高考化学物质结构复习课件-微粒间的作用力

这是一份高考化学物质结构复习课件-微粒间的作用力，共60页。PPT课件主要包含了化学键断裂，化学键形成，离子键，共用电子对，共价键，饱和性，方向性，头碰头，肩并肩，非极性等内容，欢迎下载使用。
1．了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。2．了解共价键的主要类型(σ键和π键)。能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。3．了解极性键和非极性键。4．了解分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别。
1．共价键类型的判断及强弱比较。2．共价键、范德华力和氢键对物质性质的影响。3．晶体的组成、结构以及晶体类型的判断。4．同种和不同种晶体类型性质的比较。
一、化学键1．概念：使离子相结合或原子相结合的强烈作用力。2．化学反应的本质 反应物中的和生成物中的。
所有物质中都存在化学键吗？化学键只影响物质化学性质吗？提示　不是，稀有气体分子是单原子分子，分子中无化学键。化学反应中物质变化的本质就是旧化学键断裂和新化学键形成，由此可知任何物质的化学性质都受其化学键的影响(稀有气体除外)，由于物质的类型不同，有的物质发生物理变化需要克服化学键，其物理性质受化学键的影响，如金刚石、晶体硅、NaCl晶体中的化学键越强，其熔点就越高，硬度就越大。而有的物质如HCl、HBr、H2O等其中的化学键只影响化学性质，而与物理性质无关。
二、常见的化学键(一)离子键1．概念： 离子之间通过 作用形成的化学键。2．离子化合物：含有 的化合物。
活泼金属和活泼非金属一定形成离子键吗？非金属原子间能否形成离子键？提示　(1)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如AlCl3中Al—Cl键为共价键。(2)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可形成离子键，如NH4Cl等。
4．共价键的本质和特征共价键的本质是在原子之间形成 (电子云的 )。其特征是共价键具有和。
6.键参数(1)键能： 原子形成1 ml化学键释放的最低能量，键能越，化学键越稳定。(2)键长：形成共价键的两个原子之间的 ，键长越，往往键能越，共价键越稳定。(3)键角：在原子数超过 的分子中，两个共价键之间的夹角，是描述 的重要参数。
怎样判断化学键的类型和数目？提示　(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，这时形成离子键。(2)通过物质的结构式，可以快速有效地判断共价键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。
三、分子间作用力与物质性质1．概念：物质分子之间存在的相互作用力，称为分子间作用力。2．分类：分子间作用力最常见的是和 。3．强弱：范德华力 氢键 化学键。4．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 的增加，范德华力逐渐，分子的极性越大，范德华力也越大。
5．氢键(1)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。(2)表示方法：A—H…B说明　①A、B为电负性很强的原子，一般为N、O、F三种元素的原子。②A、B可以相同，也可以不同。(3)特征具有一定的性和 性。(4)分类氢键包括 氢键和 氢键两种。(5)分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点，对电离和溶解度等产生影响。
6．相似相溶原理非极性溶质一般能溶于，极性溶质一般能溶于。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性 。
下列事实均与氢键的形成有关，试分析其中氢键的类型。(1)冰的硬度比一般的分子晶体的大；(2)甘油的粘度大；(3)邻硝基苯酚20 ℃时在,水中的溶解度是对硝基苯酚的0.39倍；(4)邻羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的15.9倍，对羟基苯甲酸的电离常数是苯甲酸的0.44倍；(5)氨气极易溶于水；(6)氟化氢的熔点高于氯化氢。提示　(1)、(2)、(5)是分子间氢键；(3)、(4)中邻硝基苯酚、邻羟基苯甲酸存在分子内氢键，对硝基苯酚、对羟基苯甲酸存在分子间氢键；(6)中氟化氢存在分子间氢键，氯化氢无氢键。
四、晶体 1．晶体与非晶体
2.晶胞(1)概念：描述晶体结构的基本单元。(2)晶胞的排列特征①无隙：相邻晶胞之间没有。②并置：所有晶胞都是排列的，相同。
3．晶格能(1)定义：气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量，通常取正值，单位： 。(2)影响因素①离子所带电荷数：离子所带电荷数越多，晶格能越。②离子的半径：离子的半径越 ，晶格能越大。(3)与离子晶体性质的关系晶格能越大，形成的离子晶体越，且熔点越 ，硬度越。
固体物质都是晶体吗？玻璃属于晶体吗？提示　不是。固体物质可分为晶体与非晶体。玻璃属于一种特殊的固体叫做玻璃态物质。
CO2和SiO2在物理性质上有较大差异，而在化学性质上却有较多相似，你知道原因吗？提示　决定二者物理性质的因素：晶体类型及结构微粒间的作用力，CO2是分子晶体，其微弱的分子间作用力是其决定因素，SiO2是原子晶体，其牢固的化学键是其决定因素。二者的化学性质均由其内部的化学键决定，而C—O与Si—O键都是极性键。
四个结论·物质中的化学键(1)离子化合物中一定有离子键，可能含有共价键简单 离子组成的离子化合物中只有离子键，如MgO、NaCl等， 复杂离子(原子团)组成的离子化合物中既有离子键，又有共 价键，如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。(2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。(3)在非金属单质中只有共价键，如Cl2、O2等。(4)稀有气体是单原子分子，不存在化学键。
三种方法· 离子化合物和共价化合物的判断方法 (1)根据化学键的类型判断 凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有(2)根据化合物的类型来判断大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸和大多数有机物都属
共价键的化合物，一定是共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断①通常熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。②溶于③熔化状态下能导电的化合物是离子化合物，不导电的
水后不能发生电离的化合物是共价化合物。
一个关系·键参数与分子性质的关系
三点提醒·氢键应用要注意：(1)有氢键的分子间也有范德华力，但有范德华力的分子间不一定有氢键。(2)一个氢原子只能形成一个氢键，这就是氢键的饱和性。(3)分子内氢键基本上不影响物质的性质。三条途径·获得晶体的三条途径(1)熔融态物质凝固。(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。(3)溶质从溶液中析出。
在NaCl的晶胞中，如下图所示：
我的心得·分子的极性与共价键的极性的关系
(4)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃；(5)原子晶体的熔点不一定比离子晶体高，如石英的熔点为1 710 ℃，MgO的熔点为2 852 ℃。(6)金属晶体的熔点不一定比分子晶体的熔点高，如Na的熔点为97 ℃，尿素的熔点为132.7 ℃。
问题征解·为什么石墨的熔沸点很高，而且质软易滑？提示　石墨的晶体结构如图：①同一层的碳原子间以较强的共价键结合，使石墨的熔沸点很高。②层与层间分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。
必考点44 化学键与物质类别1．离子键和共价键的比较
2.化学键与物质类别的关系举例(1)只含共价键的物质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I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。②只含极性键的物质：不同种非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。③既有极性键又有非极性键的物质：如H2O2、N2H4、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。(2)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。(3)既含有离子键又含有共价键的物质，如Na2O2、CaC2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。(4)无化学键的物质：稀有气体，如氩气、氦气等。
【典例1】(2013·安庆二模)现有如下各说法：①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合　②金属和非金属化合时一定形成离子键　③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引作用　④根据电离方程式：HCl===H＋＋Cl－，可判断HCl分子里存在离子键　⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程。上述各种说法正确的是(　　)。A．①②⑤ B．都不正确C．④ D．②③④⑤
解析　水分子内的H、O原子之间的相互作用是共价键，分子间的H、O原子之间存在的相互作用是氢键。氢键不是化学键，①错误；活泼金属与活泼非金属化合时形成的化学键一般是离子键，如NaCl中的化学键是离子键，但AlCl3中的化学键是共价键，②错误；阴离子和阳离子间的离子键既包括二者的相互吸引作用，又包括二者的相互排斥作用，两种作用平衡时的静电作用就是形成的离子键，③错误；氯化氢属于共价化合物，分子中没有离子键。④⑤错误。答案　B
——分析物质变化与化学键关系的思维模型
解析　A中断裂的是离子键，极性共价键，形成的是极性共价键。B中断裂的是极性共价键，形成的是离子键和极性共价键。C中断裂的是离子键，极性共价键、非极性共价键、形成的是离子键和极性共价键。D中同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成。答案　D
必考点45 不同微粒间相互作用的比较1．三种化学键的比较
2.范德华力、氢键、共价键的比较
【典例2】(2013·皖北协作区联考)短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的特征电子排布可表示为：A：asa，B：bsbbpb，C：csccp2c，D与B同主族，E在C的下一周期，且是同周期元素中电负性最大的元素。
回答下列问题：(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①BC2　②BA4　③A2C2　④BE4，其中属于极性分子的是________(填序号)。(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高，其原因是________________________________________________________________________。(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂，其分子式为________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________________________________________________________________________(填化学式)。(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸，如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等，以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________(填化学式)。
解析　由五种元素为短周期非金属元素，以及s轨道最多可容纳2个电子可得：a＝1，b＝c＝2，即A为H元素，B为C元素，C为O元素。由D与B同主族，且为非金属元素得D为Si元素；由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl元素。(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4，其中H2O2为极性分子，其他为非极性分子。(2)C的氢化物为H2O，H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的主要原因。(3)B、A两元素组成苯，C、A两元素组成水，两者都为常见的溶剂，SiCl4为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中。
(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4，三者组成和结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点顺序为SiCl4>CCl4>CH4。(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4，含氧酸的通式可写为(HO)mROn(m≥1，n≥0)，n值越大，酸性越强，故其酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO。答案　(1)③　(2)H2O分子间可形成氢键(3)C6H6　H2O　大于　(4)SiCl4>CCl4>CH4(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO
(1)在对物质性质进行解释时，是用化学键知识解释，还是用范德华力或氢键的知识解释，要根据物质的具体结构决定。(2)范德华力越大，熔、沸点越高。组成结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。同分异构体中，支链越多，范德华力越小。相对分子质量相近的分子，极性越大，范德华力越大。
【应用2】已知N、P同属于元素周期表的第ⅤA族元素，N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N—H键间的夹角是107.3°。(1)PH3分子与NH3分子的构型关系是________(填“相同”、“相似”或“不相似”)，P—H键________极性(填“有”或“无”)，PH3分子________极性(填“有”或“无”)。(2)NH3比PH3热稳定性更强的原因是________________________________________________________________________。
(3)NH3与PH3在常温、常压下都是气体，但NH3比PH3易液化，其主要原因是________。A．键的极性N—H比P—H强B．分子的极性NH3比PH3强C．相对分子质量PH3比NH3大D．NH3分子之间存在特殊的分子间作用力
解析　(1)N原子与P原子结构相似，NH3分子与PH3分子的结构也相似，P—H键为不同元素原子之间形成的共价键，为极性键。(2)N—H键比P—H键的键长短，键能大，所以NH3比PH3稳定。(3)NH3比PH3易液化的主要原因是NH3分子间存在氢键。答案　(1)相似　有　有　(2)N—H键比P—H键的键长短、键能大，更稳定　(3)D
必考点： 晶体类型的判断方法1．依据构成晶体的微粒和微粒间的作用判断(1)离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。(2)原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。(3)分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。(4)金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
2．依据物质的分类判断(1)金属氧化物(如K2O等)、强碱(NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。(2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、非金属氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、几乎所有的酸、绝大多数有机物(除有机盐外)是分子晶体。(3)常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的原子晶体化合物有碳化硅、二氧化硅等。(4)金属单质是金属晶体。
3．依据晶体的熔点判断(1)离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。(2)原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。(3)分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。(4)金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。4．依据导电性判断(1)离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。(2)原子晶体一般为非导体。(3)分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。(4)金属晶体是电的良导体。
5．依据硬度和机械性能判断离子晶体硬度较大且脆。原子晶体硬度大。分子晶体硬度小且较脆。金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
现有几组物质的熔点( ℃)数据：
据此回答下列问题：(1)A组属于________晶体，其熔化时克服的微粒间的作用力是____________________。(2)B组晶体共同的物理性质是________(填序号)。①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性(3)C组中HF熔点反常是由于________________________________________________________________________。
(4)D组晶体可能具有的性质是________(填序号)。①硬度小　②水溶液能导电　③固体能导电　④熔融状态能导电(5)D组晶体的熔点由高到低的顺序为NaCl>KCl>RbCl>CsCl，其原因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析　(1)根据A组熔点很高，属原子晶体，是由原子通过共价键形成的；(2)B组为金属晶体，具有①②③④四条共性；(3)HF中含有分子间氢键，故其熔点反常；(4)D组属于离子晶体，具有②④两条性质；(5)D组属于离子晶体，其熔点与晶格能有关。答案　(1)原子　共价键　(2)①②③④(3)HF分子间能形成氢键，其熔化时需要消耗的能量更多(只要答出HF分子间能形成氢键即可)　(4)②④(5)D组晶体都为离子晶体，r(Na＋)碳化硅>硅。3．离子晶体一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。
4．分子晶体(1)分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反常地高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。(2)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4>GeH4>SiH4>CH4，F2间>对位化合物。5．金属晶体金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaK>Rb>Cs。
【典例4】根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据，判断下列有关说法中错误的是 (　　)。A ．SiCl4是分子晶体B．单质B可能是原子晶体C．AlCl3加热能升华D．NaCl的键的强度比KCl的小
解析　由表中所给熔、沸点数据可知，SiCl4应为分子晶体，A项正确；单质B可能为原子晶体，B项正确；AlCl3的沸点低于熔点，它可升华，C项也正确；NaCl的熔、沸点高于KCl的，表明Na＋与Cl－键断裂较K＋与Cl－键断裂难，即NaCl的键的强度大于KCl的，D项错误。答案　D
(1)常温下为气态或液态的物质，其晶体应属于分子晶体(Hg除外)。(2)石墨属于混合型晶体，但因层内原子之间碳碳共价键的键长为1.42×10－10 m，比金刚石中碳碳共价键的键长(键长为1.54×10－10 m)短，所以熔、沸点高于金刚石。(3)AlCl3晶体中虽含有金属元素，但属于分子晶体，其熔、沸点低(熔点190 ℃)。(4)合金的硬度比成分金属大，但熔、沸点比成分金属低。
【应用4】下列物质的熔、沸点高低顺序中，正确的是 (　　)。A．金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅B．CI4>CBr4>CCl4>CH4C．MgO>H2O>O2>Br2D．金刚石>生铁>纯铁>钠
解析　对于A选项，同属于原子晶体，熔沸点高低主要看共价键的强弱，显然对键能而言，晶体硅离子晶体>分子晶体，MgO>(H2O、O2、Br2)，H2O>(Br2、O2)，Br2>O2，错误；D选项，生铁为铁合金，熔点要低于纯铁，错误。答案　B
名师揭秘高考对化学键的考查主要是围绕电子式正误判断、化学键与物质类别和性质的关系两方面进行、题目基础性强，一般不独立命题。通常为选择题的一个选项和基础填空。
1．选项式判断(1)非金属元素组成的化合物中只含共价键 (×)(2012·山东，9A)(2)不同元素的原子构成的分子只含极性共价键 (×)(2012·天津，3B)(3)NH3的电子式： (×)(2012·江苏，2D)(4)NH4Br的电子式： (×)(2012·海南，9A)
(5)含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 (×)(2011·四川理综，8C)(6)N(NO2)3的结构式为 ，分子中N、O间形成的共价键是非极性键(×)(2011·安徽理综，7A)
2．(2012·全国大纲，6)下列有关化学键的叙述，正确的是(　　)。A．离子化合物中一定含有离子键B．单质分子中均不存在化学键C．含有极性键的分子一定是极性分子D．含有共价键的化合物一定是共价化合物
解析　特别注意：离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中一定含有共价键；含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定为共价化合物，如NaOH、NH4Cl等，故A项正确，D项错误。化学键既可以存在于化合物中，也可以存在于双原子或多原子的单质分子中，如O2、O3，故B项错误。C项中，含有极性键的分子不一定是极性分子，若分子结构对称，则为非极性分子，如CO2、CH4等为非极性分子。答案　A
A项中五种元素原子半径的大小顺序应为W＞X＞Y＞Z＞M，故A选项错误；B选项中W2Z2(Na2O2)是离子化合物，故B选项错误；C中碳元素形成的单质有多种，其中石墨、C60等并非原子晶体，故C选项正确；C、N、O、H四种元素既可形成离子化合物，如(NH4)2NO3，又可形成共价化合物，如氨基酸等，故D选项错误。答案　C
4．(2012·课标，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是(　　)。A．上述四种元素的原子半径大小为W