化學第五章 物質結構 元素周期律 第3講 化學鍵

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1、第3講 化學鍵相鄰的兩個或多個原子或離子之間的強烈相互作用相鄰的兩個或多個原子或離子之間的強烈相互作用（1）相互作用）相互作用（2）相鄰）相鄰（3）強烈）強烈（4）電性作用力）電性作用力氫鍵氫鍵結構結構金屬金屬比較比較1分子間分子間共價共價比較比較2電子式電子式極性極性離子離子1、離子鍵：、離子鍵： 陰陽離子之間通過靜電作用所形成的化學鍵陰陽離子之間通過靜電作用所形成的化學鍵（1）成鍵微粒：陰、陽離子）成鍵微粒：陰、陽離子（2）成鍵條件：一種易失）成鍵條件：一種易失e-,一種易得失一種易得失e-，金屬陽離子與酸根離子，金屬陽離子與酸根離子（3）成鍵規(guī)律：活潑金屬與活潑非金屬，）成鍵規(guī)律：活潑金

2、屬與活潑非金屬，金屬陽離子與酸根離子金屬陽離子與酸根離子（4）成鍵對象：離子化合物）成鍵對象：離子化合物 絕大多數(shù)鹽絕大多數(shù)鹽強堿強堿活潑金屬氧化物活潑金屬氧化物（5）強弱因素：）強弱因素：離子電荷離子電荷離子半徑離子半徑1 22q qrFk2、共價鍵：、共價鍵：原子之間通過共用電子對所形成的化學鍵原子之間通過共用電子對所形成的化學鍵（1）成鍵微粒：原子）成鍵微粒：原子（2）成鍵條件：均難失）成鍵條件：均難失e-（3）成鍵規(guī)律：非金屬元素之間）成鍵規(guī)律：非金屬元素之間（4）成鍵對象：共價化合物或非金屬單質）成鍵對象：共價化合物或非金屬單質酸酸弱堿弱堿 少數(shù)鹽少數(shù)鹽（5）鍵參數(shù)：）鍵參數(shù)：鍵長、

3、鍵角、鍵能鍵長、鍵角、鍵能某些非金屬單質某些非金屬單質 非金屬氫化物非金屬氫化物非金屬氧化物非金屬氧化物大多數(shù)有機物大多數(shù)有機物氫鍵氫鍵結構結構金屬金屬比較比較1分子間分子間共價共價比較比較2電子式電子式極性極性離子離子3、金屬鍵：、金屬鍵：金屬陽離子與自由電子之間的強烈相互作用金屬陽離子與自由電子之間的強烈相互作用（1）成鍵微粒：金屬陽離子、自由電子）成鍵微粒：金屬陽離子、自由電子（2）成鍵對象：）成鍵對象： 金屬單質金屬單質（3）強弱因素：）強弱因素：價電子數(shù)價電子數(shù)離子半徑離子半徑1 22q qrFk氫鍵氫鍵結構結構金屬金屬比較比較1分子間分子間共價共價比較比較2電子式電子式極性極性離子

4、離子四鍵比較四鍵比較化學鍵化學鍵 概念概念 作用點作用點 特征特征 形成條件和規(guī)律形成條件和規(guī)律 示例示例離子鍵離子鍵陰陽離子間陰陽離子間靜電作用靜電作用離子離子無方向性無方向性無飽和性無飽和性活潑金屬活潑金屬(NH4+)與與活潑非金屬或酸根活潑非金屬或酸根鹽、堿金鹽、堿金屬氧化物屬氧化物共共 價價 鍵鍵極性鍵極性鍵非極非極性鍵性鍵配位鍵配位鍵原子間共用電子對原子間共用電子對偏偏不偏不偏一方一方提供提供不同不同原子原子相同相同原子原子特殊特殊原子原子有方向性和飽和性有方向性和飽和性原子原子有未有未成對成對電子電子電子電子云要云要重疊重疊不同非金屬不同非金屬元素之間元素之間同種非金屬同種非金屬元

5、素之間元素之間一方有孤對電子，一方有孤對電子，一方有空軌道一方有空軌道CO HXX2 、O2 H2O2H3O+ NH4+金屬鍵金屬鍵金屬離子和金屬離子和自由電子間自由電子間的靜電作用的靜電作用金屬離子金屬離子和自由電和自由電子間子間無方向性無方向性無飽和性無飽和性金屬單質和合金金屬單質和合金相鄰的兩個或多個原子或離子之間的強烈相互作用相鄰的兩個或多個原子或離子之間的強烈相互作用Na、鋼鋼鎂鋁合金鎂鋁合金氫鍵氫鍵結構結構金屬金屬比較比較1分子間分子間共價共價比較比較2電子式電子式極性極性離子離子1）概念：存在于分子之間的微弱作用力。（只有分子晶體有）概念：存在于分子之間的微弱作用力。（只有分子晶

6、體有）2）意義：決定分子晶體的物理性質。如力越大熔沸點越高）意義：決定分子晶體的物理性質。如力越大熔沸點越高組成和結構相似：組成和結構相似：分子量越大，力越大。分子量越大，力越大。 如熔沸點如熔沸點 CF4CCl4CBr4HClHBr異戊烷異戊烷新戊烷新戊烷3）影響因素：）影響因素：氫鍵氫鍵結構結構金屬金屬比較比較1分子間分子間共價共價比較比較2電子式電子式極性極性離子離子二、分子間作用力二、分子間作用力（又叫（又叫范德瓦爾斯力范德瓦爾斯力）三、氫鍵三、氫鍵分子間（或分子內）分子間（或分子內）H H核與活潑非金屬原子之間的靜電吸引。核與活潑非金屬原子之間的靜電吸引。.表示方法：表示方法：XHY

7、.形成條件：形成條件：X X、Y Y必須為必須為r r很小，吸很小，吸e e- -很強的原子很強的原子（F F、N N、O O）.氫鍵分類：氫鍵分類：分子間氫鍵和分子內氫鍵分子間氫鍵和分子內氫鍵.結合力強度：結合力強度：分子間作用力氫鍵化學鍵分子間作用力氫鍵化學鍵.氫鍵應用：氫鍵應用： HF弱酸性：締合分子弱酸性：締合分子；(HF)n熔、沸點反常熔、沸點反常HFH2ONH3對某些物質的硬度、粘度、密度也有影響對某些物質的硬度、粘度、密度也有影響 HF、NH3 、C2H5OH 、CH3COOH等易溶于水等易溶于水氫鍵氫鍵結構結構金屬金屬比較比較1分子間分子間共價共價比較比較2電子式電子式極性極性

8、離子離子化學鍵、氫鍵與分子間作用力的比較化學鍵、氫鍵與分子間作用力的比較化學性質化學性質性質性質影響影響 約幾個至數(shù)十個約幾個至數(shù)十個800800kJ/molkJ/mol 41.84 Al Na KC Al Na KB B離子半徑：離子半徑：O O2- 2- F F- - Al Al3+ 3+ Mg Mg2+ 2+ Na Na+ +C C熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性：HF NHHF NH3 3 PH PH3 3 SiH SiH4 4D D最高正價：最高正價：Na Al Si Na Al Si Na Li K Na Li B BMgMg2+ 2+ Na Na+ + FF- - C CNaNa+ + Mg

9、Mg2+ 2+ Al Al3+3+ D DClCl- - F F- - F F 8 8下列各組中，判斷正確的是（下列各組中，判斷正確的是（ ）A A堿性：堿性：Ca(OH)Ca(OH)2 2 Ba(OH) Ba(OH)2 2 B B酸性酸性: HI : HI HClHCl C C金屬性金屬性: Be Na D: Be Na D非金屬性非金屬性: N P: N PNOSBbd氫鍵氫鍵結構結構金屬金屬比較比較1分子間分子間共價共價比較比較2電子式電子式極性極性離子離子五、晶體的結構與性質類 型金屬晶體離子晶體原子晶體分子晶體結構構成微粒作用力性質硬度熔沸點導電性溶解金屬陽離子、自由電子陰離子、陽離

10、子原子分子金屬鍵離子鍵共價鍵分子間作用力較大較大很大很小較高較高很高很低導電固體不導電，熔化或熔于水后導電一般不導電，有些是半導體固體不導電，有些溶于水后導電難溶易溶于極性溶劑難溶相似相溶NaClNaCl 晶體晶體ClCl- -NaNa簡單立方體簡單立方體每個鈉離子周圍等距離有每個鈉離子周圍等距離有_個鈉離子，個鈉離子，每個氯離子周圍等距離有每個氯離子周圍等距離有_個氯離子。個氯離子。6 66 6一個氯化鈉晶胞中占有一個氯化鈉晶胞中占有ClCl- -4 4個個,Na,Na+ +4 4個個即每個氯化鈉晶胞中相當于有即每個氯化鈉晶胞中相當于有4個個NaCl。 在在NaClNaCl晶體中與每個晶體中

11、與每個ClCl- -( (或或NaNa+ +) )距離相等且最近的幾距離相等且最近的幾個個Na+ (或或Cl-)所圍成的空間所圍成的空間幾何構型為幾何構型為每個鈉離子周圍同時吸引著每個鈉離子周圍同時吸引著_個氯離子，個氯離子，每個氯離子周圍同時吸引著每個氯離子周圍同時吸引著_個鈉離子。個鈉離子。12121212正八面體正八面體（2） CsCl 晶體CsCsClCl體心立方體心立方二二氧氧化化碳碳晶晶體體面心立方面心立方每每個個干干冰冰晶晶胞胞中中有有4個個CO2分分子子。 10928 共價鍵正四面體的空間網狀結構正四面體的空間網狀結構18010928SiO共價鍵正四面體的空間網狀結構正四面體的

12、空間網狀結構石墨中石墨中CC夾角夾角為為120， CC鍵鍵長長為為(0.142nm)分子間作用力分子間作用力, ,層間層間距距3.353.35 10 101010 m m判斷晶體類型的依據1、根據晶體的組成和構成的微粒、根據晶體的組成和構成的微粒有沒有金屬元素，如有金屬元素，屬于單質還是有沒有金屬元素，如有金屬元素，屬于單質還是化合物來區(qū)分金屬晶體和離子晶體；化合物來區(qū)分金屬晶體和離子晶體；如只有非金屬元素組成，則可能是分子晶體和原如只有非金屬元素組成，則可能是分子晶體和原子晶體，可通過構成晶體的微粒是分子還是原子子晶體，可通過構成晶體的微粒是分子還是原子來確定。來確定。2、根據物理性質、根據

13、物理性質依據物質的依據物質的熔、沸點熔、沸點的相對高低來判斷：的相對高低來判斷： 原子晶體原子晶體離子晶體離子晶體（金屬晶體）（金屬晶體）分子晶體。分子晶體。依據物質的依據物質的導電性導電性判斷：判斷： 固體能導電的是：金屬晶體固體能導電的是：金屬晶體 固體不能導電，熔融狀態(tài)能導電的是：離子晶體固體不能導電，熔融狀態(tài)能導電的是：離子晶體依據物質的依據物質的硬度或溶解性硬度或溶解性相對大小來判斷：相對大小來判斷： 原子晶體（堅硬，不溶于任何溶劑）原子晶體（堅硬，不溶于任何溶劑） 離子晶體（硬而脆，一般易溶于極性溶劑，難溶于有機溶劑）離子晶體（硬而脆，一般易溶于極性溶劑，難溶于有機溶劑） 金屬晶體

14、（金屬晶體（ 較硬，難溶）較硬，難溶） 分子晶體（硬度小，相似相溶）。分子晶體（硬度小，相似相溶）。判斷晶體類型的依據還可以依據還可以依據常溫下存在的狀態(tài)常溫下存在的狀態(tài)來確定。來確定。在區(qū)別四種晶體時，最易混淆的是同屬于共價化合物的分子晶體和原子晶體，如CO2和SiO2；同屬于非金屬單質的分子晶體和原子晶體， 如硫磺和金剛石等。 正確的區(qū)分方法是：通過物質的物理性質來判斷：分子晶體的硬度小，熔、沸點低，而原子晶體的硬度大，熔、沸點高；熟記中學化學中常見的幾種原子晶體：金剛石、晶體硅、二氧化硅和碳化硅等，除以上物質外，其他只含有共價鍵的物質一般為分子晶體。判斷晶體類型的注意點( (一般而言一般

15、而言) )同種類型：同種類型：微粒間的作用越強，熔沸點越高微粒間的作用越強，熔沸點越高不同類型：不同類型：原子晶體原子晶體 離子晶體離子晶體 分子晶體分子晶體小結：小結：根據構成的微粒根據構成的微粒根據物理性質根據物理性質 在金屬鉬的一個晶胞中，每個立方體的頂點有在金屬鉬的一個晶胞中，每個立方體的頂點有一個一個MoMo原子，在立方體的中心處還有一個原子，在立方體的中心處還有一個MoMo原子。原子。已知已知2020時，鉬的密度為時，鉬的密度為10.3g/cm10.3g/cm3 3，相對原子質相對原子質量為量為9696，試計算金屬鉬的原子半徑。，試計算金屬鉬的原子半徑。 一個晶胞含一個晶胞含2個個Mo原子，設原子，設晶胞邊長為晶胞邊長為acm，Mo的原子半的原子半徑為徑為rcm。2331002. 6962a解之：解之：a=3.14108ar34 r=1.36108cm