9.化学键与分子结构、晶体结构
高三化学原子结构化学键及分子结构晶体结构
证对市爱幕阳光实验学校高三化学原子结构、化学键及分子结构、晶体结构【本讲信息】 一. 教学内容：物质结构⎪⎩⎪⎨⎧晶体结构化学键及分子结构原子结构二. 教学要求：1. 掌握原子构成的初步知识。
2. 掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及质量数与中子数、质子数之间的相互关系。
3. 掌握核外电子排布规律。
4. 掌握离子键、共价键、金属键的涵义。
5. 理解键的极性与分子极性的关系。
6. 了解分子间作用力、氢键的概念。
7. 掌握几种晶体类型的结构特点和性质。
三. 教学：1. 原子核外电子的排布规律。
2. 离子键、共价键的概念，能用电子式表示离子化合物和共价化合物及其形成过程。
3. 三种晶体的结构和性质。
四. 知识分析：1. “六种量〞及其涵义〔1〕质子数：即原子核内质子个数，也称为原子序数，它是决元素品种的重要因素。
〔2〕中子数：即原子核内中子个数。
当质子数相同，而中子数不同时，便提出了同位素的概念。
〔3〕核外电子数：原子中，质子数于电子数，因此整个原子不显电性；当质子数＞电子数时，该微粒是阳离子，当质子数＜电子数时，该微粒为阴离子。
〔4〕质量数：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值之和为质量数，用“A 〞表示。
由于电子质量忽略不计，质量数可以近似地表示相对原子质量的大小。
〔5〕同位素的相对原子质量：其意义是某同位素的一个原子质量与C 12原子质量121的相比照值。
初中化学所学的相对原子质量实质上是同位素的相对原子质量。
例如：O 168的一个原子质量为kg 2610657.2-⨯，一个C 126的质量为kg 2610993.1-⨯ O 168的相对原子质量〔6〕元素的相对原子质量：其意义是各种天然同位素的相对原子质量与它的原子所占的原子个数百分比的乘积之总和。
氧元素的相对原子质量[])(O Ar759.999949.15⨯=％+037.09991.16⨯％+204.09992.17⨯％注：我们在题中常用质量数代替同位素的相对原子质量，以此求得的结果称为元素的近似相对原子质量，如： 氧元素的近似相对原子质量759.9916⨯=％037.017⨯+％204.018⨯+％2. 晶体类型与化学键、分子极性之间的关系：由上可知：① 离子晶体〔或离子化合物〕一含离子键。
晶体结构的分类
晶体结构的分类晶体结构是材料科学中重要的研究对象之一，它描述了材料原子、分子或离子的排列方式和周期性。
根据晶体结构的不同，可以将其分为分子晶体、离子晶体和金属晶体三大类。
1. 分子晶体：分子晶体是由分子构成的晶体。
它的特点是分子内部的化学键比较强，而分子之间的相互作用较弱。
分子晶体通常以共价键或极性键相连，如氢键和范德华力。
这些相互作用力比较弱，所以分子晶体的熔点一般较低。
此外，分子晶体在晶格中的排列方式通常较为规则，呈现出较强的周期性。
分子晶体的典型代表是冰，其晶体结构由水分子通过氢键排列而成。
2. 离子晶体：离子晶体是由阳离子和阴离子组成的晶体。
它的特点是阳离子和阴离子之间以离子键（电荷引力）相互作用，这种相互作用力比较强，所以离子晶体的熔点一般较高。
离子晶体的结构较为紧密，离子之间形成了三维晶格。
离子晶体的典型代表有氯化钠（NaCl）和氧化镁（MgO）。
在离子晶体中，阳离子和阴离子的比例需要满足电中性条件。
3. 金属晶体：金属晶体是由金属原子构成的晶体。
金属晶体的特点是金属原子之间形成了金属键，即金属原子间的价电子自由流动形成了电子云。
金属键的强度较弱，所以金属晶体的熔点一般较低。
金属晶体的结构通常是一个由正离子核组成的细胞，正离子核之间被电子云均匀地包围着。
典型的金属晶体有铁、铜和铝等。
除了以上三类晶体，还存在着复合晶体和非晶体。
复合晶体是由两种或多种物质组成的晶体，这些物质可以是离子、分子或金属。
复合晶体的结构较为复杂，几种物质相互依存形成了一个复杂的三维结构。
非晶体是一种无定形的材料，在结构上没有明确的周期性。
非晶体通常是通过快速冷却或高压制备而成，如玻璃和聚合物材料。
综上所述，晶体结构根据其构成单位和相互作用类型的不同，可以分为分子晶体、离子晶体和金属晶体三大类。
通过深入研究晶体结构与性质之间的关系，可以揭示材料的物理、化学和力学特性，为材料设计和应用提供理论依据。
化学键与分子结构
PART 2
化学键的类型
化学键的类型
化学键主要分为 共价键、离子键 和金属键三种类
型
共价键
共价键是指两个或多 个原子通过共享电子 对形成的相互作用。 这种相互作用使得原 子能够稳定地结合在 一起，形成稳定的分 子。共价键的形成主 要是由于原子之间的 电子云重叠
化学键的类型
离子键
离子键是指由正离子 和负离子之间形成的 相互作用。正离子失 去电子，负离子得到 电子，从而形成稳定 的离子。离子键的形 成主要是由于静电相 互作用
化学键与分子结构
-
1 化学键的定义 3 分子结构与化学键的关系 5 化学键的断裂与形成 7 总结
2 化学键的类型 4 总结 6 化学键与生命活动
PART 1
化学键的子或晶体中原 子或离子之间的相互作用， 这种相互作用使得原子或离 子能够稳定地结合在一起
化学键的形成是化学反应的 基础，也是生命活动的基础
分子结构与化学键的关系
分子的物理性质
分子的物理性质如熔点、沸点、导电性和透 明度等主要由其化学键的类型和强度决定。 例如，共价化合物的熔点和沸点通常比离子 化合物要高，而金属化合物的导电性和透明 度则受到金属原子的种类和数量的影响
分子结构与化学键的关系
分子的化学性质
分子的化学性质如反应活性、氧化还原性质等主要由其 化学键的类型和强度决定。例如，共价化合物的反应活 性通常比离子化合物要低，而金属化合物的氧化还原性 质则受到金属原子的种类和数量的影响
化学键的类型
化学键的类型
金属键
金属键是指金属原子之间形成的相互作用。 金属原子最外层电子很容易失去，从而形成 自由电子。这些自由电子在金属原子之间流 动，形成了金属键。金属键的形成主要是由 于自由电子的流动
分子结构和晶体结构
分子结构和晶体结构
分子结构是指由原子通过共价键或离子键结合在一起形成的化学物质的结构。
在分子结构中，原子通过共享或转移电子来形成化学键，从而形成分子。
分子结构的确定涉及到原子的相对位置、连接方式以及构建分子的键角和键长等因素。
一个分子的分子结构取决于其化学成分、原子之间的相互作用以及外部条件。
有时通过实验技术如X射线衍射、核磁共振等来确定分子结构，也可以通过计算化学方法进行模拟预测。
分子结构对于化学性质的理解和预测具有重要意义。
分子结构决定了化学键的性质，从而决定了分子的稳定性、反应性以及结构对环境的相互作用。
例如，有机分子的分子结构确定了其化学反应类型和活性，从而影响了其在生物体内的作用和传递。
晶体结构是指由一系列有序排列的分子结构或离子结构组成的固体物质的结构。
晶体中的分子或离子在三维空间中按照规则的重复模式排列，形成周期性的长程有序性。
晶体结构决定了晶体的物理性质，如硬度、电导率和热传导性等。
晶体结构的确定也需要通过实验技术如X射线衍射、电子衍射等来进行。
通过实验技术，可以确定晶格常数、晶胞参数以及晶体中原子或离子的位置。
根据这些实验数据，可以推导出晶体的晶体学所属类群。
晶体结构中的分子或离子以三维网络排列，每个晶节中都包含着完全相同的分子或离子。
晶体中的键角、键长和键类型等可以通过晶体结构来推断。
晶体结构通过周期性的空间群反应着晶体的对称性。
化学键与分子结构
化学键与分子结构
哪些电子云重叠方式有利于共价键的形成？
以最简单的s电子和p电子为例分析:
s－s
头碰头
s－p
化学键与分子结构
头碰头
p－p
头碰头
化学键与分子结构
肩并肩
s－s s－p p－p
p－p
“头碰头”σ键
“肩并肩” π键
化学键与分子结构
共价键的特征
1、具有饱和性
2、具有方向性 共价键的方向性是指一个原子与周围原子形成 共价键有一定的角度。共价键具有方向性的原 因是因为原子轨道(p、d、f)有一定的方向性， 它和相邻原子的轨道重叠成键要满足最大重叠 条件。
化学键与分子结构
σ键的特点是重叠的电子在两核连线上，受原子核束 缚力较大，重叠程度也大，比较牢固，σ键绕轴旋转 时，电子云重叠程度不受影响。
π键的特点是重叠的电子云分布在两核连线的两方， 受原子核束缚力小，电子云重叠程要比σ键小得多， 所以π键不如σ键牢固。π键绕键轴(两轴连线)旋转后 会发生破裂。
化学键与分子结构
复杂分子的路易斯结构式确定：
计算可用价电子的数目。在分子中为每一个原 子贡献的价电子相加，对于负离子要加上离子 的电荷数，对于正离子要减去离子的电荷数。 以NH4+和NO3-为例：
画出分子或离子的结构草图，用单键把原子连 接起来，使每个原子的电子总数为8(含成键电 子对和非成键电子对)。如原子的排列有几种可 能，则用化学或物理方法确定哪一种可能的结 构是正确的，它一般遵循下列规律：
化学键与分子结构
化学键与分子结构
一、路易斯结构与共振论
科塞尔(Kossel)——离子键理论 `1916年
路易斯(G.N. Lewis)——共价键理论
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键是指原子间的相互作用力，它决定了分子的结构和性质。
在化学中，常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
本文将分别介绍这些化学键以及它们对分子结构的影响。
一、共价键共价键是两个或多个原子通过电子的共用而形成的化学键。
共价键的强度取决于原子之间电子的共享程度和电子云的重叠程度。
共价键的形成使得原子能够达到稳定的电子结构，从而形成分子。
共价键可以进一步分为单键、双键和三键。
1. 单键单键是一对原子间共享一个电子对形成的共价键。
它们通常是通过轨道的重叠来实现电子的共享。
单键的键能较低，结构松散，所以分子在空间上具有较高的自由度。
2. 双键双键是两对原子间共享两个电子对形成的共价键。
它们相较于单键更强，键能更高，分子更加稳定。
双键结构比单键结构更为刚性，分子一般比较扁平。
3. 三键三键是三对原子间共享三个电子对形成的共价键。
它们是最强的共价键，键能最高，分子最为稳定。
由于三键的存在，许多分子呈线性结构。
二、离子键离子键是由带正电的金属离子和带负电的非金属离子之间的静电相互作用形成的化学键。
离子键的强度通常比共价键更大，因此离子化合物具有高熔点和高沸点。
离子键的结构比共价键更加有序和紧密，离子排列规则。
三、金属键金属键是由金属原子通过电子的共享形成的化学键。
在金属中，原子间的外层电子形成共同的电子云，这种共享形成一种特殊的金属键。
金属键的存在使得金属具有良好的导电性和热导性。
化学键的类型决定了分子的结构和性质。
共价键使得分子具有较高的自由度和灵活性，而离子键使得分子有序排列，具有较高的熔点和沸点。
金属键使金属具有特殊的性质，如导电和热导。
总结起来，化学键的类型与分子结构有密切关系，不同类型的化学键决定了分子的稳定性、形状以及物理化学性质。
深入理解化学键与分子结构对于研究化学反应机理和合成新材料具有重要意义。
化学键分子结构与晶体结构
化学键分子结构与晶体结构化学键是指化学元素之间的相互作用力，包括共价键、离子键和金属键。
化学键的不同类型决定了分子或晶体的性质和结构。
共价键是两个原子之间的电子共享。
当两个原子都需要电子来达到稳定的电子壳结构时，它们可以共享一对电子形成一个共价键。
共价键的形成使得原子在空间上非常接近，形成分子。
分子中的化学键可以是单一、双重或三重共价键，取决于共享的电子对数目。
离子键是由于正离子和负离子之间的静电力而形成的。
在离子化合物中，金属元素向非金属元素转移电子，从而形成正离子和负离子。
正离子和负离子之间的相互吸引力引发了离子键的形成。
离子晶体的结构通常由正负离子的周期排列所组成。
金属键是金属元素之间电子共享的结果。
金属元素通常有多个价电子，这些价电子可以自由地在金属中移动。
金属键的形成使得金属元素形成具有特定结晶结构的金属。
金属的物质性质通常是导电、导热和可塑性。
分子结构是由共价键连接的原子所组成的。
分子结构的确定需要知道各个原子之间的连接方式和空间排列。
分子结构的性质直接影响着分子的性质，如化学反应的活性、分子的极性和分子间作用力。
晶体结构是由许多原子、离子或分子按照一定的排列顺序在晶格中组成的。
晶体结构具有高度有序性，可以通过晶体学方法来研究和描述。
晶体结构的种类多种多样，包括离子晶体、共价晶体和分子晶体等。
晶体的结构决定了其物理、化学和光学性质，如晶体的硬度、折射率和热膨胀系数等。
总之，化学键是不同原子之间的相互作用力，可以分为共价键、离子键和金属键。
分子结构是由共价键连接的原子所组成的。
晶体结构是离子、原子或分子按照一定顺序在晶格中排列的结构。
化学键、分子结构和晶体结构共同决定了分子和晶体的性质和行为。
分子和晶体的结构及性质
分子和晶体的结构及性质分子和晶体是物质的两种不同形态，它们在结构和性质上存在着显著的差异。
本文将分别讨论分子和晶体的结构以及它们的性质。
一、分子的结构及性质1. 分子的结构分子是由原子按照一定比例和方式组合而成的物质，在空间上呈现出三维的结构。
分子的结构由原子间的化学键连接所决定，可以是共价键、离子键或金属键。
此外，分子还可能存在分子间力，如范德华力和氢键。
2. 分子的性质分子性质主要受到分子内部化学键和分子间力的影响。
不同的分子由于其化学键和分子间力的差异，呈现出不同的性质。
例如，具有共价键的分子通常具有较低的沸点和熔点，而具有离子键的分子则在熔点上具有较高的特征。
二、晶体的结构及性质1. 晶体的结构晶体是由大量离子、原子或分子有规律地堆积而成的固体结构。
晶体的结构可以分为离子晶体、原子晶体和分子晶体三种类型。
离子晶体由正、负离子通过离子键相互结合而成；原子晶体由相同元素的原子通过共价键相互连接而成；分子晶体则是由分子通过范德华力和氢键相互结合而成。
2. 晶体的性质晶体的性质受到晶体结构的影响。
晶体的有序排列使得它们具有明确定义的外部形状和特征；晶体在物理性质上表现出一些特殊的性质，如各向同性、光学性质、电导性、热导性等。
三、分子和晶体的比较1. 结构比较分子的结构是由分子内部化学键构成的，分子间的连接相对较弱；晶体的结构则是由大量的原子或离子堆积形成的，分子间的连接比分子内部的连接更强。
2. 性质比较分子通常在相对较低的温度或压力下就可以发生相变，比如液化、固化等；而晶体具有更高的熔点和熔化热，需要更高的温度才能发生相变。
3. 应用比较分子和晶体根据其不同的结构和性质，具有不同的应用领域。
分子常用于化学反应媒介、溶剂、药物和有机材料等领域；晶体则广泛应用于电子器件、光学器件、半导体材料等领域。
结论分子和晶体是物质的两种不同形态，它们在结构和性质上存在着明显的差异。
分子通过分子内部的化学键相连而成，具有较低的熔点和熔化热；晶体由原子或离子有序堆积而成，具有更高的熔点和熔化热。
化学键与分子的结构
化学键与分子的结构化学键是指原子之间形成的各种相互作用力，它在化学反应中起到了重要的作用。
化学键的类型多种多样，包括离子键、共价键和金属键等。
通过不同类型的化学键，原子能够结合形成分子，从而构建出各种物质的结构。
一、离子键离子键是由正负电荷之间的相互作用力所形成的化学键。
它通常发生在金属和非金属之间或者非金属之间。
离子键的形成过程涉及到原子的电离和电子的转移。
在一个化学反应中，一个原子失去一个或多个电子，成为正离子；另一个原子获得这些电子，成为负离子。
正离子和负离子之间的静电吸引力就形成了离子键。
离子键通常具有较高的熔点和沸点，因为它们之间的相互作用力较强。
二、共价键共价键是由共享电子对形成的化学键。
它通常发生在非金属原子之间。
共价键的形成过程涉及到原子之间电子的互相吸引力。
原子通过共享电子对来实现稳定的电子配置。
共价键的强度通常取决于原子间的电负性差异。
电负性较大的原子对电子的吸引力较强，形成的共价键也较强。
共价键可以分为单键、双键和三键等，取决于原子间共享的电子对数目。
三、金属键金属键是在金属原子之间形成的化学键。
金属键的特点是原子之间的电子云相互重叠，形成一个大的电子云。
金属原子之间的吸引力主要来自于这个共享的电子云中的自由电子。
这种形成方式使得金属键具有很好的导电性和热导性。
金属键通常是非局域化的，也就是不局限于特定的两个原子之间，而是在整个金属中形成。
不同类型的化学键在分子的结构中起到了不同的作用。
离子键常见于离子晶体的结构中，如氯化钠。
共价键通常构成了有机物和分子化合物的基本结构，如甲烷分子。
金属键则是金属晶体的基础，如铜。
通过这些化学键的组合和排列，我们可以构建出多样化的分子结构，从而实现了丰富多样的化学反应和性质。
总结起来，化学键是分子结构的重要组成部分。
离子键、共价键和金属键等不同类型的化学键在分子中起到了不同的作用。
通过理解和研究化学键与分子结构之间的关系，我们可以深入探索物质的性质和化学反应的机理，从而推动化学科学的发展。
高中化学知识点总结：化学键和晶体结构
高中化学知识点总结：化学键和晶体结构1．化学键：相邻原子间强烈的相互作用叫作化学键。
包括离子键和共价键（金属键）。
2．离子建（1）定义：使阴阳离子结合成化合物的静电作用叫离子键。
（2）成键元素：活泼金属（或NH4+）与活泼的非金属（或酸根，OH－）（3）静电作用：指静电吸引和静电排斥的平衡。
3．共价键（1）定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫作共价键。
（2）成键元素：一般来说同种非金属元素的原子或不同种非金属元素的原子间形成共用电子对达到稳定结构。
（3）共价键分类：①非极性键：由同种元素的原子间的原子间形成的共价键（共用电子对不偏移）。
如在某些非金属单质（H2、Cl2、O2、P4…）共价化合物（H2O2、多碳化合物）、离子化合物（Na2O2、CaC2）中存在。
②极性键：由不同元素的原子间形成的共价键（共用电子对偏向吸引电子能力强的一方）。
如在共价化合物（HCl、H2O、CO2、NH3、H2SO4、SiO2）某些离子化合物（NaOH、Na2SO4、NH4Cl）中存在。
4．非极性分子和极性分子（1）非极性分子中整个分子电荷分布是均匀的、对称的。
极性分子中整个分子的电荷分布不均匀，不对称。
（2）判断依据：键的极性和分子的空间构型两方面因素决定。
双原子分子极性键→极性分子，如：HCl、NO、CO。
非极性键→非极性分子，如：H2、Cl2、N2、O2。
多原子分子，都是非极性键→非极性分子，如P4、S8。
有极性键几何结构对称→非极性分子，如：CO2、CS2、CH4、Cl4。
几何结构不对称→极性分子，如H2O2、NH3、H2O。
5．分之间作用力和氢键（1）分子间作用力把分子聚集在一起的作用力叫作分子间作用力。
又称范德华力。
①分子间作用力比化学键弱得多，它对物质的熔点、沸点等有影响。
②一般的对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点也越高。
（2）氢键某些物质的分子间H核与非金属强的原子的静电吸引作用。
分子结构和晶体结构
分子结构和晶体结构分子结构和晶体结构是材料科学和化学中非常重要的概念。
分子结构描述了分子中原子之间的关系和排列，而晶体结构则描述了晶体中原子、分子或离子的排列、周期性和对称性。
下面将详细讨论这两个概念，并对它们的相互关系进行比较。
1.分子结构分子结构是指分子中原子之间的相对位置和连接方式。
分子是由两个或多个原子通过化学键连接而成的，而这些原子的空间排列和键的类型决定了分子的性质和功能。
分子结构的研究对于理解和预测分子的性质、反应和材料行为非常重要。
例如，化学反应中，分子结构的改变可以导致新化合物的产生或旧化合物的转化。
分子结构的解析方法包括光谱学、X射线晶体学、核磁共振等。
2.晶体结构晶体结构是描述晶体中原子、分子或离子排列方式的一种有序结构。
晶体是由具有一定周期性和对称性的原子、分子或离子有序排列而成的固体物质。
晶体结构的研究对于理解晶体的性质、生长和应用至关重要。
不同晶体结构的种类和特征决定了晶体的物理、化学和电学性质。
例如，金刚石和石墨都是由碳原子组成的，但它们的晶体结构不同，导致了它们具有不同的物理性质。
晶体结构的解析方法主要有X射线衍射、电子显微镜和扫描隧道显微镜等。
3.分子结构与晶体结构的关系分子结构和晶体结构之间存在一定的关系。
晶体结构是由分子结构在空间中的周期性排列形成的。
简单晶格结构中，晶胞中只包含一个分子，其分子结构也就是晶体结构。
但在复杂的晶体结构中，晶胞中可能包含多个分子，而这些分子之间的相对位置和连接方式就定义了晶体的分子结构。
此外，晶体结构对分子的物理和化学性质也有一定的影响。
当分子被组装成晶体时，它们之间的相互作用会改变电子的分布、键的强度和键的方向性。
这些相互作用可以影响分子的稳定性、溶解性、熔点和它们之间的相互作用等性质。
总结来说，分子结构和晶体结构是材料科学和化学中两个重要的概念。
分子结构描述了分子中原子之间的关系和排列，晶体结构描述了晶体中原子、分子或离子的排列、周期性和对称性。
分子与分子键：分子结构和化学键的类型
分子与分子键：分子结构和化学键的类型分子是由两个或多个原子通过化学键连接而成的，它们以一定的方式排列在一起，形成了不同种类的分子结构。
分子结构的形成与分子间的化学键类型有着密切的关系。
本文将从分子结构和化学键的类型两个方面来介绍分子与分子键的关系。
一、分子结构分子结构描述了分子中各个原子的排列方式和相互之间的关系。
根据分子中原子之间的连接方式，可以将分子结构分为线性结构、分支结构和环状结构。
1. 线性结构线性结构的分子由一条直线上的原子构成，原子间通过共价或离子键相连接。
例如，氢气（H2）的分子结构就是线性的，两个氢原子通过共价键连接在一起。
2. 分支结构分支结构的分子由一个或多个支链与主链相连而成。
支链与主链的连接点被称为侧基。
例如，异丙醇（C3H8O）的分子就是分支结构，它由三个碳原子和一个氧原子构成，其中一个碳原子上连接着一个甲基。
3. 环状结构环状结构的分子由一个或多个原子形成一个环状结构。
例如，蔗糖（C12H22O11）的分子就是环状结构，它由12个碳原子、22个氢原子和11个氧原子构成一个环。
二、化学键的类型化学键是用来连接原子的强力化学键。
根据原子间的电荷差异、共享电子对数目和电子云重叠程度，可以将化学键分为共价键、离子键和金属键。
1. 共价键共价键是由两个原子之间共享电子对而形成的。
它主要存在于非金属元素之间，在分子中连接了原子之间的化学键。
共价键可以进一步分为单键、双键和三键，取决于原子间共享的电子对数目。
例如，氨气（NH3）中氮原子与三个氢原子之间通过共价单键连接。
2. 离子键离子键是由正负电荷相互吸引而形成的键。
它主要存在于金属元素和非金属元素之间，形成了离子晶体的结构。
离子键是通过转移电子形成的，阳离子和阴离子之间通过吸引力相互连接。
例如，氯化钠（NaCl）的晶体结构由钠阳离子和氯阴离子通过离子键连接。
3. 金属键金属键是存在于金属元素之间的键。
它的形成是由于金属元素中的自由电子形成了电子海，多个金属原子通过共享这些自由电子而连接在一起。
高中化学了解化学键与分子结构
高中化学了解化学键与分子结构化学是一门研究物质的科学，其中一个重要的概念就是化学键与分子结构。
本文将深入探讨化学键与分子结构的相关内容，以帮助读者更好地理解这个领域。
一、化学键的基本概念化学键是指将原子结合成分子的力，它决定了分子的物理和化学性质。
根据电子共享程度的不同，化学键可分为离子键、共价键和金属键。
1. 离子键离子键是一对带电离子之间的吸引力。
通常由金属元素和非金属元素之间的电子转移形成。
金属元素将电子转移给非金属元素，使得金属元素带正电荷而非金属元素带负电荷，他们通过静电力吸引在一起。
2. 共价键共价键是由电子共享形成的化学键。
它通常存在于非金属元素之间。
在共价键中，原子通过共享电子对来达到稳定状态。
共价键可以进一步分为单键、双键和三键。
这取决于原子之间共享的电子对数目。
3. 金属键金属键是指金属原子之间的键。
在金属中，原子之间的电子云可以自由移动，形成一个电子气体。
这种共享电子云使金属元素形成网状结构，具有良好的导电性和导热性。
二、分子结构的种类分子结构可以分为线性分子、平面分子、立体分子和离子型分子四种类型。
不同的分子结构决定了分子的性质和反应方式。
1. 线性分子线性分子是指分子中的原子排列在一条直线上。
例如，氧气（O2）和二氯（Cl2）就是线性分子。
由于线性分子的对称性，它们多为非极性分子，具有较低的沸点和熔点。
2. 平面分子平面分子是指分子中的原子在一个平面上排列。
例如，二氧化碳（CO2）和苯（C6H6）是平面分子。
平面分子通常具有较高的沸点和熔点，并且可以形成氢键和范德华力等较强的相互作用力。
3. 立体分子立体分子是指分子中的原子在空间上呈现非线性排列。
例如，四氯化碳（CCl4）和水（H2O）就属于立体分子。
立体分子的几何构型决定了分子的极性和化学性质，如水分子由于键角的原因具有较高的极性。
4. 离子型分子离子型分子是指由正负离子通过离子键结合而成的化合物。
例如，氯化钠（NaCl）和硫酸（H2SO4）就是离子型分子。
化学键和分子结构
例如：BF3 中心原子B外层电子数为6 ； PCl5 中心原子P外层电子数为10 ； SF6 中心原子S外层电子数为12
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一、氢分子的形成
1927年德国化学家海特勒(Heitler) 和伦敦 (London) 用量子力学研究氢分子的形成，解释了 共价键的本质。
海特勒 1904 ~ 1981
7
两个氢原子接近时的能量变化曲线
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三、共价键的类型
小结： 单键都是σ键； 双键中，有一个σ键和一个π键； 三键中，有一个σ键和两个π键 。
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三、共价键的类型
例如：N2分子结构式可用N≡N表示。
N: 1s22s22px12py12pz1 N: 1s22s22px12py12pz1
N2 分子中有1个σ键和2个π键
20
三、共价键的类型
13
二、现代价键理论的要点
HCl分子形成时，图(a) 为最大重叠
14
三、共价键的类型
(一) σ键和π键 由于成键原子轨道的重叠方式不同，形成 了两种不同形式的共价键。 1. σ键
原子轨道沿键轴(成键核间连线)方向以“头碰头” 方式进行重叠，重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分 布，形成σ键。 如s-s、s-px 和px-px 轨道重叠。
28
四、键 参 数
2. 对于多原子分子，键能和解离能不同。 例如，H2O分子中有两个等价的O-H键， H2O(g) →OH(g) +H(g) DH-OH =502kJ· mol-1 OH (g) →O(g)+H(g) DH-O =423.7kJ· mol-1 EH-O = 463kJ· mol-1
一、氢分子的形成
两个氢原子的电子自旋相反，轨道才能重叠 成键，称为氢分子的基态。 电子自旋方向相同时，轨道重叠部分的波函数 ψ相减，互相抵消，核间电子概率密度几乎为零， 增大了两核间的斥力，系统能量升高，处于不稳 态，称为氢分子的排斥态。
化学键、分子结构与晶体结构.
键的极性 对称
不对称
共价键的分类
极性分子和非极性分子
空间结构 不对称
空间结构 对称
非
常见分子的构型及其分子的极性
常见分子的构型及其分子的极性
常见分子的构型及其分子的极性
常见分子的构型及其分子的极性
常见分子的构型及其分子的极性
小结
共价键=非极性键（对称）+极性键（不对称） 分子极性=非极性分子（空间对称）+极性分子（空间
sp3不等性杂化轨道
若杂化轨道上有不参与成键的孤对电子，则形成的4个 sp3杂化轨道是不完全相同的，这类杂化轨道称为不等 性杂化轨道。NH3、H2O分子就属于这一类。
NH3不等性杂化
有三个sp3杂化轨道分别被未成对电子占有，和三个H 原子的1s电子形成三个N-H键，第四个sp3杂化轨道则 为孤对电子所占有。该孤对电子未与其他原子共用， 不参与成键，故较靠近N原子，其电子云较密集于N原 子的周围，从而对其他三个被成键电子对占有的sp3杂 化轨道产生较大排斥作用，键角从109.5°压缩到 107.3°。故NH3分子呈三角锥形。
极性分子易溶 于极性溶剂； 非极性分子易 溶于非极性溶
剂中
一般不溶于溶 剂，钠等可与 水、醇类、酸
类反应
NaOH、NaCl 金刚石 P4、干冰、硫 钠、铝、铁
本节小结
共价键的分类 杂化轨道及其分子空间结构 键的极性和分子的极性 氢键 熔沸点跟氢键和分子间作用力的关系
3、了解键的极性与分子的极性、极性分子与非极性分子、分子 间作用力的主要类型、氢键。
4、了解晶体结构的主要类型、各类晶体的结构特点及典型性质。
化学键
化学键
键合电子
共价键
共价键的特点
分子结构与晶体结构
分子结构与晶体结构首先，分子结构是由分子间的化学键连接而成的，是一种离散的、不规则的排列方式。
分子结构所组成的物质通常是气体、液体或溶液形态。
分子结构的特点包括：1.分子之间通过化学键连接，分子间力较弱，可以通过能量的变化来改变分子之间的位置。
2.分子结构可以是线性的、非线性的或者是支链状的。
3.分子之间的距离相对较远，一般在纳米的量级。
4.分子结构的稳定性相对较低，容易受到外界的影响。
相比之下，晶体结构是由原子或分子按照一定的规则、有序地排列而成的，是一种具有长程有序性的结构。
晶体结构所组成的物质通常是固体形态。
晶体结构的特点包括：1.晶体的构成基本单位是晶胞，晶胞通过晶格点连接而成。
2.晶体结构的排列方式有规律，具有周期性性质。
3.晶体结构的稳定性较高，分子之间的力较强，难以改变晶体的形态。
4.晶体结构中的原子或分子之间的距离较小，一般在埃的量级。
分子结构和晶体结构在形成机制上也有显著的不同。
分子结构的形成是由化学反应或物理性质导致的，当温度或其他条件变化时，分子之间的键连接可以相对容易地断裂或改变，从而形成新的分子结构。
而晶体结构的形成主要是由原子或分子之间的长程吸引力相互作用导致的，它们在结晶过程中会按照特定的规则排列，形成稳定的晶体结构。
分子结构和晶体结构在性质上也存在差异。
由于分子结构的离散性和分子之间较弱的连接力，分子结构的物质通常具有较低的熔点和沸点，并且容易变化。
而晶体结构由于原子或分子之间较强的相互作用力导致，晶体具有较高的熔点和沸点，并且在相变时需要吸收或释放较大的能量。
最后，分子结构和晶体结构在应用上有着不同的方向。
分子结构的应用主要集中在化学和生物领域，如有机合成、药物研发、生物大分子的结构与功能等。
而晶体结构的应用涉及到材料科学、能源存储、光电子学等领域，晶体结构的稳定性和周期性特征使其具有很高的物理性能和应用价值。
综上所述，分子结构和晶体结构是物质呈现不同组织形态的两种方式。
化学键和分子结构
§9.1 §9.2 §9.3 §9.4
离子键理论 共价键理论 金属键理论 分子间作用力
离子键
为什么要讨论分子的内部结构？
分子的内部结构包含哪些内容？
1）分子中原子间的相互作用，即化学键问题； 2）分子或晶体的空间构型； 3）分子与分子之间的相互作用； 4）分子结构与物质性质的关系。
920 992 3.2 770 801 2.5 733 747 <2.5 683 662 <2.5 4147 2800 5.5 3557 2576 4.5 3360 2430 3.5 3091 1923 3.3
（3）U与离子晶体的性质
离子电荷高，正、负离子核间距小→离子键强
→ U高→熔、沸点高、硬度大
硬度 较大； 比较脆、延展性差。
（2）离子晶体的类型
AB型离子化合物的典型晶体结构类型
晶胞形状 晶格类型 配位数 实例
CsCl型 立方体 简单立方晶格
8 CsBr，CsI TlCl 等
NaCl型 立方体 面心立方晶格
6 NaCl、KCl、KI LiF、CsF、MgO NaBr、NaI等
ZnS型 立方体 面心立方晶格
由1个ns轨道和2 个np 轨道组合而成
轨道夹角：120°
BF3的空间构型为 平面三角形
B： 2s22p1
F
2s
F
B 120°
F
2p
END
2s
2p 激发 2s 2p
sp2 sp2杂化
BF3的形成
F 1s2 2s2 2p5
其它如，
SO
2,
NO
3
,
CO
⑤（18+2）电子构型：次外层18个电子，最外层2个电子；
化学键与分子结构
化学键与分子结构化学键和分子结构是化学中两个重要的概念，它们影响着物质的性质和反应方式。
化学键指的是将原子结合在一起的力，而分子结构则表示物质中原子的排列方式。
下面将详细讨论化学键的种类以及它们在形成分子结构中的作用。
1. 离子键离子键是由正负电荷之间的相互作用力形成的。
在离子化合物中，金属原子通常失去电子变为正离子，非金属原子则得到电子形成负离子。
这些正负离子通过吸引力结合在一起，形成离子晶格。
离子键的典型代表是氯化钠（NaCl），其中钠离子和氯离子通过强烈的静电作用相互吸引。
2. 共价键共价键是通过两个原子间相互共享电子而形成的。
共价键可进一步分为极性共价键和非极性共价键。
非极性共价键在原子间平均共享电子，反映了原子间的平等关系，如氢气（H2）。
而极性共价键中，一个原子对电子的吸引力比另一个更强，导致电子在共价键中不对称分布。
水分子（H2O）中氧原子对电子的吸引力比氢原子强，因此氧原子部分带负电荷，而氢原子则部分带正电荷。
3. 金属键金属键是金属原子间的一种特殊化学键。
在金属晶体中，金属原子失去外层电子形成正离子，而这些正离子被自由移动的电子所包围。
金属键的特点在于电子可在整个晶体中自由移动，因此金属具有优良的导电性和热传导性。
典型的金属化合物是铁（Fe），其中铁原子通过金属键形成具有结晶结构的金属晶体。
化学键在形成分子结构时起到了至关重要的作用。
不同种类的化学键决定了分子的性质和反应方式。
比如，离子键的极性和强度决定了离子化合物的溶解性和熔点；共价键决定了分子的结构和相对稳定性；金属键则赋予金属物质特有的导电性和塑性。
总结起来，化学键与分子结构密不可分。
通过了解不同种类的化学键以及它们的作用，我们可以更好地理解物质的性质和相互作用，进一步推动化学科学的发展与应用。
以上就是关于化学键与分子结构的文章内容。
通过对化学键种类和其在分子结构中的作用的了解，我们能够更好地理解化学现象和物质性质的本质。
化学键
(三)晶体结构
1.晶体类型 晶体类型
三种晶体的比较
晶体类型 离子晶体 质点 作用力 常见物质
阴,阳 离子键 离子 分子 范德华 力 共价键
盐,强碱, 金属氧化物 非金属单质,氧 化物,氢化物, 酸,有机物 金刚石,晶体硅, 二氧化硅,碳化 硅
分子晶体
原子晶体
原子
2.熔,沸点的比较 2.熔
一般而言: 一般而言:
O = C = O H
180° 直线型) 180°(直线型)
104°30′(折线型) 104°30′(折线型)
N H H H
107°18′(三角锥形) 107°18′(三角锥形)
1.ABn型分子的 >1)微粒的空间构型的确定 型分子的(n> 微粒的空间构型的确定
(1)原理:在分子中中心原子 周围的价电子对相 )原理:在分子中中心原子A周围的价电子对相 距越远,键角越大,斥力越小,分子越稳定. 距越远,键角越大,斥力越小,分子越稳定.由此 可得出价电子对与构型的关系: 可得出价电子对与构型的关系:
(2). 当中心原子存在孤对电子时,由于它"肥大", ) 当中心原子存在孤对电子时,由于它"肥大" 占据较大空间,对成键电子对挤压,使键角变小. 占据较大空间,对成键电子对挤压,使键角变小.
2.极性分子与非极性分子 极性分子与非极性分子
电荷分布均匀对称的分子称非极性分子,如氯分子. 电荷分布均匀对称的分子称非极性分子,如氯分子. 电荷分布不均匀对称的分子称极性分子,如氯化氢. 电荷分布不均匀对称的分子称极性分子,如氯化氢. 非极性键
1/8× A : B : C = 1/8×8 : = 1 : 3 : 1
12× 12×1/4 : 1
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六、重要分子的键角 P4:60º；H2O:104º30’(104.5º)；NH3:107º18’；CH4:109º28’；C2H4:120º； C6H6:120º；CO2:180º；CS2:180º；C2H2:180º。
பைடு நூலகம்
化学键与分子结构、晶体结构
Created By Wang Fei
七、电子式的书写规律
O ↑ H—O—S—O—H ↓ O 氢键就是一种配位键，由 H+提供空轨道。 （练习写一下硫酸的电子式）
三、晶体结构
1．四种晶体： （1）分子晶体：分子之间通过分子间作用力结合形成的晶体叫分子晶体。
（2）原子晶体：相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体叫原子晶体。 （3）离子晶体：离子键通过离子键结合而形成的晶体叫离子晶体。
（4）金属晶体：通过金属离子与自由电子间的金属键形成的单质晶体叫金属晶体。 2．四种晶体类型与性质比较
①按键的极性分： 非极性键：同种元素的原子间形成的共价键（共用电子对不偏移，成键原子双方不显 电性）。如在某些非金属单质（H2、Cl2、O2、P4）、共价化合物（H2O2、多碳化合物）、离子 化合物（Na2O2、CaC2）等中存在。（离子化合物中可能含有共价键，但是共价化合物中一 定不含有离子键） 极性键：不同元素的原子间形成的共价键（共用电子对偏向吸引电子能力强的一方， 该元素显负化合价，另一方元素显正化合价）。如在共价化合物（HCl、H2O、CO2，NH3、 H2SO4、SiO2）、某些离子化合物（NaOH、Na2SO4、NH4Cl）中存在。 ②按电子云的重叠方式分： σ 键：成键原子的电子云以“头碰头”方式重叠形成的共价键，其特征是轴对称。 π 键：成键原子的电子云以“肩并肩”方式重叠形成的共价键，其特征是镜像对称。 由于“头碰头”比“肩并肩”重叠面积大，故 σ 键的键能比 π 键大。 （4）共价键的键参数 ①键能：气态、基态原子形成 1mol 共价键释放的能量。键能越大，说明破坏（或形成） 化学键时吸收（或放出）的能量越多，化学键越牢固。 ②键长：成键原子的核间距离。键长越小，共价键越稳定。我们通常通过比较两原子 的共价半径来比较键长，但共价键键长并不等于两原子的半径之和。
二、分子结构（特指共价化合物分子，离子化合物中不含有分子）
1．分子的立体结构 （1）价电子对互斥模型
①当 A 的价电子全部参与成键时，价层电子对键的相互排斥使得键角最大，据此可以 直接推测分子的空间构型（如 CH4 为正四面体，BH3 为平面正三角形）；
②当 A 上有孤电子对时，孤电子对要占据一定的空间，并参与电子对间的排斥，使得 各电子对间的夹角最大，据此可以推测出分子的 VSEPR 模型，去除故孤电子对后即得分子 的立体结构（如 H2O 为平面 V 形，两对孤电子；NH3 为空间三角锥，一对孤电子）。 2．分子的性质 （1）分子的极性
1．单核原子、单核阳离子电子式的书写 书写单核原子电子式时，必须根据原子最外层电子排布，明确原子最外层电子成对数目，
例如 N 原子由一对孤电子，O 原子有两对孤电子。 阳离子已失去了最外层电子，则原来的最外层已不复存在了，只需在元素符号右上角标
出阳离子所带的正电荷即可，例如 Na+、Mg2+等。 2．单核阴离子、多核离子电子式的书写
①分子极性：非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂，难溶于极性溶剂；极性分子构 成的物质易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。（相似相容原理）
②分子结构：含有相同官能团且该官能团在分子中所占比例较大的物质能够相互溶解。 ③氢键：溶质与溶剂分子之间若能形成分子间氢键，会增大溶解度。 ④反应性：溶质若能与溶剂发生反应，则会增大溶解度。 （4）无机含氧酸分子的酸性 一般地，无机含氧酸分子中能够电离成 H+的 H 原子都是与 O 原子相连的，即羟基氢， 不与 O 原子相连的 H 原子一般不能电离。
化学键与分子结构、晶体结构
Created By Wang Fei
化学键与分子结构、晶体结构
一、有关概念
1．化学键：相邻原子间强烈的相互作用叫做化学键。包括离子键、共价键和金属键。 2．离子键 （1）定义：使阴阳离子结合成化合物的静电作用（强烈的）叫离子键。 （2）成键元素：活泼金属（或 NH4+）与活泼的非金属（或酸根、OH-）。 （3）静电作用：指静电吸引和静电排斥的平衡。 （4）离子键无方向性和饱和性（想象磁铁的性质）。 （5）晶格能：气态离子形成 1mol 离子晶体时放出的能量叫晶格能。阴阳离子的半径越小、 电荷数越高，离子键越强，晶格能越大，晶体越容易形成，且晶体越稳定，硬度越大，熔 点越高（离子晶体熔化时断裂离子键）。 3．共价键 （1）定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。共价键的本质是原子间 形成共用电子对，即电子云的重叠，使得电子出现在核间概率增大。 （2）共价键具有饱和性和方向性。 （3）成键元素：一般来说同种非金属元素的原子或不同种非金属元素的原子间形成共用电 子对达到稳定结构。 （4）共价键分类
单核阴离子最外层都达到了 8 电子结构（除 H-），在书写其电子式时，不但要表示出最 外层所有电子数，还应用[ ]括起来，并在右上角标出所带电荷数。
多核原子团，无论是阳离子还是阴离子，都应用[ ]表示电子得失后的电子归属，并在 右上角标出离子所带的电荷数。 3．单质、化合物电子式的书写
书写单质的电子式时，应注意把成键电子对正确排列在两个成键原子之间，且不要漏写 孤对电子。
固态不导电， 熔融或溶于水
能导电
差 Si 能导电
差，有些水溶液 能导电（AlCl3） 石墨晶体能导电
导电
延展性
不良
不良
不良
良好
硬度
硬而脆
高硬度
较小
一般较大
化学键与分子结构、晶体结构
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3．晶体中的几个不一定 （1）由非金属元素构成的晶体不一定为分子晶体，如 NH4Cl。 （2）具有导电性的晶体不一定是离子晶体或金属晶体，如石墨、Si。 （3）离子晶体不一定只含离子键，如 NaOH、Na2O2。 （4）由氢化物构成的晶体不一定是分子晶体，如 NaH。 （5）金属与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体，如 AlCl3 为分子晶体。 （6）原子晶体不一定是绝缘体，如 Si。 （7）溶于水能导电的晶体不一定是离子晶体，如 HCl。 （8）离子晶体的熔点不一定低于原子晶体，如 MgO 熔点为 3073ºC，SiO2 为 1723 ºC。 （9）金属晶体的熔点不一定低于原子晶体，如 W 的熔点高达 3410 ºC。 （10）金属晶体的熔点不一定高于分子晶体，如常温下 Hg 为液态，S，P 为固态。 （11）金属晶体的硬度不一定小于原子晶体，如 Cr 的硬度为 9，仅次于金刚石。 （12）金属晶体的硬度不一定大于分子晶体，如 Na 的硬度只有 0.4，可用小刀切割。 （13）晶体中有阳离子不一定有阴离子，如金属晶体。
化合物电子式表示其化合物的结构，所以必须判断是离子化合物还是共价化合物。若为 共价化合物，应为共用电子对，不用方括号；若为离子化合物，则有电子得失，要用方括 号并注明电荷数。 4．用电子式表示离子化合物形成时，只能用“→”表示化学键的形成方向，书写格式为： 成键原子电子式→化合物电子式。
*配位键：又称配位共价键，是一种特殊的共价键。当共价键中共用的电子对是由其中一原 子独自供应时，就称配位键。配位键形成后，就与一般共价键无异。成键的两原子间共享的 两个电子不是由两原子各提供一个，而是来自一个原子。即一个原子提供一对电子，另一个 原子提供空轨道。配位键用“→”表示。 如硫酸（H2SO4）的结构式：
晶体类型
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
组成晶体的粒子 阳离子和阴离子
原子
分子
金属阳离子 和自由电子
组成晶体粒子间 的相互作用
离子键
共价键
范德华力、氢键
金属键
典型实例 熔沸点
NaCl 较高
金刚石、晶体硅、 SiO2，SiC 很高
冰，干冰 低
金属单质 高（除 Hg 外）
导热性
不良
不良
不良
良好
晶体的 物理 导电性 特性
①分子的极性是分子化学键极性的向量和。只含非极性键的分子一定是非极性分子， 只含极性键的分子不一定是极性分子，极性分子中必然含有极性键。（O3 除外）
②分子中正负电荷中心重合的是非极性分子，不重合的是极性分子。 ③对于 ABn 型分子，根据 VSEPR 模型，若中心原子核外最外层没有孤对电子，改分子 一般是非极性分子（CH4、BH3），否则是极性分子（H2O、NH3）。 （2）分子间作用力对物质性质的影响 ①范德华力（分子间作用力）：范德华力是普遍存在于分子间的作用力，其强度比化学 键弱，对物质的熔点、沸点和硬度有影响。范德华力越大，熔沸点越高，硬度越大。一般 来讲，具有相似空间构型的分子，相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大， 范德华力越大。
化学键与分子结构、晶体结构
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②氢键：氢键是与非金属性很强的原子（N、O、F）形成共价键的 H 原子核另外一个 电负性很强的原子之间的静电作用。氢键的键能介于化学键和范德华力之间。氢键可以存 在与分子间，也可以存在与分子内，分子间氢键的形成能使某些物质熔沸点升高（NH3、H2O， HF）。氢键用“…”表示。 （3）物质的溶解性及其影响因素
五、化学键与晶体类型的关系总结
1．原子晶体中只含有共价键，可以是极性共价键（SiC），也可以是非极性共价键（Si）。 2．离子晶体中一定有离子键，也可能存在共价键，如 NaOH（极性）、Na2O2（非极性）。 3．分子晶体中只可能存在共价键，如 H2、CO2 等，也可能无化学键，如稀有气体。 4．金属晶体中只含有金属键。
四、化学键与物质类别关系规律
1．只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成，I2、N2、P4、金刚石，晶体硅等。 2．只含有极性共价键的物质：一般由不同非金属元素构成，HCl、NH3、SiO2 等。 3．既有极性键又有非极性键的物质：H2O2、C2H2、C2H6、C6H6 等。 4．只含有离子键的物质：活泼金属元素与活泼非金属元素构成，Na2S、K2O、CsCl 等。 5．既有离子键又有非极性键的物质：Na2O2、CaC2，Na2Sx 等。 6．由离子键、共价键、*配位键构成的物质：如 NH4Cl 等。 7．由强极性键构成但又不是强电解质的物质：如 HF 等。 8．只含有共价键而无范德华力的化合物：如 SiO2、SiC 等。 9．无化学键的物质：稀有气体。