高考化学溶沸点比较
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主要方法有如下几种
(1)由周期表看主族单质的熔、沸点
同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐低;而非金属单质熔点、沸点渐高。但碳族元素特殊,即C,Si,Ge,Sn越向下,熔点越低,与金属族相似。还有ⅢA族的镓熔点比铟、铊低,ⅣA族的锡熔点比铅低。
(2)同周期中的几个区域的熔点规律
①高熔点单质 C,Si,B三角形小区域,因其为原子晶体,熔点高。金刚石和石墨的熔点最高大于3550℃,金属元素的高熔点区在过渡元素的中部和中下部,其最高熔点为钨(3410℃)。
②低熔点单质
非金属低熔点单质集中于周期表的右和右上方,另有IA的氢气。其中稀有气体熔、沸点均为同周期的最低者,而氦是熔点(-272.2℃,26×105Pa)、沸点(268.9℃)最低。
金属的低熔点区有两处:IA、ⅡB族Zn,Cd,Hg及ⅢA族中Al,Ge,Th;ⅣA族的Sn,Pb;ⅤA族的Sb,Bi,呈三角形分布。最低熔点是Hg(-38.87℃),近常温呈液态的镓(29.78℃)铯(28.4℃),体温即能使其熔化。
(3)从晶体类型看熔、沸点规律
原子晶体的熔、沸点高于离子晶体,又高于分子晶体。金属单质和合金属于金属晶体,其中熔、沸点高的比例数很大(但也有低的)。
在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大,则熔点越高。判断时可由原子半径推导出键长、键能再比较。如熔点:
金刚石>碳化硅>晶体硅
分子晶体由分子间作用力而定,其判断思路是:
①结构性质相似的物质,相对分子质量大,范德华力(分子间作用力指存在于分子与分子之间或惰性气体原子间的作用力,又称范德华力)大,则熔、沸点也相应高。如烃的同系物、卤素单质、稀有气体等。
②相对分子质量相同,化学式也相同的物质(同分异构体),一般烃中支链越多,熔沸点越低。烃的衍生物中醇的沸点高于醚;羧酸沸点高于酯;油脂中不饱和程度越大,则熔点越低。如:油酸甘油酯常温时为液体,而硬脂酸甘油酯呈固态。
上述情况的特殊性最主要的是相对分子质量小而沸点高的三种气态氢化物:NH3,H2O,HF比同族绝大多数气态氢化物的沸点高得多(主要因为有氢键)。
(4)某些物质熔沸点高、低的规律性
①同周期主族(短周期)金属熔点。如 Li ②碱土金属氧化物的熔点均在2000℃以上,比其他族氧化物显著高,所以氧化镁、氧化铝是常用的耐火材料。 ③卤化钠(离子型卤化物)熔点随卤素的非金属性渐弱而降低。如:NaF>NaCl>NaBr>NaI。晶体的问题: 我们所常用的物质分为金属晶体(所有金属都是,例如铁、铜、镁、锌等)、原子晶体(金刚石、金刚沙等)、离子晶体(氯化钠、氯化铯等)、分子晶体(干冰等)、混合型晶体又叫过渡型晶体(石墨等),还有人造晶体,总之,晶体从科学工作者来说是具有几何形状的固体,对光有拆射率,例如红宝石、蓝宝石、硫酸铜晶体、纯金属有光泽所以金属是晶体、雪花有一定的几何形状,所以雪花是分子晶体,单质碘有金属光泽所以单质碘是分子晶体,有很多的晶体的颗粒很小,肉眼观察不到它的几何形状,但仍是晶体,例如白沙糖,很小很小的颗粒,但它是分子晶体,我们常用的食盐,晶体颗粒很小,但它是离子晶体。还要指明的是有些物质在常温常压下是气体,一但隆温到它成固体时它是晶体了,例如二氧化碳就是这 样,它是分子晶体 原子晶体:1.相邻原子之间通过强烈的共价键结合而成的空间网状结构的晶体叫做原子晶体。2.在原子晶体这类晶体中,晶格上的质点是原子,而原子间是通过共价键结合在一起,这种晶体称为原子晶体。如金刚石晶体,单质硅,SiO2,碳化硅等均为原子晶体。3.规律:原子晶体熔沸点的高低与共价键的强弱有关。一般来说,半径越小形成共价键的键长越短,键能就越大,晶体的熔沸点也就越高。例如:金刚石(C-C)>二氧化硅(Si-O)>碳化硅(Si-C)晶体硅(Si-Si))金刚石、硅晶体、SiO2、SiC 离子晶体:由正、负离子或正、负离子集团按一定比例通过离子键结合形成的晶体称作离子晶体。离子晶体一般硬而脆,具有较高的熔沸点,熔融或溶解时可以导电。如强碱(NaOH、KOH、Ba(OH)2)、活泼金属氧化物(Na2O、MgO、Na2O2)、大多数盐类(BeCl₂、Pb(Ac)₂等除外)都是离子晶体。 分子晶体: 性质: 分子晶体是由分子组成,可以是极性分子,也可以是非极性分子。分子间的作用力很弱,分子晶体具有较低的熔、沸点,硬度小、易挥发,许多物质在常温下呈气态或液态,例如O2、CO2是气体,乙醇、冰醋酸是液体。同类型分子的晶体,其熔、沸点随分子量的增加而升高,例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增;非金属元素的氢化物,按周期系同主族由上而下熔沸点升高;有机物的同系物随碳原子数的增加,熔沸点升高。但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子间,除存在范德华力外,还有氢键的作用力,它们的熔沸点较高。在固态和熔融状态时都不导电。 分子组成的物质,其溶解性遵守“相似相溶”原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性的有机溶剂,例如NH3、HCl极易溶于水,难溶于CCl4和苯;而Br2、I2难溶于水,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。根据此性质,可用CCl4、苯等溶剂将Br2和I2从它们的水溶液中萃取、分离出来。 分类: ①所有非金属氢化物 ②大部分非金属单质,如:稀有气体、卤素(X2)、氧气、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、C60等(金刚石,和单晶硅等是原子晶体)[1] ③部分非金属氧化物,如:CO2、SO2、SO3、P4O6、P4O10等(如SiO2是原子晶体) ④几乎所有的酸 ⑤绝大多数有机化合物,如:苯、乙酸、乙醇、葡萄糖等 ⑥所有常温下呈气态的物质、常温下呈液态的物质(除汞外)、易挥发的固态物质 熔沸点规律 分子间作用力越强,熔沸点越高 ①组成和结构相似的分子晶体,一般相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高。例如:元素周期表中第ⅦA族的元素单质其熔沸点变化规律为:At2>I2 > Br2 > Cl2>F2 。 ②若分子间有氢键,则分子间作用力比结构相似的同类晶体大,故熔沸点较高。例如:HF > HI > HBr > HCl。 H2O> H2Se> H2S。 NH3> PH3 ③组成和结构不相似的物质,分子极性越大,其熔沸点越高,例如:CO>N2 ④在有机物的同分异构体中,一般来说,支链越多,熔沸点越低,例如:正戊烷>异戊烷>新戊烷