式、键线式的表示方法。

教学内容

一、课前检测

1、下列说法中不正确的是（）

A、共价化合物中不可能含有离子键B、有共价键的化合物，不一定是共价化合物

C、离子化合物中可能存在共价键D、有离子键的化合物，不一定是离子化合物

答案：

D

2、下列各分子中所有原子都满足最外层8电子稳定结构且共用电子对发生偏移的是（）

A、BeCl2B、PCl3C、PCl5D、N2

答案：

B

3．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同，熔化时所克服的作用力也完全相同的是（）

A．CO2和SiO2B．NaCl和HClC．（NH4）2CO3和CO（NH2）2D．NaH和KCl

答案：

D

4．下列物质中分子间能形成氢键的是（）

A．N2B．HBrC．NH3D．H2S

答案：

C

二、知识点梳理

（一）化学键的含义与类型

1．化学键：

相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用。

2.化学反应的本质：

反应物中化学键断裂和生成物中的化学键形成。

3.化学键的常见类型：

离子键、共价键、金属键。

（二）、共价键

1.共价键的概念：

原子之间通过共用电子形成的化学键称为共价键。

2.形成共价键的条件:

同种或不同种的原子相遇时，若原子的最外层电子排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。

4.共价键的本质：

高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用是共价键的本质

5．共价化合物：

以共用电子对形成分子的化合物。

6．共价化合物的形成过程：

氯化氢分子的形成过程可表示为

7、形形色色的分子

大多数分子是由两个以上原子构成的，于是就有了分子中的原子的空间关系问题，这就是所谓“分子的立体结构”。

例如，三原子分子的立体结构有直线形和V形两种。

如C02分子呈直线形，而H20分子呈V形，两个H—O键的键角为105°。

三原子分子立体结构：

有直线形C02、CS2等，V形如H2O、S02等。

大多数四原子分子采取平面三角形和三角锥形两种立体结构。

例如，甲醛（CH20）分子呈平面三角形，键角约120°；氨分子呈三角锥形，键角107°。

四原子分子立体结构：

平面三角形：

如甲醛（CH20）分子等，三角锥形：

如氨分子等。

五原子分子的可能立体结构更多，最常见的是正四面体形，如甲烷分子的立体结构是正四面体形，键角为109°28/。

五原子分子立体结构：

正四面体形如甲烷、P4等

（三）、离子键

1．离子键的概念：

阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键。

2．成键元素：

一般存在于金属和非金属之间。

3．形成离子键的条件：

成键原子的得、失电子能力差别很大（典型金属与典型非金属之间）成键原子的电负性差值一般大于1.7。

（拓展）

4．离子键的本质：

阴、阳离子间的静电作用。

5.离子化合物：

由离子键构成的化合物。

6.形成过程：

氯化钠的形成过程可表示为

（拓展）金属键：

这种在金属阳离子和“自由电子”之间存在的强烈的相互作用，叫做金属键（metallicbond）。

有人将金属种阳离子与自由电子的关系形象地比喻为“金属阳离子浸泡在自由电子的海洋中”。

金属键的本质：

金属键本质上也是一种静电作用。

金属键与共价键：

金属键可以看成是由许多原子共用许多个电子形成的，所以，有人将金属键视为一种特殊的共价键。

但是，金属键与共价键有着明显的不同。

首先，金属键没有共价键所具有的方向性和饱和性；其次，金属键中的电子在整个三维空间运动，属于整块金属。

（四）电子式

电子式是表示微粒最外层电子结构的化学式。

通常是在元素符号的周围，用小黑点·（或×）等符号表示元素的原子或离子的最外层电子个数。

1、原子：

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、离子：

（1）阳离子：

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+、H3O+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。

例如：

（2）阴离子：

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：

3、共价型单质分子：

必须正确地表示出共用电子对数，并满足每个原子的稳定结构。

例如：

4、共价化合物：

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：

5、离子化合物：

离子化合物电子式的书写，是将阴阳离子（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：

6、用电子式表示化合物的形成过程：

（1）、共价化合物的形成过程示例：

（2）、离子化合物的形成过程示例：

（五）、分子间作用力及其对物质的影响

1、定义：

把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又称范德华力，其实质是分子间的电性引力。

从气体在降低温度、增大压强时能够凝结成液态或固态（在这个过程中，气体分子间的距离不断缩小，并由不规则运动的混乱状态转变成为规则排列）的事实可以证明分子存在着相互作用。

2、作用力强度：

范德华力很弱，约比化学键能小l-2数量级。

组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力也越大。

如:

卤素单质从F2～I2的熔、沸点越来越高？

相对分子质量越大，范德华力越大，熔、沸点越来越高。

3、对物质的影响：

分子间作用力能量远小于化学键能，分子间作用力一般只有每摩尔几千焦至几十千焦，比化学能小1-2个数量极，分子间作用力主要影响分子晶体类型物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。

存在于分子之间，且分子间充分接近时才有相互间的作用力，如固体和液体物质中。

（六）、氢键及其对物质性质的影响（拓展）

1、氢键的定义：

是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子（如水分子中的氢）与另一个分子中电负性很强的原子（N、O、F）之间的作用力。

以HF为例，在HF分子中，由于F原子吸引电子的能力很强，H-F键的极性很强，共用电子对强烈地偏向F原子，亦即H原子的电子云被F原子吸引，使H原子几乎成为“裸露”为质子。

这个半径很小、带部分正电荷的H核，与另一个HF分子带部分负电荷的F原子相互吸引。

这种静电吸引作用就是氢键。

2、氢键表示方法：

X—H…Y。

氢键不是化学键，为了与化学键相区别，在下图中用“…”来表示氢键，注意三个原子要在同一条直线上。

在用X-H…Y表示的氢键中，氢原子位于其间是氢键形成的最重要条件之一，同时，氢原子两边的X原子和Y原子所属元素具有很强的电负性、很小的原子半径是氢键形成的另一个条件。

由于X原子和Y原子具有强烈吸引电子的作用，氢键才能存在。

这类原子应该是位于元素周期表的右上角元素的原子，主要是氮原子、氧原子和氟原子。

有机物分子中含有羟基时，通常能形成氢键。

3、氢键的形成条件

由于氢键的存在，大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点较高。

另外，实验还证明，接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些。

用氢键能够解释这种异常性：

接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”。

后来的研究证明，氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。

例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。

4、氢键的类型：

分子间氢键、分子间内氢键

氢键既可以存在于分子之间，也可存在于分子内部的原子团之间。

如邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子之间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键，因而，前者的沸点低于后者的沸点。

分子内氢键和分子间氢键

尽管人们把氢键也称作“键”，但与化学键比较，氢键属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。

下面，让我们回到之前的问题，为什么水、氟化氢和氨的沸点出现反常。

如上图所示，NH3、HF和H2O的沸点反常，分子间形成氢键会使物质的熔点和沸点升高，这是因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键，从而需要消耗较多能量的缘故。

5、氢键对物质的影响：

分子间氢键使物质熔点升高；分子内氢键使物质熔点降低

以水为例，由于水分子间形成的氢键，增大了水分子间的作用，使水的熔沸点比同周期元素中H2S高。

当水结冰时，体积膨胀，密度减小。

这些反应的性质均与氢键有关。

在水蒸气中水以单个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空隙，造成体积膨胀，密度减少，因此冰能浮在水面上。

水的这种性质对水生物生存有重要的意义。

除此之外，接近水的沸点时，用实验测定的水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些。

这也是由于氢键的存在使接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子相互“缔合”，形成了一些“缔合原子”的原因。

分子间作用力与氢键的比较

分类

分子间作用力（范德华力）

氢键

概念

物质分子之间存在的微弱相互作用（实际上也是静电作用）

分子中与氢原子形成共价键的非金属原子，如果吸引电子的能力很强，原子半径又很小，则使氢原子几乎成为“裸露”的质子，带部分正电荷。

这样的分子之间，氢核与带部分负电荷的非金属原子相互吸引。

这种静电作用就是氢键

存在范围

分子间

某些含氢化合物分子间（如HF、H2O、NH3）及某些有机化合物分子内

强度比较

比化学键弱得多

比化学键弱得多，比分子间作用力稍强

影响强度的因素

随着分子极性和相对分子质量的增大而增大。

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

形成氢键的非金属原子，其吸引电子的能力越强、半径越小，则氢键越强。

（七）、晶体类型

1．分类

各种晶体类型的比较

离子晶体

原子晶体

分子晶体

金属晶体

存在微粒

阴阳离子

原子

分子

金属离子、自由电子

微粒间作用

离子键

共价键

范德华力

金属键

主要性质

硬而脆，易溶于极性溶剂，熔化时能够导电，溶沸点高

质地硬，不溶于大多数溶剂，导电性差，熔沸点很高

硬度小，水溶液能够导电，溶沸点低

金属光泽，是电和热的良导体，熔沸点高或低

实例

食盐晶体

金刚石

氨、氯化氢

镁、铝

2．物质溶沸点的比较

（1）不同类晶体：

一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体

（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。

①离子晶体：

离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。

②分子晶体：

对于同类分子晶体，式量越大，则熔沸点越高。

③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

①熔点：

固态物质>液态物质

②沸点：

液态物质>气态物质

三、重难点突破

考点