微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)

1、第二單元　微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì),選修　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),2013高考導(dǎo)航,考點(diǎn)一　化學(xué)鍵、分子間作用力1．離子鍵(1)離子鍵的形成和特點(diǎn)①形成：在離子化合物中，陰、陽離子之間的靜電引力使陰、陽離子相互吸引，陰離子的核外電子與陽離子的核外電子,之間、陰離子的原子核與陽離子的原子核之間的靜電斥力使陰、陽離子相互排斥。當(dāng)陰、陽離子之間的靜電引力和靜電斥力達(dá)到平衡時，陰、陽離子保持一定的平衡核間距，形成穩(wěn)定的離子鍵，整個體系達(dá)到能量最低

2、狀態(tài)。②特點(diǎn)：離子鍵沒有方向性和飽和性。,(2)晶格能①概念：拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能量，單位為kJ·mol－1。②意義：晶格能用來衡量離子晶體中陰、陽離子間靜電作用的大小。,③與其他量的關(guān)系：在離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶的電荷數(shù)越多，則晶格能越大。晶格能越大，陰、陽離子間的離子鍵就越牢固，形成的離子晶體就越穩(wěn)定，而且熔點(diǎn)越高，硬度越大,2．共價鍵(1)共價鍵的形成和特點(diǎn),①形

3、成過程的分析(以H2為例)a．兩個氫原子核外電子的自旋方向相反，當(dāng)它們接近到一定距離時，兩個1s軌道重疊，電子在兩原子核間出現(xiàn)的概率較大。隨著核間距減小，電子在核間出現(xiàn)的概率增大，體系能量逐漸下降，達(dá)到能量最低狀態(tài)；進(jìn)一步減小時，原子間的斥力使體系能量迅速上升，排斥,作用將氫原子推回到平衡位置(如圖中a曲線)。b．兩個氫原子核外電子的自旋方向相同，相互接近時，排斥總是占主導(dǎo)地位，這樣的兩個氫原子不能形成氫氣分子(如圖中b曲線)。

4、,②形成的本質(zhì)當(dāng)成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子密度增加，體系的能量降低。③特點(diǎn)：具有飽和性和方向性。,(2)共價鍵的分類,(3)σ鍵和π鍵的判斷①σ鍵穩(wěn)定，π鍵活潑；②共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵；共價叁鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。,(4)鍵參數(shù)及對分子性質(zhì)的影響,銨根和水合氫離子中的配位鍵：H2SO4分子中的配位鍵：,3．范德華力、氫鍵及

5、共價鍵比較,4．鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系(1)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是反應(yīng)物分子內(nèi)舊化學(xué)鍵的斷裂和產(chǎn)物分子中新化學(xué)鍵的形成。(2)化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，若化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量大于新化學(xué)鍵形成所放出的能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。,反之，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的焓變關(guān)系：ΔH＝E(反應(yīng)物)－E(生成物)＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和。ΔH＞0，為吸熱反應(yīng)，ΔH＜0為放熱反應(yīng)。,5．金屬鍵(1)金

6、屬鍵定義金屬陽離子與自由電子間強(qiáng)烈的相互作用。,(2)金屬特性①導(dǎo)電性通常情況，金屬內(nèi)部自由電子的運(yùn)動無方向性，在外加電場作用下，自由電子在金屬內(nèi)部將會發(fā)生定向運(yùn)動，形成電流。,②導(dǎo)熱性金屬受熱時，自由電子與金屬陽離子(或金屬原子)碰撞頻率增加，自由電子把能量傳給金屬陽離子(或金屬原子).從而把能量從溫度高的區(qū)域傳到溫度低的區(qū)域。,③延展性自由電子與金屬陽離子之間的作用沒有方向性。在外力作用下，金屬原子間發(fā)生相對滑動時，各

7、層金屬原子間保持金屬鍵的作用，不會改變。,(3)決定金屬鍵大小的因素可以用金屬的原子化熱來衡量，金屬的原子化熱是指1 mol金屬固體完全汽化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時吸收的能量，金屬的原子化熱越大，金屬鍵越強(qiáng)。,(4)金屬鍵的強(qiáng)弱比較金屬鍵的強(qiáng)度主要決定于金屬元素的原子半徑和價電子數(shù)，原子半徑越大，價電子數(shù)越少，金屬鍵越弱；原子半徑越小，價電子數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)。,(5)金屬鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響①金屬鍵越強(qiáng)，晶體熔、沸點(diǎn)越高。②金屬

8、鍵越強(qiáng)，晶體硬度越大。(6)金屬鍵無方向性和飽和性。,特別提醒　晶體在熔化過程中，金屬鍵要斷裂；在受外力作用下，各層之間發(fā)生相對滑動，但金屬鍵并不被破壞.,即時應(yīng)用1．(2011·高考山東卷)氧是地殼中含量最多的元素。(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為________個。,(2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為_____________________________________

9、___________________________________。,(3) H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________雜化。H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因?yàn)開_______________________________________________________________________。,(4)CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，已知CaO晶體密度為a g·

10、;cm－3，NA 表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaO晶胞體積為________cm3。,解析：(1)氧元素基態(tài)原子的核外電子軌道表示式為： ，故未成對電子數(shù)為2個。,(3)H2O、H3O＋中的O原子均采取sp3雜化，孤電子對對成鍵電子對具有排斥作用，而孤電子對數(shù)多的H2O中排斥力大，鍵角小。,考點(diǎn)二　晶體的性質(zhì)

11、1．幾種典型的晶體模型,2.晶體的組成和性質(zhì)的比較,即時應(yīng)用2．(2010年高考海南卷改編題)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：(1)Ni原子的核外電子排布式為________________________________________________________________________；,(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69

12、pm和78 pm，則熔點(diǎn)NiO__________FeO(填“”)；(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為________、________________________________________________________________________；,(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。該合金的化學(xué)式為________________________________

13、____________________________________________________；,(5)丁二酮肟常用于檢驗(yàn)Ni2＋：在稀氨水介質(zhì)中，丁二酮肟與Ni2＋反應(yīng)可生成鮮紅色沉淀，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。,①該結(jié)構(gòu)中，碳碳之間的共價鍵類型是σ鍵，碳氮之間的共價鍵類型是______________，氮鎳之間形成的化學(xué)鍵是____________；②該結(jié)構(gòu)中，氧氫之間除共價鍵外還可存在__________；,(5)①碳氮原子

14、之間為雙鍵，所以有一個σ鍵和一個π鍵。,答案：(1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)>　(3)6　6　(4)LaNi5(5)①σ鍵和π鍵　配位鍵　②氫鍵,2．同屬原子晶體可通過比較原子半徑的大小確定熔、沸點(diǎn)的高低，一般原子半徑越小，熔、沸點(diǎn)越高。例如：金剛石(C—C)>碳化硅(Si—C)>晶體硅(Si—Si)。,3．同屬離子晶體離子所帶電荷越多，離子半徑越小，則離子鍵越強(qiáng)，

15、晶格能越大，熔、沸點(diǎn)越高。例如：MgO>NaCl>CsCl。,4．同屬金屬晶體金屬離子所帶電荷越多，半徑越小，金屬鍵越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。例如：Al>Mg>Na。5．同屬分子晶體(1)組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，一般相對分子質(zhì)量越大，范德華力越強(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。例如：I2>Br2>Cl2>F2。,(4)若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體大，故熔、沸點(diǎn)較高。例如：HF>HC

16、l。,即時應(yīng)用3．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù)：,據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是________。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號)。①有金屬光澤　　　②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性 ④延展性,(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于____________________________________________________

17、____________________________________________________________________________________________。,(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號)。①硬度小 ②水溶液能導(dǎo)電③固體能導(dǎo)電 ④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電,(5)D組晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椋篘aCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因解釋為____________________

18、____________________________________________________。,解析：通過讀取表格中數(shù)據(jù)先判斷出晶體的類型及晶體的性質(zhì)，應(yīng)用氫鍵解釋HF的熔點(diǎn)反常的原因，利用晶格能的大小解釋離子晶體熔點(diǎn)高低的原因。答案：(1)原子　共價鍵　(2)①②③④,(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4)②④　(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)＜r(K＋

19、)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷相同的情況下，半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)就越高,(2012·泉州高三調(diào)研)硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，硅及其化合物的用途非常廣泛。根據(jù)所學(xué)知識回答硅及其化合物的相關(guān)問題：,(1)基態(tài)硅原子的核外電子排布式為________________________________________________________________________。(2)晶體硅的微觀結(jié)構(gòu)與金剛石

20、相似，晶體硅中Si—Si鍵之間的夾角大小約為________。,(3)請在框圖中補(bǔ)充完成SiO2晶體的結(jié)構(gòu)模型示意圖(部分原子已畫出)，并進(jìn)行必要標(biāo)注。,(4)下表列有三種物質(zhì)(晶體)的熔點(diǎn)：,簡要解釋熔點(diǎn)差異的原因：①SiO2和SiCl4：_________________________________________________________________________________________________

21、_______________________________________________。,②SiCl4和SiF4：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。,【解析】　(1)硅是14

22、號元素，則基態(tài)硅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)；(2)晶體硅的微觀結(jié)構(gòu)與金剛石相似，故晶體硅中Si—Si鍵之間的夾角大小約為109°28′；,(3)根據(jù)原子半徑來識別出題中已畫出的原子其實(shí)是同一種原子(硅原子)，因此補(bǔ)充完成的是氧原子；(4)由表列的熔點(diǎn)大小結(jié)合晶體的熔點(diǎn)判斷知識入手?！敬鸢浮俊?1)1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)(2)109

23、6;28′,(3),(4)①SiO2是原子晶體，微粒間作用力為共價鍵；SiCl4是分子晶體，微粒間作用力為范德華力，故SiO2熔點(diǎn)高于SiCl4②SiCl4和SiF4均為分子晶體，微粒間作用力為范德華力，結(jié)構(gòu)相似時相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。故SiCl4熔點(diǎn)高于SiF4,【名師指津】　解此類題的思路：確定晶體類型——確定晶體內(nèi)各微粒間是何種作用力(或化學(xué)鍵)——影響該作用力(或化學(xué)鍵)的強(qiáng)弱因素——得出結(jié)論。,A、B、C、D四種前

24、四周期元素，已知A屬于常見元素，其＋1價陽離子各層均處于全滿狀態(tài)，該離子在溶液中不能穩(wěn)定存在，但＋2價離子能穩(wěn)定存在；B的第4電離能遠(yuǎn)小于第5電離能且有三個能層，C、D基態(tài)原子均有2個未成對電子且二者能形成直線形化合,物。請回答下列問題：(1)A基態(tài)原子電子排布式為_____________________________________________________________________________________

25、___________________________________________________________。,(2)B與D能形成BD2型化合物，則B晶體與BD2晶體熔點(diǎn)較高的是________(填化學(xué)式)，BD2晶體中最小環(huán)含B、D原子數(shù)目分別為________。,(4)已知A、D能形成晶胞如圖所示的化合物，則該化合物的化學(xué)式為____________，此物質(zhì)中，實(shí)心球代表的微粒符號為____________。,【解析】　由

26、＋1價離子在溶液中不能穩(wěn)定存在，但＋2價能穩(wěn)定存在知，A是銅；由B的電離能數(shù)值特點(diǎn)知其為ⅣA族元素，結(jié)合其能層數(shù)知其是硅；由C、D基態(tài)原子的未成對電子及兩者能形成直線形化合物，知C、D是碳、氧中的一個。,由B、D能形成BD2型化合物知D是氧，故C是碳，因Si—Si鍵的鍵長大于Si—O鍵的鍵長且二者均為原子晶體，故SiO2熔點(diǎn)較高，SiO2晶體中最小環(huán)上分別有6個硅原子、6個氧原子。,【答案】　(1)1s22s22p63s23p63d10

27、4s1或[Ar]3d104s1(2)SiO2　6、6　(3) Cu2O　Cu＋,【名師指津】　晶胞計算中“均攤原則”的應(yīng)用在晶體結(jié)構(gòu)中給出各微粒在晶胞中的位置(如頂點(diǎn)、棱、面心、體心)，要求計算晶體的化學(xué)式，是常見的一種計算類型。求解這類試題時，一般用均攤的思想進(jìn)行求解。,由于晶胞是晶體的最小重復(fù)單位，因此只要確定構(gòu)成晶胞中的粒子(陰、陽離子或原子)的最簡個數(shù)之比，就可得出一個完整的晶胞中所含粒子的數(shù)目，從而寫出晶體的化學(xué)式。,處于