浙江省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)航 第4單元第16講 微粒之間的相互作用課件 新課標(biāo)

一、離子鍵一、離子鍵 1氯化鈉的形成過程 鈉原子和氯原子的電子層結(jié)構(gòu)為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，鈉原子最外電子層電子數(shù)為1，容易失去最外層的1個電子，而形成以原子的次外電子層為最外層的8個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；而氯原子最外層電子數(shù)為7，容易得1個電子，而形成最外層為8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 當(dāng)鈉與氯氣相互接觸并加熱時，反應(yīng)過程中，其中Na和Cl分別失去和得到電子形成穩(wěn)定的Na+和Cl-。帶異性電荷的Na+和Cl-之間發(fā)生相互吸引作用，形成了穩(wěn)定的離子化合物氯化鈉。 2離子鍵的概念離子鍵是使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用。 3離子鍵的形成 由氯化鈉的形成過程可知，形成離子鍵的首要條件是參加反應(yīng)的原子雙方，一方容易失去電子，而另一方容易得到電子，電子由容易失去電子的一方轉(zhuǎn)移到容易得到電子的一方，進(jìn)而形成陽、陰離子，形成離子鍵。 即活潑金屬與活潑非金屬化合時，一般能形成離子鍵。 4離子鍵的存在離子化合物和離子晶體 離子化合物是許多陰、陽離子通過離子鍵而形成的化合物。因此，凡是離子化合物，其中一定存在離子鍵。 離子化合物中的陰、陽離子可以按一定的方式有規(guī)則地排列，形成具有規(guī)則的幾何外形的晶體稱為離子晶體。 5電子式 (1)電子式的概念電子式是在元素符號周圍用“”或“”來表示原子或離子的最外層上的電子的式子。 (2)電子式的書寫 試寫出第一和第二周期內(nèi)各元素原子的電子式 試寫出鈉、鎂、鋁、氯、氧、硫形成的簡單離子的電子式試寫出銨根離子和氫氧根離子的電子式 試寫出氧化鈉、過氧化鈉、氯化鎂、溴化銨、氫氧化鈣的電子式 (3)用電子式表示離子化合物的形成過程 試用電子式表示出氯化鎂、氧化鈉、氮化鎂的形成過程 (說明：Mg3N2是Mg在氮氣中的燃燒產(chǎn)物，反應(yīng)的方程式為3Mg+N2=Mg3N2，鎂在空氣中燃燒也有Mg3N2生成。)點燃 6離子的特征 (1)離子電荷的電性、電荷數(shù)目 離子電荷的電性、電荷數(shù)目，決定于原子得、失電子及其數(shù)目。 離子所帶的電荷數(shù)等于該離子表現(xiàn)的化合價數(shù)。 (2)離子的電子層結(jié)構(gòu) 在周期表中與稀有氣體元素原子相鄰的元素原子，形成的簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)，與同周期的稀有氣體元素原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，且陰離子的核電荷數(shù)比稀有氣體原子的核電荷數(shù)小，陽離子的核電荷數(shù)比稀有氣體原子的大。 (3)原子、離子的半徑 同種元素的原子、單核離子，半徑大小關(guān)系為：陽離子小于中性原子小于陰離子，價態(tài)越高的陽離子半徑越小。 同主族元素的陽離子、陰離子，半徑均隨著原子序數(shù)遞增而增大。 電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，半徑(包括陰、陽離子)隨著核電荷數(shù)增加而減小。 核電荷數(shù)不同，電子層結(jié)構(gòu)也不同的陰、陽離子的半徑相對大小，可借助元素周期表判斷。核外電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒，隨著核電荷數(shù)的增大半徑減小。 二、共價鍵二、共價鍵 1共價鍵 原子間通過共用電子對所形成的強(qiáng)烈的相互作用稱為共價鍵。 2共價鍵的形成 當(dāng)參加反應(yīng)的原子得失電子能力差別較小時，一般以形成共用電子對的方式相互結(jié)合，即形成共價鍵。從元素種類上來說，一般是同種或不同種非金屬元素的原子結(jié)合時，原子之間能形成共價鍵。如H2、C(金剛石和石墨)、HNO3等。 3共價鍵的存在 (1)共價化合物分子內(nèi)存在共價鍵，如，H2O、HClO等。 (2)非金屬單質(zhì)(稀有氣體除外)，如H2、O2、Cl2等的分子里存在共價鍵。 ( 3 ) 復(fù) 雜 的 原 子 團(tuán) 中 存 在 共 價 鍵 。如， 、 、 、 等。 4共價鍵的表示方法 為了更能直觀地表示原子間結(jié)合情況，通常我們可以用電子式或結(jié)構(gòu)式來表示原子間的結(jié)合情況。2-4SO-3HCO-3NO2-2O 5用電子式表示共價分子(或共價鍵)的形成過程 試用電子式表示出Cl2、H2O、CO2分子的形成過程。 6共價鍵的鍵能 我們知道原子形成分子的過程中要放出熱量；反之，要使氣態(tài)分子中彼此結(jié)合的原子分開，使原子間的共價鍵斷裂，則要吸收熱量。拆開1 mol某種共價鍵需要吸收或形成1 mol某種共價鍵需要放出的能量，就是該共價鍵的鍵能。共價鍵的鍵能越大，該共價鍵越牢固，含有該鍵的分子越穩(wěn)定。 7化學(xué)鍵物質(zhì)中直接相鄰的原子或離子之間存在的強(qiáng)烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。常見的化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵和金屬鍵。(其中金屬鍵在中學(xué)階段不作要求，只作了解。) 8結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式 (1)結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)式是表示共價分子的一種方式。結(jié)構(gòu)式中，原子間的一條短線表示一個共用電子對。 電子式和結(jié)構(gòu)式的關(guān)系：將電子式中的共用電子對換為短線，每個共用電子對用一條短線表示，去掉電子式中的非共用電子對，所得即為結(jié)構(gòu)式。 結(jié)構(gòu)式與球棍模型的關(guān)系：將結(jié)構(gòu)式中的短線換作棍，每條短線換為一根棍；將結(jié)構(gòu)式中的元素符號代表的原子換為球，同一種元素用同一種球表示，所得即球棍模型。 (2)結(jié)構(gòu)簡式 省去結(jié)構(gòu)式部分或全部化學(xué)鍵所得式子，叫做結(jié)構(gòu)簡式。如乙烷和乙烯的結(jié)構(gòu)簡式分別為CH3CH3(或CH3CH3等)、CH2=CH2。 9含碳化合物種類和數(shù)目繁多的原因 含碳化合物種類和數(shù)目繁多，是因為碳原子形成共價鍵的能力較強(qiáng)，成鍵形式多樣：可以形成碳碳單鍵、碳碳雙鍵、碳碳三鍵；碳碳間可以連接成碳鏈，也可以連接成碳環(huán)。有機(jī)物同分異構(gòu)體很多。 三、分子間作用力三、分子間作用力 1分子與分子之間存在相互作用 我們把分子聚集在一起的作用力，叫做分子間作用力，又叫做范德瓦爾斯力(或范德華力；譯音)。 2分子間作用力存在的范圍分子間作用力存在于組成物質(zhì)的分子與分子之間。不僅存在于純凈物里的同種分子間，也存在于混合物的不同分子之間。 3分子間作用力的實質(zhì)與強(qiáng)弱 分子間作用力是分子之間的電性作用，分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多。 4影響分子間作用力大小的因素不同物質(zhì)，分子之間的作用力往往不同，影響分子間作用力大小的因素較多，如分子的質(zhì)量、分子的極性(其實是分子的一種電性顯示)、分子之間的距離(聚集狀態(tài))等。 例如：組成與結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大。 5分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系 分子間作用力的大小，直接影響著由分子組成的物質(zhì)的某些物理性質(zhì)，如熔沸點的高低和溶解性的大小。分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點越高，溶解度越大。 比較以下物質(zhì)分子間作用力以及物質(zhì)熔點和沸點高低：F2Cl2Br2I2；HeNeArKr B C DB 【解析】NaF、NaI、MgO均為離子化合物，熔化時離子鍵斷裂，NaF、NaI、MgO的鍵長分別為2.31、3.18、2.10，因此熔點：MgONaFNaI。 【方法技巧點撥】根據(jù)化合物的類型，判斷有關(guān)物質(zhì)熔化時破壞的作用力，離子化合物熔點的高低是由離子鍵的鍵能大小決定的，鍵能越大，熔點越高。而鍵能的大小是由離子所帶的電荷以及半徑的大小決定的。半徑越小，所帶電荷越多鍵能就越大，熔點就越高。 1.(2011浙江浙江)X、Y、Z、M、W為五種短周期元素。X、Y、Z是原子序數(shù)依次遞增的同周期元素，且最外層電子數(shù)之和為15，X與Z可形成XZ2分子；Y與M形成的氣態(tài)化合物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.76 g/L；W的質(zhì)子數(shù)是X、Y、Z、M四種元素質(zhì)子數(shù)之和的1/2。下列說法正確的是() A原子半徑：WZYXM BXZ2、X2M2、W2Z2均為直線型的共價化合物 C由X元素形成的單質(zhì)不一定是原子晶體 D由X、Y、Z、M四種元素形成的化合物一定既有離子鍵，又有共價鍵C 【解析】X、Y、Z、M、W依次為C、N、O、H、Na A錯誤，原子半徑：CNO。 B錯誤，W2Z2即H2O2為折線型分子。 C石墨、C60等為非原子晶體。 DNH4HCO3為離子化合物，符合條件，反例CH3NO2為共價化合物。 2.(2011安徽安徽)科學(xué)家最近研制出可望成為高效火箭推進(jìn)劑的N(NO2)3( )。已知該分子中N-N-N鍵角都是108.1，下列有關(guān)N(NO2)3的說法正確的是() A分子中N、O間形成的共價鍵是非極性鍵 B分子中四個氮原子共平面 C該物質(zhì)既有氧化性又有還原性 D15.2 g該物質(zhì)含有6.021022個原子C 【解析】N和O兩種原子屬于不同的非金屬元素，它們之間形成的共價鍵應(yīng)該是極性鍵，A錯誤；因為該分子中NNN鍵角都是108.1，所以該分子不可能是平面型結(jié)構(gòu)，而是三角錐形，B錯誤；由該分子的化學(xué)式N4O6可知分子中氮原子的化合價是+3價，處于中間價態(tài)，化合價既可以升高又可以降低，所以該物質(zhì)既有氧化性又有還原性，因此C正確；該化合物的摩爾質(zhì)量是152 g/mol，因此15.2g該物質(zhì)的物質(zhì)的量為0.1 mol，所以含有的原子數(shù)0.1106.021023=6.021023，因此D也不正確。 3.(2011四川四川)下列說法正確的是() A分子晶體中一定存在分子間作用力，不一定存在共價鍵 B分子中含兩個氫原子的酸一定是二元酸 C含有金屬離子的晶體一定是離子晶體 D元素的非金屬型越強(qiáng)，其單質(zhì)的活潑型一定越強(qiáng)A 【解析】 分子中含兩個氫原子的酸不一定是二元酸，例如甲酸HCOOH；金屬晶體中含有金屬陽離子，但不是離子晶體；元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的活潑性不一定越強(qiáng)，例如氮氣。 4.(2010全國全國)下列各項表達(dá)中正確的是() ANa2O2的電子式為 B106 g的乙醇和丙醇混合液完全燃燒生成的CO2為112 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況) C在氮原子中，質(zhì)子數(shù)為7而中子數(shù)不一定為7 DCl-的結(jié)構(gòu)示意圖為 C 【解析】Na2O2是離子化合物，其電子式應(yīng)標(biāo)出陰、陽離子，A錯；只有當(dāng)乙醇與丙醇按照物質(zhì)的量1 1混合時，106 g混合物燃燒才生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體112 L，B錯；由于同位素的存在，可知C項正確；Cl-核外有18個電子，D錯。 5.(2009安徽安徽)石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料(結(jié)構(gòu)示意圖如下)，可由石墨剝離而成，具有極好的應(yīng)用前景。下列說法正確的是()A石墨烯與石墨互為同位素B0.12 g石墨烯中含有6.021022個碳原子C石墨烯是一種有機(jī)物D石墨烯中的碳原子間以共價鍵結(jié)合 【解析】石墨烯和石墨都是碳單質(zhì)，不能叫同位素，A錯。0.12 g石墨烯中含碳原子0.01 mol，即6.021021個碳原子，B錯。石墨烯中只含有碳原子，屬于無機(jī)物，C錯。【答案】 D 6.(2011遼寧省協(xié)作學(xué)校期末遼寧省協(xié)作學(xué)校期末)下列說法正確的是() A在同一個分子中，所有的原子之間都存在化學(xué)鍵 B氯化鈉固體溶于水時離子鍵受到了破壞 C只含有共價鍵的物質(zhì)一定是共價化合物 D能與酸反應(yīng)只生成鹽和水的氧化物一定是堿性氧化物B 【解析】化學(xué)鍵是分子直接相連的強(qiáng)烈的相互作用，不直接相連的原子間不存在化學(xué)鍵，A錯；NaCl固體存在離子鍵，溶于水后，離子鍵消失，B對；含有原子團(tuán)的離子化合物也存在共價鍵，C錯；與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物可能是兩性氧化物，如Al2O3，D錯。 7.科學(xué)家根據(jù)自然界存在的N2制取出N3,1998年底又制取了N5,1999年合成和分離了含高能量的 的化合物。最近科學(xué)家確認(rèn)還存在著另一種足球分子N60。N5極不穩(wěn)定，需保存在-80的干冰中； 由于其極強(qiáng)的爆炸性，又稱為“鹽粒炸彈”；N60與C60結(jié)構(gòu)相似，并在受熱或機(jī)械撞擊后，其中積蓄的巨大能量會在一瞬間釋放出來。+5N+5N (1)下列說法中不正確的是() AN5常溫下會劇烈爆炸，體積急劇膨脹，放出大量的熱 BN60的發(fā)現(xiàn)開辟了能源世界的新天地，將來會成為很好的火箭燃料 CN2、N3、N5、 、N60是同種元素形成的不同性質(zhì)的單質(zhì) D含 的化合物中既有離子鍵又有共價鍵 (2)假如你是一個科學(xué)家，想設(shè)計用N5作火箭燃料發(fā) 射 火 箭 ， 需 要 解 決 的 主 要 問 題 是_。+5N+5N【答案】 (1)C(2)見解析 【解析】 (1)同種元素形成的不同性質(zhì)的單質(zhì)，必須是單質(zhì)物質(zhì)，N2、N3、N5、N60是這種關(guān)系，而N是一種離子，與它們不屬于這種關(guān)系，故C選項錯誤。 是一種帶電的原子團(tuán)，原子團(tuán)內(nèi)部一定含有共價鍵，含 的化合物中一定還有陰離子，陰、陽離子之間一定存在離子鍵的作用。故D選項正確。 (2)如何保存N5；如用何種容器；怎樣制得N5，并防止發(fā)生爆炸；與傳統(tǒng)燃料相比，成本如何等問題。+5N+5N