物质结构化学键

物质结构化学键一、复习策略(一)复习要点阐述2、晶体的分类及其性质离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体定义离子间通过离子键相结合而形成的晶体分子间通过分子间作用力相互结合而形成的晶体原子间通过共价键相互结合而形成空间网状结构的晶体金属阳离子跟自由电子通过金属键相结合而形成的晶体组成晶体粒子阴离子、阳离子分子原子金属阳离子、自由电子粒子间相互作用离子键范德华力或氢键共价键金属键熔点、沸点较高很低很高一般较高，少部分低硬度较硬、脆硬度较小坚硬较大导电性固体不导电，溶于水或熔融状态导电有的水溶液导电不导电易导电举例NaCl、NaOH、Na2O2、KBrH2(S)、NH3(S)、CO2、P4、HCl(S)、O2(S)、He、C60金刚石、晶体硅、碳化硅、石英Na、Mg、Al、Fe(二)要点复习的策略及技巧1、化学键(1)化学键：相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用称为化学键。

(2)离子键：阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫离子键。

阴、阳离子带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，形成的化合物的熔、沸点就越高，晶体的硬度就越大。

①成键的微粒：阴离子和阳离子。

②键的本质：阴离子和阳离子之间的静电作用。

③键的形成条件：④成键的主要原因：a．原子容易相互得、失电子形成阴、阳离子；b．离子间的吸引和排斥达到平衡；C．成键后体系的能量降低。

⑤通过离子键形成的化合物均为离子化合物，如强碱、大多数盐以及典型的金属氧化物等。

(3)共价键：原子间通过共用电子对(即电子云的重叠)所形成的化学键叫共价键。

①成键的微粒：一般为非金属原子(相同或不相同)。

②键的本质：原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈作用。

③键的形成条件：一般是非金属元素之间，且成键原子最外层电子未达到饱和状态，则在两原子之间通过形成共用电子对成键。

④通过共价键形成的物质，有的是单质，如H2、Cl2、O2等，有的是化合物，如HCl、H2S、H2O、CO2等。

⑤共价键的2种类型a．非极性(共价)键：成键原子完全相同时，共用电子对在两原子的正中间不偏向任何一方，或电子云在成键原子核之间中央区域最密集。

如Cl—Cl等。

b．极性(共价)键：两个不同的原子成键时，其共用电子对偏向成键的某原子。

如H—Cl中电子对偏向Cl原子。

⑥键参数a．键能：是指1.01×105Pa和25℃下将lmol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B时所需要的能量(单位为kJ·mol－1)，键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。

b．键长：在分子中两个成键原子的核间平均距离叫键长，原子间所形成的键，键长越短，键就越强，越牢固。

c．键角：在分子中键与键之间的夹角叫键角。

键角可反映分子的空间构型，可进一步帮助我们判断分子的极性。

d．共价键与离子键之间没有绝对的界限。

2、电子式在元素符号的周围用小黑点“·”或小叉“×”来表示该原子最外层电子个数的式子。

例如：、钾原子：K×、氖原子：。

(1)阴离子的电子式，不但要画出最外层电子数，而且还应用括号“[]”括起来，并在右上角标出“n－”电荷字样。

例如：氧离子：、氟离子。

(2)阳离子的电子式：不要求画出离子最外层电子数，只要在元素符号右上角标出“n ＋”电荷字样。

例如：Na＋钠离子；Mg2＋镁离子；Ba2＋钡离子。

(3)原子团的电子式：不仅要画出各原子最外层电子数，而且还应用括号“[]”括起来，并在右上角标出“n－”或“n＋”电荷字样。

例如：铵根离子：氢氧根离子：(4)离子化合物的电子式：由阴、阳离子的电子式组成，但对相同的离子不得合并。

例如：(5)用电子式表示下列化合物的形成过程(6)离子化合物KCl形成过程；(7)共价化合物HCl形成过程：3、分子间作用力和氢键(1)分子间作用力：分子间作用力的实质是分子间静电引力。

氢键：因氢原子而引起的分子间作用力。

(2)分子间作用力、氢键与化学键的比较化学键分子间作用力氢键概念相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用分子间微弱的静电引力叫分子间作用力因氢原子而引起的分子间作用力存在范围分子内或某些晶体内分子间分子间(某些物质的分子内也存在)能量键能一般为100kJ·mol－1～800kJ·mol－1约几kJ·mol－1至几十kJ·mol－1比分子间作用稍强(3)氢键不是化学键，为了与化学键相区别，在下图中用“…”来表示氢键。

注意三个原子要在同一条直线上。

但由于它比分子间作用力稍强，故若分子晶体中存在氢键，则使得该分子晶体的熔沸点相对较高，如NH3、H2O、HF的沸点就比同主族元素氢化物的熔沸点高。

4、非极性分子和极性分子(1)非极性分子：电荷分布对称的分子为非极性分子。

例如X2型双原子分子(如(H2、Cl2、Br2等)、XY n型多原子分子中键的极性相互抵消的分子(如CO2、CS2、BF3、CH4、CCl4等)都属非极性分子。

(2)极性分子：电荷分布不对称的分子称为极性分子。

例如XY型双原子分子(如HF、HCl、CO、NO等)、XYn型多原子分子中键的极性不能相互抵消的分子(如SO2、H2O、NH3等)都属极性分子。

5、几种典型晶体的结构模型(1)离子晶体氯化钠晶体：在NaCl晶体中每个Na＋同时吸引着6个Cl－，每个Cl－也同时吸引着6个Na＋。

氯化铯：在CsCl晶体中每个Cs＋同时吸引着8个Cl－，每个Cl－也同时吸引着8个Cs＋。

说明：在NaCl和CsCl晶体中，都不存在单个的NaCl分子或单个的CsCl分子，在这种晶体里，阴、阳离子的个数比都是1︰l，NaCl和CsCl只是表示离子晶体中离子个数比的化学式，而不是表示分子组成的分子式。

(2)分子晶体说明：干冰由晶体变为气态或液态时，只破坏分子间作用力而不破坏化学键。

(3)原子晶体二氧化硅晶体：每个Si原子周围结合4个O原子，同时每个O原子跟2个Si原子结合金刚石：每个碳原子都被相邻的4个碳原子包围，以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。

说明：原子晶体中的微粒是原子，这些原子以共价键结合向空间发展形成空间网状结构，因此，在晶体中不存在单个分子。

所以原子晶体的化学式如SiO2代表二氧化硅中硅元素和氧元素原子个数比为1︰2，并不表示分子式。

(4)过渡型晶体(混合型晶体)描述：石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子都与其他3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构，在层与层之间，是以分子间作用力结合的。

说明：石墨晶体中同一层碳原子间以较强的共价键结合，使石墨熔点很高，但层与层之间分子间作用力较弱，容易滑动，使石墨的硬度较小。

像石墨这样的晶体一般称为过渡型晶体或混合型晶体。

5、金属晶体通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的单质晶体，叫做金属晶体。

6、金属晶体的结构特点金属(除汞外)在常温下一般都是晶体。

在金属中，金属原子容易失去外层电子变成金属离子。

金属原子释放出电子后形成的金属离子按一定的规律堆积，释放出的电子在整个晶体里自由运动，称为自由电子。

金属离子与自由电子之间存在着较强的作用(金属键)，使许多金属离子结合在一起形成金属晶体。

7、金属晶体的共同性质(1)导电性在外加电场的作用下，金属晶体中自由电子就会发生定向移动而形成电流，所以金属容易导电。

(2)导热性自由电子在运动时经常与金属离子碰撞而引起能量的交换，从而能量从温度较高的部分传到温度较低的部分，这就是金属的导热性。

(3)延展性当金属受到外力时，晶体中的各离子层就会发生相对滑动，由于金属阳离子与自由电子之间的相互作用没有方向性，受到外力后相互作用没有被破坏，金属虽然发生了形变，但不会导致金属键断裂，这就是金属的延展性。

8、四种晶体的比较离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体定义离子间通过离子键相结合而形成的晶体分子间通过分子间作用力相结合而形成的晶体原子间通过共价键相结合而形成空间网状结构的晶体金属阳离子跟自由电子通过金属键相结合而形成的晶体组成晶体粒子阴离子、阳离子极性分子或非极性分子原子金属阳离子、自由电子粒子间作用力离子键范德华力或氢键共价键金属键熔点、沸点较高很低很高较高硬度较硬、脆硬度较小坚硬较大导电性固体不导电，熔于水或熔化状态导电有的水溶液导电不导电易导电举例NaCl、NaOH、Na2O2、KBrH2、NH3、CO2、P4、HCl、O2、He、C60金刚石、晶体硅、碳化硅、石英Na、Mg、Al、Fe9、晶体熔、沸点高低的比较方法比较晶体的硬度大小、熔沸点高低等物理性质的依据是：(1)离子晶体一般地讲，化学式与结构相似的离子晶体，阴阳离子半径越小，离子键越强，熔、沸点越高，如：NaCl＞KCl＞CsCl。

(2)原子晶体成键原子间键长越短，键能越大，共价键越强，熔、沸点越高。

如：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。

(3)分子晶体组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，如：I2＞Br2＞Cl2＞F2；H2Te＞H2Se＞H2S。

但具有氢键的分子晶体，如：NH3、H2O、HF等熔、沸点反常地高。

绝大多数有机物属于分子晶体，其熔、沸点遵循以下规律：①组成和结构相似的有机物，随着相对分子质量增大，其熔、沸点升高，如：CH4＜C2H6＜C3H8＜C4H10；CH3OH＜C2H5OH＜CH3CH2CH2OH。

②链烃及其衍生物的同分异构体，其支链越多，熔、沸点越低，如：CH3(CH2)3CH3＞CH3CH2CH(CH3)2＞(CH3)4C；芳香烃的异构体有两个取代基时，熔、沸点按邻、间、对位降低，如：③在高级脂肪酸和油脂中，不饱和程度越大，熔、沸点越低，如：C17H35COOH＞C17H33COOH；(C17H35COO)3C3H5＞(C17H33COO)3C3H5。

(4)金属晶体在同类金属晶体中，金属离子半径越小，阳离子所带的电荷数越多，金属键越强，熔、沸点越高，如Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，合金的熔点低于它的各成分金属的熔点，如Al＞Mg＞镁铝合金。

(5)不同类型的晶体—般是原子晶体熔、沸点最高，分子晶体熔、沸点最低，离子晶体熔、沸点较高，大多数金属晶体熔、沸点较高，如：金刚石＞氧化镁；铁＞水。

二、典例剖析例1、关于化学键的下列叙述中，正确的是()A．离子化合物可能含共价键B．共价化合物可能含离子键C．离子化合物中只含离子键D．共价化合物中不含离子键解析：化合物中只要含有离子键，就是离子化合物，共价化合物中一定不含离子键。

离子化合物中，除了离子键外还有可能含有共价键。

如NaOH中O—H键即是共价键，但NaOH是离子化合物。

在离子化合物中还可能含非极性共价键，如Na2O2。