化學(xué)鍵與分子間作用力【考綱要求】1．了解化學(xué)鍵定義，理解離子鍵的形成，根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)；共價(jià)鍵的形成2．了解共價(jià)鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)。3．了解范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。4．了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響?？键c(diǎn)一化學(xué)鍵【核心知識(shí)梳理】1．化學(xué)鍵(1)概念：使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力。(2)分類：離子鍵、共價(jià)鍵(3)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。2．離子鍵(1)概念：離子鍵是帶相反電荷離子之間的相互作用(2)形成過程：(3)特征：陰、陽離子可以看成是球形對稱的，電荷分布也是球形對稱，它們在空間各個(gè)方向上的靜電作用相同，在各個(gè)方向上只要空間條件允許一個(gè)離子可同時(shí)吸引多個(gè)帶相反電荷的離子，故離子鍵無方向性和飽和性。(4)注意：①成鍵條件：成鍵元素的原子得、失電子的能力差別很大，電負(fù)性差值大于1.7。②離子鍵的存在：只存在于離子化合物中：大多數(shù)鹽、強(qiáng)堿、活潑金屬氧化物(過氧化物如Na2O2)、氫化物(如NaH和NH4H)等。③金屬元素與非金屬元素形成的化學(xué)鍵有可能是共價(jià)鍵，如AlCl3。④完全由非金屬元素形成的化合物中有可能含離子鍵，如NH4Cl、NH4H，一定有共價(jià)鍵。⑤離子鍵不具有飽和性是相對的，每種離子化合物的組成和結(jié)構(gòu)是一定的，而不是任意的。3．共價(jià)鍵(1)概念：通常情況下，吸引電子能力相近的原子之間通過共用電子對形成共價(jià)鍵。(2)形成過程(以氫氣分子的形成為例)當(dāng)兩個(gè)氫原子相互接近時(shí)，若兩個(gè)氫原子核外電子的自旋方向相反，它們接近到一定距離時(shí)，兩個(gè)氫原子的1s軌道發(fā)生重疊，電子在兩原子核間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)較大。隨著核間距的減小，核間電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)增大，體系的能量逐漸下降，達(dá)到能量最低狀態(tài)。若核間距進(jìn)一步地減小，兩原子核間的斥力增大，使體系的能量迅速上升，這種排斥作用又將氫原子推回到平衡位置。氫分子的形成過程中能量(主要指勢能)隨核間距的變化如上圖曲線a所示。若兩個(gè)氫原子核外電子的自旋方向相同，當(dāng)它們相互接近時(shí)，原子間總是排斥作用占主導(dǎo)地位，如上圖曲線b所示。所以，兩個(gè)帶有自旋方向相同的電子的氫原子不可能形成氫分子。(3)本質(zhì)：在原子之間形成共用電子對(電子云的重疊)。(4)特征：具有飽和性和方向性。(5)分類分類依據(jù)類型形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式σ鍵電子云“頭碰頭”重疊π鍵電子云“肩并肩”重疊形成共價(jià)鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移原子間共用電子對的數(shù)目單鍵原子間有一對共用電子對雙鍵原子間有兩對共用電子對叁鍵原子間有三對共用電子對(6)注意：①σ鍵和π鍵的比較a.兩個(gè)s軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵。b.兩個(gè)原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵。c.σ鍵一般比π鍵強(qiáng)度大，表現(xiàn)在化學(xué)性質(zhì)的不同，通常含π鍵的物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)更活潑，如乙烯比乙烷更活潑。②極性鍵和非極性鍵同種非金屬元素原子間形成的共價(jià)鍵為非極性鍵，不同種非金屬元素原子間形成的共價(jià)鍵為極性鍵。③共價(jià)鍵和離子鍵只有兩原子的電負(fù)性相差不大時(shí)，才能形成共用電子對，形成共價(jià)鍵，當(dāng)兩原子的電負(fù)性相差很大(大于1.7)時(shí)，不會(huì)形成共用電子對，而形成離子鍵。(7)鍵參數(shù)①概念②鍵參數(shù)對分子性質(zhì)的影響鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定?！揪珳?zhǔn)訓(xùn)練1】化學(xué)鍵的類別1．下列說法正確的是()A．Cl2是雙原子分子，H2S是三原子分子，這是由共價(jià)鍵的方向性決定的B．H2O與H2S的空間結(jié)構(gòu)一樣是由共價(jià)鍵的飽和性決定的C．并非所有的共價(jià)鍵都有方向性D．兩原子軌道發(fā)生重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率減小2．下列關(guān)于σ鍵和π鍵的理解不正確的是()A．σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)B．H2分子中的σ鍵是ssσ鍵，HClO分子中的σ鍵都是ppσ鍵C．C2H4分子和N2H4分子中都含有5個(gè)σ鍵D．σ鍵以“頭碰頭”方式重疊，π鍵以“肩并肩”方式重疊3．在下列物質(zhì)中：①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4(1)只存在非極性鍵的分子是_________；既存在非極性鍵又存在極性鍵的分子是__________；只存在極性鍵的分子是__________(填序號(hào)，下同)。(2)只存在單鍵的分子是__________，存在叁鍵的分子是__________，只存在雙鍵的分子是__________，既存在單鍵又存在雙鍵的分子是__________。(3)只存在σ鍵的分子是__________，既存在σ鍵又存在π鍵的分子是__________。(4)不存在化學(xué)鍵的是__________。(5)既存在離子鍵又存在極性鍵的是_________；既存在離子鍵又存在非極性鍵的是________。4．現(xiàn)有以下物質(zhì)：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。只有σ鍵的是________(填序號(hào)，下同)；既有σ鍵，又有π鍵的是________；含有由兩個(gè)原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是________；含有由一個(gè)原子的s軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是________；含有由一個(gè)原子的p軌道與另一個(gè)原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是________________________?！揪珳?zhǔn)訓(xùn)練2】鍵參數(shù)及應(yīng)用5．(2021·南京模擬)已知幾種共價(jià)鍵的鍵能如下：化學(xué)鍵H—NN≡NCl—ClH—Cl鍵能/kJ·mol－1390.8946242.7431.8下列說法錯(cuò)誤的是()A．鍵能：N≡N＞NN＞N—NB．H(g)＋Cl(g)==HCl(g)ΔH＝－431.8kJ·mol－1C．H—N鍵能小于H—Cl鍵能，所以NH3的沸點(diǎn)高于HClD．2NH3(g)＋3Cl2(g)==N2(g)＋6HCl(g)ΔH＝－463.9kJ·mol－16．下列事實(shí)不能用鍵能的大小來解釋的是()A．N元素的電負(fù)性較大，但N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定B．稀有氣體一般難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性逐漸減弱D．F2比O2更容易與H2反應(yīng)7．下表是從實(shí)驗(yàn)中測得的不同物質(zhì)中的鍵長和鍵能數(shù)據(jù)：O—OOeq\o\al(2－,2)Oeq\o\al(－,2)O2Oeq\o\al(＋,2)鍵長/(10－12m)149128121112鍵能/(kJ·mol－1)xya＝494b＝628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律推導(dǎo)鍵能大小的順序是b>a>y>x，該規(guī)律性是()A．成鍵時(shí)，電子數(shù)越多，鍵能越大B．鍵長越短，鍵能越大C．成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越小D．成鍵時(shí)電子對越偏移，鍵能越大8．已知鍵能、鍵長部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：共價(jià)鍵Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O鍵能(kJ·mol－1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8鍵長(pm)19822826796共價(jià)鍵C—CCCC≡CC—HN—HNOO—OO=O鍵能(kJ·mol－1)347.7615812413.4390.8607142497.3鍵長(pm)154133120109101(1)下列推斷正確的是________(填字母，下同)。A．穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HIB．氧化性：I2＞Br2＞Cl2C．沸點(diǎn)：H2O＞NH3D．還原性：HI＞HBr＞HCl＞HF(2)下列有關(guān)推斷正確的是________。A．同種元素形成的共價(jià)鍵的穩(wěn)定性：叁鍵＞雙鍵＞單鍵B．同種元素形成雙鍵鍵能一定小于單鍵的2倍C．鍵長越短，鍵能一定越大D．氫化物的鍵能越大，其穩(wěn)定性一定越強(qiáng)(3)在HX分子中，鍵長最短的是________，最長的是________；O—O鍵的鍵長________(填“大于”“小于”或“等于)O=O鍵的鍵長?？键c(diǎn)二分子間作用力【核心知識(shí)梳理】1．分子間作用力(1)概念：物質(zhì)分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力。(2)分類：分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強(qiáng)弱：范德華力＜?xì)滏I＜化學(xué)鍵。(4)范德華力主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)。范德華力越強(qiáng)，物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高，硬度越大。一般來說，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨著相對分子質(zhì)量的增加，范德華力逐漸增大。(5)氫鍵①形成：已經(jīng)與電負(fù)性很強(qiáng)的原子形成共價(jià)鍵的氫原子(該氫原子幾乎為裸露的質(zhì)子)與另一個(gè)分子中電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間的作用力，稱為氫鍵。②表示方法：A—H…B③特征：具有一定的方向性和飽和性。④分類：氫鍵包括分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵兩種。⑤分子間氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，對電離和溶解度等產(chǎn)生影響。2．分子的性質(zhì)(1)分子的極性類型非極性分子極性分子形成原因正電荷中心和負(fù)電荷中心重合的分子正電荷中心和負(fù)電荷中心不重合的分子存在的共價(jià)鍵非極性鍵或極性鍵非極性鍵或極性鍵分子內(nèi)原子排列對稱不對稱①非極性分子與極性分子的判斷eq\a\vs4\al(雙原子分子)eq\a\vs4\al(單質(zhì))eq\a\vs4\al(正負(fù)電荷中心重合)eq\a\vs4\al(非極性分子)eq\a\vs4\al(結(jié)構(gòu)對稱)eq\a\vs4\al(多原子分子)eq\a\vs4\al(結(jié)構(gòu)不對稱)eq\a\vs4\al(正負(fù)電荷中心不重合)eq\a\vs4\al(極性分子)eq\a\vs4\al(→)eq\a\vs4\al(化合物)②對于ABn型分子，一般情況下，若中心原子A的化合價(jià)的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù)，則該分子為非極性分子，否則為極性分子。③鍵的極性、分子空間構(gòu)型與分子極性的關(guān)系類型實(shí)例鍵的極性空間構(gòu)型分子極性X2H2、N2非極性鍵直線形非極性分子XYHCl、NO極性鍵直線形極性分子XY2(X2Y)CO2、CS2極性鍵直線形非極性分子SO2極性鍵eq\a\vs4\al(V)形極性分子H2O、H2S極性鍵eq\a\vs4\al(V)形極性分子XY3BF3極性鍵平面正三角形非極性分子NH3極性鍵三角錐形極性分子XY4CH4、CCl4極性鍵正四面體形非極性分子(2)分子的溶解性①“相似相溶”的規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑。若能形成氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。②“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶(C2H5OH和H2O中的羥基相近)，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。③“相似相溶”規(guī)律可用于解釋一些物質(zhì)溶解現(xiàn)象，如HCl(極性分子)易溶于H2O(極性溶劑)，可做噴泉實(shí)驗(yàn)；苯(非極性溶劑)可萃取水(極性溶劑)中的溴(非極性分子)。(3)分子的手性①手性異構(gòu)：具有完全相同的組成和原子排列的一對分子，如同左手和右手一樣互為鏡像，在三維空間里不能重疊的現(xiàn)象。②手性分子：具有手性異構(gòu)體的分子。③手性碳原子：在有機(jī)物分子中，連有四個(gè)不同基團(tuán)或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如。(4)無機(jī)含氧酸分子的酸性對于同一種元素的無機(jī)含氧酸來說，該元素的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)。如果把含氧酸的通式寫成(HO)mROn，R相同時(shí)，n值越大，R的正電性越高，R—O—H中的氧原子的電子就會(huì)越向R偏移，在水分子的作用下，就越容易電離出H＋，酸性也就越強(qiáng)。如H2SO3可寫成(HO)2SO，n＝1；H2SO4可寫成(HO)2SO2,n＝2。所以酸性：H2SO4eq\a\vs4\al(>)H2SO3。同理，酸性：HNO3eq\a\vs4\al(>)HNO2，HClO4eq\a\vs4\al(>)HClO3eq\a\vs4\al(>)HClO2eq\a\vs4\al(>)HClO?！揪珳?zhǔn)訓(xùn)練3】分子間作用力與分子的性質(zhì)9．下列說法正確的是()A．甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)分子中含有1個(gè)手性碳原子B．互為手性異構(gòu)體的化合物，所含化學(xué)鍵的種類和數(shù)目完全相同C．互為手性異構(gòu)體的化合物，在三維空間不能重合，但物理、化學(xué)性質(zhì)卻幾乎完全相同D．互為手性異構(gòu)體的化合物，分子組成不同，所以物理、化學(xué)性質(zhì)也不同10．下列無機(jī)含氧酸分子中酸性最強(qiáng)的是()A．HNO2B．H2SO3C．HClO3D．HClO411．已知H和O可以形成H2O和H2O2兩種化合物，試根據(jù)有關(guān)信息完成下列問題：(1)水是維持生命活動(dòng)所必需的一種物質(zhì)。①1mol冰中有________mol氫鍵。②用球棍模型表示的水分子結(jié)構(gòu)是________。(2)已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)如圖所示：H2O2分子不是直線形的，兩個(gè)氫原子猶如在半展開的書的兩面上，兩個(gè)氧原子在書脊位置上，書頁夾角為93°52′，而兩個(gè)O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′。試回答：①H2O2分子的電子式是___________，結(jié)構(gòu)式是_________________。②H2O2分子是含有________鍵和________鍵的________(填“極性”或“非極性”)分子。③H2O2難溶于CS2，簡要說明理由：_____________________________________________。④H2O2中氧元素的化合價(jià)是________，簡要說明原因________________________________。12．下列說法不正確的是()①N2H4分子中既含極性鍵又含非極性鍵②F2、Cl2、Br2、I2熔點(diǎn)隨相對分子質(zhì)量增大而升高③固體融化成液體的過程是物理變化，所以不會(huì)破壞化學(xué)鍵④HF分子很穩(wěn)定是由于HF分子之間能形成氫鍵A．①②B．②③C．③④D．①④【真題感悟】1．【2021·全國甲卷節(jié)選】CO2分子中存在______個(gè)σ鍵和______個(gè)π鍵；甲醇的沸點(diǎn)(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之間，其原因是____________________。2．【2021·全國乙卷節(jié)選】NH3的沸點(diǎn)比PH3的______，原因是_________________________________。3．【2021·河北卷節(jié)選】已知有關(guān)氮、磷的單鍵和叁鍵的鍵能（kJ·mol1）如下表：NNN≡NPPP≡P193946197489從能量角度看，氮以N2，而白磷以P4（結(jié)構(gòu)式可表示為）形式存在的原因是。4．【2021·湖南卷節(jié)選】硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4。SiX4的熔沸點(diǎn)如下表：SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點(diǎn)/K183.0203.2278.6393.7沸點(diǎn)/K187.2330.8427.2560.7①0℃時(shí)，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態(tài)的是 (填化學(xué)式)，沸點(diǎn)依次升高的原因是 。5．【2021·山東卷節(jié)選】OF2的熔、沸點(diǎn) (填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是 。6．【2021·福建卷節(jié)選】類石墨相氮化碳（gC3N4）作為一種新型光催化材料，在光解水產(chǎn)氫等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，研究表明，非金屬摻雜（O、S等）能提高其光催化活性。gC3N4具有和石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)，其中一種二維平面結(jié)構(gòu)如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(3)gC3N4晶體中存在的微粒間作用力有（填標(biāo)號(hào)）。a.非極性鍵b.金屬鍵c.π鍵d.范德華力7．【2020·全國=2\*ROMANII卷節(jié)選】（2）Ti的四鹵化物熔點(diǎn)如下表所示，TiF4熔點(diǎn)高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點(diǎn)依次升高，原因是__________________________________________________________?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點(diǎn)/℃577－24.1238.31558．【2020·浙江卷節(jié)選】常溫下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是__________。9．【2019·全國=2\*ROMANII卷節(jié)選】元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物的沸點(diǎn)比NH3的_______（填“高”或“低”），其判斷理由是_________________________。10．【2018·江蘇高考】N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)＝________?！菊n時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1．下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵，又有π鍵的是()①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2A．①②③B．③④⑤⑥C．①③⑥D(zhuǎn)．③⑤⑥2．下列說法中正確的是()A．雙原子分子中化學(xué)鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定B．雙原子分子中化學(xué)鍵鍵長越長，分子越穩(wěn)定C．雙原子分子中化學(xué)鍵鍵角越大，分子越穩(wěn)定D．在雙鍵中，σ鍵的鍵能要小于π鍵3．下列物質(zhì)的變化，破壞的主要是分子間作用力的是()①碘單質(zhì)的升華②KCl溶于水③將液溴加熱變?yōu)闅鈶B(tài)④NH4Cl受熱分解A．①②B．②③C．①③D．②④4．下列事實(shí)與氫鍵無關(guān)的是()A．水和乙醇可以以任意比例互溶B．氨容易液化C．液態(tài)氟化氫的化學(xué)式有時(shí)寫成(HF)n的形式D．甲烷難溶于水而易溶于四氯化碳5．當(dāng)一個(gè)碳原子連接四個(gè)不同原子或原子團(tuán)時(shí)，該碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2個(gè)手性碳原子的是()6．已知含氧酸可用通式(HO)nXOm來表示，如X是S，則m＝2，n＝2，這個(gè)式子就表示H2SO4。一般而言，該式中m大的是強(qiáng)酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最強(qiáng)的是()A．H2SO4B．H2SeO3C．H3BO3D．H3PO47．碘單質(zhì)在水中的溶解度很小，但在CCl4中的溶解度很大，這是因?yàn)?)A．CCl4與I2相對分子質(zhì)量相差較小，而H2O與I2相對分子質(zhì)量相差較大B．CCl4與I2都是直線形分子，而H2O不是直線形分子C．CCl4和I2都不含氫元素，而H2O中含有氫元素D．CCl4和I2都是非極性分子，而H2O是極性分子8．下列說法不正確的是()A．HCl、HBr、HI的熔、沸點(diǎn)依次升高與分子間作用力大小有關(guān)B．H2O的熔、沸點(diǎn)高于H2S是由于H2O分子之間存在氫鍵C．I2易溶于CCl4可以用相似相溶原理解釋D．甲烷可與水形成氫鍵這種化學(xué)鍵9．根據(jù)氫分子的形成過程示意圖回答問題。(1)H—H鍵的鍵長為________，①～⑤中，體系能量由高到低的順序是_____