4、电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。
如:
F->Na+>Mg2+>Al3+
5、同一元素不同价态的微粒半径,价态越高离子半径越小。
如Fe>Fe2+>Fe3+
1、定义:
相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用。
①、定义:
阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键
②、存在:
离子化合物(NaCl、NaOH、Na2O2等);离子晶体。
①、定义:
原子间通过共用电子对所形成的化学键。
②、存在:
共价化合物,非金属单质、离子化合物中(如:
NaOH、Na2O2);
化学键共价键分子、原子、离子晶体中。
2、分类③、分类:
极性键共价化合物
非极性键非金属单质
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。
3、表示方式:
电子式、结构式、结构简式(后两者适用于共价键)
定义:
把分子聚集在一起的作用力
分子间作用力(范德瓦尔斯力):
影响因素:
大小与相对分子质量有关。
作用:
对物质的熔点、沸点等有影响。
①、定义:
分子之间的一种比较强的相互作用。
分子间相互作用②、形成条件:
第二周期的吸引电子能力强的N、O、F与H之间(NH3、H2O)
③、对物质性质的影响:
使物质熔沸点升高。
④、氢键的形成及表示方式:
F-—H···F-—H···F-—H···←代表氢键。
氢键OO
HHHH
O
HH
⑤、说明:
氢键是一种分子间静电作用;它比化学键弱得多,但比分子间作用力稍强;是一种较强的分子间作用力。
定义:
从整个分子看,分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。
非极性分子双原子分子:
只含非极性键的双原子分子如:
O2、H2、Cl2等。
举例:
只含非极性键的多原子分子如:
O3、P4等
分子极性多原子分子:
含极性键的多原子分子若几何结构对称则为非极性分子
如:
CO2、CS2(直线型)、CH4、CCl4(正四面体型)
极性分子:
定义:
从整个分子看,分子里电荷分布是不对称的(正负电荷中心不能重合)的。
举例双原子分子:
含极性键的双原子分子如:
HCl、NO、CO等
多原子分子:
含极性键的多原子分子若几何结构不对称则为极性分子
如:
NH3(三角锥型)、H2O(折线型或V型)、H2O2
四、化学键与物质类别关系的规律
(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N2、I2、P4、金刚石、晶体硅
(2)只含有极性共价键的物质:
一般是不同非金属元素构成的化合物,如HCl、NH3、CS2等。
(3)既有非极性键又有极性键的物质:
如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6等
(4)只含有离子键的物质:
活泼金属元素和活泼非金属元素形成的化合物,如Na2S、NaH等。
(5)既有离子键又有非极性键的物质,如Na2O2、CaC2等。
(6)由强极性键构成但又不是强电解质的物质是:
HF。
(7)只含有共价键而无范德瓦耳斯力的化合物,如:
原子晶体SiO2、SiC等。
(8)无化学键的物质:
稀有气体,如氩等。
五、四大晶体
非晶体离子晶体
固体物质分子晶体
晶体:
原子晶体
金属晶体
①构成微粒:
离子
②微粒之间的相互作用:
离子键
③举例:
CaF2、KNO3、CsCl、NaCl、Na2O等
NaCl型晶体:
每个Na+同时吸引6个Cl-离子,每个Cl-同
结构特点时吸引6个Na+;Na+与Cl-以离子键结合,个数比为1:
1。
④微粒空间排列特点:
CsCl型晶体:
每个Cs+同时吸引8个Cl-离子,每个Cl-同时吸引8个Cs+;Cs+与Cl-以离子键结合,个数比为1:
1。
离子晶体:
⑤说明:
离子晶体中不存在单个分子,化学式表示离子个数比的式子。
①、硬度大,难于压缩,具有较高熔点和沸点;
性质特点②、离子晶体固态时一般不导电,但在受热熔化或溶于水时可以导电;
③、溶解性:
(参见溶解性表)
晶体晶胞中微粒个数的计算:
顶点,占1/8;棱上,占1/4;面心,占1/2;体心,占1
①、构成微粒:
分子
结构特点②、微粒之间的相互作用:
分子间作用力
③、空间排列:
(CO2如右图)
分子晶体:
④、举例:
SO2、S、CO2、Cl2等
①、硬度小,熔点和沸点低,分子间作用力越大,熔沸点越高;
性质特点②、固态及熔化状态时均不导电;
③、溶解性:
遵守“相似相溶原理”:
即非极性物质一般易溶于非极性分子溶剂,极性分子易溶于极性分子溶剂。
①构成微粒:
原子
②微粒之间的相互作用:
共价键
③举例:
SiC、Si、SiO2、C(金刚石)等
Ⅰ、金刚石:
(最小的环为非平面6元环)
结构特点每个C被相邻4个碳包围,处于4个C原子的中心
④微粒空间排列特点:
原子晶体:
Ⅱ、SiO2相当于金刚石晶体中C换成Si,Si与Si间间插O
⑤说明:
原子晶体中不存在单个分子,化学式表示原子个数比的式子。
①、硬度大,难于压缩,具有较高熔点和沸点;
性质特点②、一般不导电;
③、溶解性:
难溶于一般的溶剂。
①、构成微粒:
金属阳离子,自由电子;
结构特点②、微粒之间的相互作用:
金属键
③、空间排列:
金属晶体:
④、举例:
Cu、Au、Na等
①、良好的导电性;
性质特点②、良好的导热性;
③、良好的延展性和具有金属光泽。
①、层状结构
结构:
②、层内C——C之间为共价键;层与层之间为分子间作用力;
过渡型晶体(石墨):
③、空间排列:
(如图)
性质:
熔沸点高;容易滑动;硬度小;能导电。
晶体分类与性质对比:
离子晶体
分子晶体
原子晶体
金属晶体
结构
组成
粒子
阴、阳离子
分子
原子
金属阳离子
和自由电子
粒子间作用
离子键
范德瓦耳斯力
共价键
金属键
物
理
性
质
熔沸点
较高
低
很高
有高有低
硬度
硬而脆
小
大
有大有小、有延展性
溶解性
一般易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂
极性分子易溶于极性溶剂
不溶于任何溶剂
难溶(钠等与水反应)
导电性
晶体不导电;能溶于水的其水溶液导电;熔化导电
晶体不导电,溶于水能电离的,其水溶液可导电;熔化不导电
不良(半导体Si)
良导体(导电传热)
典型实例
NaCl、NaOH、Na2O、CaCO3
干冰、白磷、冰、硫磺
金刚石、SiO2、晶体硅、SiC
Na、Mg、Al、Fe、Cu、Zn
【典例精析】
[例1]根据表1信息,判断以下叙述正确的是()
表1 部分短周期元素的原子半径及主要化合价
元素代号
L
M
Q
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.112
0.104
0.066
主要化合价
+2
+3
+2
+6、-2
-2
A.氢化物的沸点为H2T<H2R B.单质与稀盐酸反应的速率为L<Q
C.M与T形成的化合物具有两性D.L2+与R2-的核外电子数相等
【解析】T只有-2价,且原子半径小,所以T为O元素;R的最高正价为+6价,最低价为-2价,所以R为S元素;L的原子半径最大,化合价为+2价,所以L为Mg;M的原子半径介于Mg和S之间且化合价为+3价,所以M为Al;而Q的原子半径在Mg和O之间且化合价为+2价,所以Q为Be。
选项A中由于H2O中存在氢键,所以沸点:
H2>H2R;选项B中由于Mg的金属性比Al强,所以与HCl反应的速率:
L>Q;选项C中Al和Be的化合物具有两性;选项D中Mg2+只有两个电子层而S2-具有三个电子层。
【答案】C
[例2]下列指定微粒的个数比为2:
1的是()
A.Be2+离子中的质子和电子B.H原子中的中子和质子
C.NaHCO3晶体中的阳离子和阴离子D.BaO2(过氧化钡)固体中的阴离子和阳离子
[解析]Be2+中含有4个质子、2个电子。
H原子中含有1个中子和1个质子。
NaHCO3晶体中的钠离子跟碳酸氢根离子的个数比为1:
1。
BaO2(过氧化钡)固体中含有Ba2+、O22-阴离子和阳离子的个数比为1:
1。
所以答案选A。
[例3]xx年美国《科学》杂志报道:
在40GPa高压下,用激光器加热到1800K,人们成功制得了原子晶体干冰,下列推断中不正确的是()。
(A)原子晶体干冰有很高的熔点、沸点,有很大的硬度
(B)原子晶体干冰易气化,可用作制冷材料
(C)原子晶体干冰的硬度大,可用作耐磨材料
(D)每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键
[解析]解答前,应先弄清是要考查干冰的性质、还是要考查原子晶体的性质。
有的同学没有分析清楚这一点,认为是考查干冰的性质,因而造成错解。
通过“原子晶体干冰”来考测解题者对“原子晶体性质”的理解程度。
原子晶体硬度大、熔点和沸点高,所以A和C两种说法正确。
联想到二氧化硅晶体结构,可得出D说法也是正确的。
答案应选B。
【专题训练】
1.短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如图所示,则下列说法正确的是()
A.X是活泼的非金属
B.三种元素中Y的非金属性最强,其氢化物的水溶液是强酸
C.Z的最高价氧化物的水化物是强酸
D.Y的最高价氧化物的水化物是一种强酸
2.下列叙述正确的是()
A.原子晶体中只存在非极性共价键
B.干冰升华时,分子内共价键会发生断裂
C.由原子构成的晶体可以是原子晶体,也可以是分子晶体
D.只要含有金属阳离子的晶体就一定是离子晶体
3.A、B、C、D、E均为短周期元素。
A、B、C位于同一周期相邻位置,它们分别与D形成的分子中都有10个电子,且A和C的原子序数之比为3︰4。
E原子半径是短周期元素原子半径最大的。
则下列叙述正确的是()
A.A和C能形成共价化合物
B.由B、D原子构成的分子的结构是正四面体
C.E和C只能形成E2C一种化合物
D.由A、B、C、D四种元素形成的化合物一定不属于无机盐
4.下列说法中正确的是()
A.非金属原子组成的化合物不可能是离子化合物
B.ⅠA族元素的金属性一定比ⅡA族元素的金属性强
C.同一主族元素组成的化合物一定是共价化合物
D.NH5中的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子电子层结构,1molNH5中含有4NA个N—H键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
5.X、Y为短周期元素,X位于IA族,X与Y可形成化合物X2Y,下列说法正确的是()
A.X的原子半径一定大于Y的原子半径
B.X与Y的简单离子不可能具有相同的电子层结构
C.两元素形成的化合物中,原子个数比不可能为1︰1
D.X2Y可能是离子化合物,也可能是共价化合物
6.右图表示元素周期表前四周期的一部分,关于元素X、Y、Z、W的叙述正确的是()
X
Y
Z
W
①X、Y的最高价氧化物的水化物酸性为Y②Y、Z的气态氢化物的稳定性Y③W的单质常温下呈液态,可与铁粉反应
④W的原子序数比Z大9
A.只有③B.①②C.①②③D.①②③④
7.元素A和B的原子序数都小于18。
已知A元素原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;B元素原子的M电子层数为(a-b),L层电子数为(a+b),则A、B两元素所形成的化合物的性质可能有()
A.能与水反应B.能与氢氧化钠反应
C.能与硫酸反应D.不能与碳酸钠反应
8.通常情况下,微粒A和B为分子,C和E为阳离子,D为阴离子,它们都含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。
请回答:
(1)用化学符号表示下列4种微粒:
A:
;B:
;C:
;D:
。
(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式:
。
9.A、B、C、D、E均为短周期元素,且原子序数依次递增。
A、E同主族,B、D同周期,且B和D最外层电子数之和为10;A与D可形成,AD、AD共价化合物。
请回答下列问题。
(1)D位于周期表第_______周期,_________族;
(2)E离子的结构示意图为_______________;与E同周期的元素中,金属性最弱的金属元素名称是________,最稳定的气态氢化物的化学式为_________;
(3)C的电子式为_____,B与D通常能形成_____晶体,在ED中含有的化学键有;
(4)由A、B、C、D四种元素组成的离子化合物的化学式为(写出一种即可)_______________,组成的共价化合物的结构简式为(写出一种即可)___________________;
10.A、B、C、D、E均为短周期元素,且原子序数依次增大。
已知B元素在自然界中组成化合物的种类最多;D原子最外层电子数与核外电子数之比为3:
4;A与D、E与D均可组成原子个数比为1:
1和2:
1的两种化合物。
据此回答:
(1)由A、C、D三种元素可组成多种化合物,写出其中两种常见化合物的化学式
、。
(2)在C和B组成化合物(CB)2中,C、B原子均满足最外层8电子结构,,则(CB)2的电子式是。
(3)化合物E3C与水反应的原理和碳化钙与水反应的原理相同,写出E3C与盐酸反应的化学方程式。
(4)已知B与A可组成化合物甲,D与A可组成化合物乙,每个甲、乙分子中均含有18个电子
①甲在过量的D单质中充分燃烧,燃烧热是1559kJ/mol,写出该反应的热化学方程式。
②在酸性条件下,向FeI2的淀粉溶液中加入乙,溶液变蓝。
当1molFe2+被氧化成Fe3+时,反应中电子转移为4mol,写出该反应的离子方程式
。
11.已知aA、bB、cC、dD、eE均为短周期元素,且原子序数依次增大。
已知A、D同主族,A与其他元素均不同周期,B、C、E三种元素在周期表中的位置如图所示,且BC对应的单质在常温下为无色气体。
请回答下列问题:
⑴A、B形成的四原子核化合物属于__________(填“极性”或“非极性”)分子,其易液化,原因是___________________________。
⑵由A、C两元素组成的三种10电子微粒是___________、____________、_______________
⑶甲是由A、C两元素形成的常见四原子核化合物,乙是由A、C、E形成的六原子核化合物,乙的水溶液和甲的水溶液相互反应的化学方程式为
_____________________。
⑷从五种元素中任选三种元素,组成化合物X和Y,在下列表格中按要求填写相应的化学式(每空只写一种即可)。
XpH>7(25℃)
YpH<7(25℃)
抑制水的电离__________________
抑制水的电离:
____________________
促进水的电离:
_________________
促进水的电离:
____________________
12.短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,它们的原子核外电子层数之和为10;B的化合物种类繁多,数目庞大。
C、D是空气中含量最多的两种元素;D、E两单质可以生成两种不同的离子化合物。
⑴写出E的单质与A、D两元素形成其常见化合物反应的离子方程式___________。
⑵由A、C、D三元素所形成的常见盐与氢氧化钠反应的方程式为_________________
⑶B的相对分子质量最小的氢化物,写出其化学式___________。
⑷X、Y是均由C、D两元素组成的化合物,且C、D在X、Y中的价态相同,某温度下相互转化时的量变关系如下图:
0.2
0.4
(I)X的化学式是___________
(II)图中a、b、c、d四点中,表示反应处于平衡状态的是___________
(III)反应进行到t2时刻,改变的条件可能是___________
13.U、V、W、X、Y为短周期元素,且原子半径依次增大,U、V同主族,V、W、X、Y处于同周期,U的最高价氧化物所对应的水化物与其气态氢化物反应生成盐A,U、W、Y的最高价氧化物对应的水化物能互相反应生成盐,Z为血红蛋白中所必需的金属元素,且U、W、Z分别能与氧元素形成U203、W2O3、Z2O3。
回答下列问题:
(1)U的气态氢化物分子的电子式为。
盐A中阳离子的检验方法是。
(2)1molV的最高价氧化物对应的水化物与3molKOH恰好完全反应,其产物的化学式为。
(3)W的单质与Y的最高价氧化物对应的水化物的溶液反应,其离子方程式是:
。
(4)如下图所示的两个实验装置中,溶液的体积均为100mL,开始时硫酸溶液的浓度均为0.055mol/L,工作一段时间后。
测得导线中均通过0.01mol电子(若不考虑盐的水解和溶液体积的变化)。
①中溶液的pH为:
②中X电极质量改变量为
(5)z单质与水在一定条件下反应的化学方程式为。