1、第15講 微粒之間的相互作用,一、化學(xué)鍵 1概念：使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的強(qiáng)烈的相互作用力通稱為化學(xué)鍵。 2、類型,共價(jià)化合物一定有共價(jià)鍵，一定沒(méi)有離子鍵，有共價(jià)鍵的不一定是共價(jià)化合物，共價(jià)鍵廣泛存在于各種物質(zhì)中。共價(jià)鍵的極性判斷看共價(jià)鍵是否在同種元素原子之間，若共價(jià)鍵存在于同種元素原子之間一般是非極性共價(jià)鍵，若共價(jià)鍵存在于不同種元素原子之間一般是極性共價(jià)鍵。,3.化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì) 化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過(guò)程。,離子化合物一定有離子鍵，可能有共價(jià)鍵，有離子鍵也一定是離子化合物。離子鍵存在于離子化合物中，是陰陽(yáng)離子通過(guò)靜電作用形成的化學(xué)鍵，成鍵微粒是陰陽(yáng)離子。一般

2、由活潑金屬與活潑非金屬化合時(shí)因失去和得到電子而形成，但也不一定由金屬和非金屬元素組成，完全由非金屬也可形成離子鍵如NH4Cl。,二、電子式與結(jié)構(gòu)式書寫 1原子的電子式 中性原子最外層電子數(shù)未發(fā)生變化，書寫時(shí)應(yīng)把最外層電子都一一表示出來(lái)。 例如： 硫原子_； 鎂原子_； 碳原子_等,2簡(jiǎn)單陰離子的電子式 若是非金屬原子得到電子形成的簡(jiǎn)單陰離子，其最外層達(dá)8電子結(jié)構(gòu)(H最外層為2個(gè)電子)，得到的電子數(shù)等于陰離子帶的電荷數(shù)。在書寫電子式時(shí)，不但要表示出最外層所有電子數(shù)(包括得到的電子)，而且還應(yīng)用方括號(hào)“”括起來(lái)，并在括號(hào)外的右上角注明陰離子所帶的負(fù)電荷數(shù)。 例如：氯離子_； 硫離子_等,3復(fù)雜離子

3、的電子式 通常把帶電荷的原子團(tuán)稱為復(fù)雜離子，也分為陽(yáng)離子和陰離子。這種離子內(nèi)的原子之間常以共價(jià)鍵結(jié)合。復(fù)雜離子都要用“”括起來(lái)，并在右上角標(biāo)明電荷數(shù)。 例如：氫氧根離子_； 銨根離子_等,4離子化合物的電子式 將組成離子化合物的陰、陽(yáng)離子的電子式按該離子化合物的化學(xué)式的個(gè)數(shù)排列起來(lái)的式子。相同的離子要對(duì)稱分布，不可合并。 例如：NaCl _； MgCl2_等,5共價(jià)分子的電子式 將組成共價(jià)分子的原子的電子式按該分子化學(xué)式的個(gè)數(shù)排列起來(lái)，能描述所含原子最外層電子數(shù)目及成鍵情況的式子。 例如：Cl2_； H2O_等,6結(jié)構(gòu)式 在化學(xué)上常用一根短線表示一對(duì)共用電子，這樣得到的式子叫做結(jié)構(gòu)式。,三、分

4、子間作用力與氫鍵 1分子間作用力 (1)定義：把分子聚集在一起的作用力叫分子間作用力，又稱范德華力。 (2)特點(diǎn) 分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多，它主要影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)，而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。,分子間作用力只存在于由共價(jià)鍵形成的多數(shù)共價(jià)化合物和絕大多數(shù)氣態(tài)非金屬單質(zhì)分子之間及稀有氣體分子之間。但像二氧化硅、金剛石等由共價(jià)鍵形成的物質(zhì)的微粒之間不存在分子間作用力。 (3)變化規(guī)律：一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)也越高。例如，熔、沸點(diǎn)：I2Br2Cl2F2。,2氫鍵 NH3、H2O、HF等分子之間存在著一種比分子間

5、作用力稍強(qiáng)的相互作用，這種相互作用叫氫鍵。氫鍵不屬于化學(xué)鍵，它屬于一種較弱的作用力，其大小介于范德華力和化學(xué)鍵之間。氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：溶質(zhì)分子和溶劑分子間形成氫鍵，則溶解度驟增；氫鍵的存在，使分子的熔、沸點(diǎn)升高；水分子間的氫鍵使水結(jié)冰時(shí)體積膨脹、密度減??；氫鍵是蛋白質(zhì)具有生物活性的高級(jí)結(jié)構(gòu)的重要原因，DNA雙螺旋的兩個(gè)螺旋鏈也是以氫鍵相互結(jié)合的。,要注意區(qū)分各種作用力分別對(duì)物質(zhì)的哪些性質(zhì)產(chǎn)生影響，如化學(xué)鍵影響原子晶體、離子晶體、金屬晶體的熔沸點(diǎn)，但不影響分子晶體的熔沸點(diǎn)，分子晶體的熔沸點(diǎn)受分子間作用力影響。,【典例1】2007年9月，美國(guó)科學(xué)家宣稱：普通鹽水在無(wú)線電波照射下可燃燒，這偉大的

6、發(fā)現(xiàn)，有望解決用水作人類能源的重大問(wèn)題。無(wú)線電頻率可以降低鹽水中所含元素之間的“結(jié)合力”，釋放出氫原子，若點(diǎn)火，氫原子就會(huì)在該種頻率下持續(xù)燃燒。上述“結(jié)合力”實(shí)質(zhì)是() A分子間作用力 B氫鍵 C非極性共價(jià)鍵 D極性共價(jià)鍵,【解析】水中含分子間作用力、氫鍵，本題破壞的結(jié)合力，是將水中化合態(tài)H原子轉(zhuǎn)化為氫原子，說(shuō)明是水分子中化學(xué)鍵被破壞，水分子中的化學(xué)鍵是極性共價(jià)鍵。,【點(diǎn)撥】化學(xué)變化一般要破壞化學(xué)鍵。但物理變化要具體分析，可能是破壞化學(xué)鍵也可能破壞分子間作用力。,【參考答案】D,【遷移訓(xùn)練1】現(xiàn)有如下各說(shuō)法： 在水中氫、氧原子間均以化學(xué)鍵相結(jié)合。 金屬和非金屬化合形成離子鍵。 離子鍵是陽(yáng)離子、

7、陰離子的相互吸引。 根據(jù)電離方程式HCl=HCl，判斷HCl分子里存在離子鍵。 H2分子和Cl2分子的反應(yīng)過(guò)程是H2、Cl2分子里共價(jià)鍵發(fā)生斷裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成離子鍵的過(guò)程。 上述各種說(shuō)法正確的是( ) A正確 B都不正確 C正確，其他不正確 D僅不正確,【解析】水中存在分子內(nèi)H、O原子間的相互作用，分子間的H、O原子也相互作用。而化學(xué)鍵只指分子內(nèi)相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用，故敘述不正確。離子鍵是活潑金屬與活潑非金屬化合時(shí)才形成的化學(xué)鍵，不是存在于任何金屬和非金屬微粒間，故不正確。,HCl分子中不存在單個(gè)離子，它屬于共價(jià)化合物，分子中沒(méi)有離子鍵，在溶液中，化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊

8、鍵斷裂，新鍵形成的過(guò)程，HH、ClCl、HCl都是共價(jià)鍵不是離子鍵，故不對(duì)。在離子化合物中，陰、陽(yáng)離子間存在的相互作用包括陰、陽(yáng)離子的吸引力及核與核、電子與電子的相互排斥力，故不對(duì),【參考答案】B,【典例2】下列化學(xué)用語(yǔ)正確的是() ANa2O2中氧元素的化合價(jià)為2 B乙醇的分子式：CH3CH2OH C16S的結(jié)構(gòu)示意圖： D甲烷的結(jié)構(gòu)式：CHHHH,【解析】A選項(xiàng)氧元素在化合物中的化合價(jià)并非總是2，在過(guò)氧化物中，氧的化合價(jià)為1，在超氧化物中，氧的化合價(jià)為 ； B選項(xiàng)CH3CH2OH是乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式而非分子式，其分子式為C2H6O； C選項(xiàng)原子結(jié)構(gòu)示意圖中原子核中應(yīng)該寫成16； D選項(xiàng)該結(jié)構(gòu)式

9、為甲烷的結(jié)構(gòu)式，正確。,【點(diǎn)撥】化學(xué)用語(yǔ)在此處可以對(duì)比分析，以免學(xué)生概念上混淆。結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、分子式、化學(xué)式、原子結(jié)構(gòu)示意圖、核外電子排布式、電子式不能混淆。,【參考答案】D,【遷移訓(xùn)練2】(2010泗陽(yáng)中學(xué)調(diào)研)100多年來(lái)科學(xué)家沒(méi)有間斷對(duì)純氮物種的研究和發(fā)現(xiàn)。第一次是1772年分離出N2，第二次是1890年合成了重氮離子，1999年是高能氮陽(yáng)離子，甚至科學(xué)家預(yù)計(jì)能合成N8。 (1)1890年合成的重氮離子(N3 )中有一個(gè)氮氮叁鍵，請(qǐng)寫出其電子式_。,【解析】(1)根據(jù)氮原子的外圍電子及電子式的書寫規(guī)則，可寫出N3的電子式。,(2)經(jīng)分析，1999年合成的高能氮陽(yáng)離子中有5個(gè)氮原子，它

10、們成V字形，且含有2個(gè)氮氮叁鍵，每個(gè)氮原子最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，試推斷該離子所帶的電荷數(shù)為_， 寫出其電子式_。,【解析】(2)結(jié)合第(1)題中N3的電子式和題中所給關(guān)于N5+的信息，寫出N5+的電子式。,1個(gè)單位正電荷,【解析】(3)根據(jù)(1)(2)小題，可聯(lián)想到N8應(yīng)是由N3與N5+組成的電中性物質(zhì)，由元素組成判斷物質(zhì)類別，根據(jù)電子式判斷化學(xué)鍵類型，并可判斷該物質(zhì)具有離子化合物的性質(zhì)。,單質(zhì),離子鍵、非極性 共價(jià)鍵、配位鍵,固,較高,會(huì),(3)請(qǐng)你預(yù)計(jì)科學(xué)家即將合成的N8的電子式 _； N8屬于_(填寫“單質(zhì)”、“共價(jià)化合物”或“離子化合物”)；其含有的化學(xué)鍵有_ _預(yù)計(jì)它在常溫下是

11、_體，熔沸點(diǎn)_，熔融狀態(tài)下_(填“會(huì)”或“不會(huì)”)導(dǎo)電。,【典例3】下列敘述正確的是() A原子晶體中各相鄰原子之間都以共價(jià)鍵結(jié)合 B分子晶體中都存在范德華力，分子內(nèi)都存在共價(jià)鍵 CHF、HCl、HBr、HI四種物質(zhì)的沸點(diǎn)依次升高 D干冰和氯化銨分別受熱變?yōu)闅怏w所克服的粒子間相互作用屬于同種類型,【解析】 A正確；B項(xiàng)單原子分子內(nèi)不存在共價(jià)鍵； C項(xiàng)HF分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)是最高的； D項(xiàng)中干冰氣化克服的是范德華力，氯化銨氣化克服的是離子鍵和共價(jià)鍵。,【點(diǎn)撥】要注意與選修部分的知識(shí)聯(lián)系，將晶體中的作用力、化學(xué)鍵與晶體性質(zhì)之間的關(guān)系講清楚,【參考答案】A,【遷移訓(xùn)練3】下列物質(zhì)中，含有非極性共價(jià)

12、鍵的離子化合物的是( ) ANH4NO3 BCl2 CH2O2 DNa2O2,【解析】NH4NO3是含有極性共價(jià)鍵的離子化合物，故A不正確；Cl2屬于單質(zhì)，不是化合物，故B不正確；H2O2中雖然含有非極性共價(jià)鍵，但它不是離子化合物，故C不正確；Na2O2雖然是離子化合物，但其O22內(nèi)部含有非極性共價(jià)鍵(OO2)，故D正確。,D,【典例4】下列敘述正確的是() A1個(gè)甘氨酸分子CH2(NH2)COOH中存在9對(duì)共用電子 BPCl3和BCl3分子中所有原子的最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) CH2S和CS2分子都是含極性鍵的極性分子 D熔點(diǎn)由高到低的順序：金剛石碳化硅晶體硅,【解析】甘氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

13、， 由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以看出1個(gè)甘氨酸分子中存在10對(duì)共用電子；選項(xiàng)B中根據(jù)|元素的化合價(jià)|原子的最外層電子數(shù)8，則P原子的最外層達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，BCl3中B原子的最外層電子數(shù)為3，化合價(jià)為3價(jià)，因此B原子未達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；,選項(xiàng)C中H2S和CS2都是以極性鍵結(jié)合而成，H2S的空間結(jié)構(gòu)呈角形，正負(fù)電荷重心不重合，屬于極性分子，而CS2為直線形分子，正負(fù)電荷重心重合，屬于非極性分子； 選項(xiàng)D中三種物質(zhì)均為原子晶體，原子晶體的熔點(diǎn)與該晶體中的原子半徑有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，原子半徑小的，熔點(diǎn)高，所以選項(xiàng)D正確。,【參考答案】D,【點(diǎn)撥】8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的判斷 1根據(jù)分子結(jié)構(gòu)與最外層電子數(shù)判斷 對(duì)于

14、某些非金屬單質(zhì)分子來(lái)說(shuō)，可由其分子結(jié)構(gòu)來(lái)判斷，看該分子中一個(gè)原子形成的共價(jià)鍵數(shù)目和該原子的最外層電子數(shù)之和是否等于8，若等于8，則滿足8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，否則不滿足。如白磷等就可用這種方法判斷。,2由元素化合價(jià)與最外層電子數(shù)判斷 對(duì)于共價(jià)化合物來(lái)說(shuō)，看其組成元素化合價(jià)的絕對(duì)值與其最外層電子數(shù)之和是否等于8，如果都等于8，則該元素的原子最外層滿足8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，否則將不滿足。如：SiCl4分子中，硅的化合價(jià)為4價(jià)，硅原子最外層有4個(gè)電子，二者之和等于8，氯的化合價(jià)為1價(jià)，氯原子最外層有7個(gè)電子，化合價(jià)的絕對(duì)值與其最外層電子數(shù)之和也等于8，所以SiCl4分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)；在PCl5分子中，磷元素的化合價(jià)為5價(jià)，而磷原子的最外層有5個(gè)電子，二者之和不為8，所以PCl5分子中磷原子不滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)。這種方法適合于各種共價(jià)化合物。,3由元素化合價(jià)判斷 首先看分