化学键与晶体结构
[考纲要求]
1、掌握电子式的表示方法。
2、理解离子键、共价键的含义。理解极性键和非极性键。 3、了解极性分子和非极性分子。
4、了解分子间作用力。初步了解氢键。
5、了解几种晶体类型(离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体)及其性质。
[考点分析]
1、化学键类型和晶体类型的判断与比较;
2、各类晶体物理性质的比较; 3、晶体的空间结构及由此推断晶体的化学式; 4、电子式及成键原子最外层8电子结构的判断。
[复习流程]
[问题]化学键包括哪些种类?不同的化学键分别构成什么物质?
离子键:构成离子化合物
极性键:构成共价化合物或原子团 化学键 共价键
非极性键:构成非金属单质或原子团 金属键:构成金属单质
一、键的极性和分子的极性有何关系?分析几种典型分子的极性与键的极性。
键的极性:取决于形成共价键的原子是否相同 分子的极性:取决于键的极性和键在空间分布的对称性 [练习一]
分子类型 A2 AB AB2 A2B A4 A2B2 AB3 AB4 AB3C AB2C2 代表物 H2、O2、N2 HCl、NO CO2、CS2 H2O、H2S、SO2 P4 H2O2 BF3、SO3 NH3、PCl3、H3O+ CH4、CCl4、NH4+ CH3Cl、CHCl3 CH2Cl2 键的极性 非极性 极性 极性 极性 非极性 极性、非极性 极性 极性 极性 极性 极性 分子形状 直线形 直线形 直线形 角形 正四面体形 异面折线形 平面三角形 三角锥形 正四面体形 四面体形 四面体形 分子极性 非极性 极性 非极性 极性 非极性 极性 非极性 极性 非极性 极性 极性 小结:双原子单质分子为非极性分子;
双原子化合物分子为极性分子;
极性分子中也可以有非极性键(再如:臭氧、乙醇、氯乙烷等); 非级性分子中也可以有极性键(再如:乙烷、苯等)。
注意:判断ABn型分子可参考使用以下经验规律
1、若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子,若不等,则为极性分子;
2、若中心原子有孤电子对(未参与成键的电子对)则为极性分子,若无孤电子对则为非极性分子。
二、化学键与物质类别、晶体类型的关系
[练习二]判断下列说法是否正确: A、非金属单质中一定含有非极性共价键 B、金属单质中只含有金属键
C、共价型化合物中只含有共价键,一定不含有离子键
D、离子晶体中一定含有离子键,可能含有极性键或非极性键 E、全部由非金属元素构成的化合物一定是共价化合物
F、全部由非金属元素构成的化合物可以是原子晶体、分子晶体或离子晶体
离子键、共价键和金属键的比较 化学键类 型 概 念 成 键 微 粒 成 键 性 质 形 成 条 件 实 例 离子键 使阴、阳离子结合成化合物的静电作用 阴、阳离子 静电作用 活泼金属与活泼的非金属元素 离子化合物(盐、金属氧化物、强碱)NaCl、MgO、NaOH 成键离子半径越小,离子所带电荷越高,离子键越强,离子晶体的熔沸点越高 共价键 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 原子 共用电子对 非金属与非金属元素 非金属单质H2 共价化合物HCl、H2SO4 离子化合物NaOH 原子半径越小,共用电子对数越多,共价键越强,形成的单质或化合物越稳定(注意氢键) 金属键 金属阳离子与自由电子之间的静电作用 金属阳离子和自由电子 静电作用 金属内部 金属单质Fe、Mg 金属阳离子半径越小,离子所带电荷越高,金属键越强,金属单质的熔沸点越高 键 的 强 弱 判 断 [练习三]下列各组物质的晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是( )
A、SO2和SiO2 B、NaCl和HCl C、CCl4和KCl D、CO2和H2O
三、晶体的溶沸点高低的比较
[练习四]下列物质的熔沸点由低到高排列正确的是: A、Na、K、Rb、Hg
B、金刚石、碳化硅、晶体硅 C、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2 D、H2O、NH3、PH3
E、甲醛、乙醛、丙醛
F、戊烷、2-甲基丁烷、2,2-二甲基丙烷 G、CO、KCl、SiO2
小结:
当物质在相同状况下聚集状态不同时,熔沸点的高低顺序为:固体>液体>气体
同类晶体
金属晶体:熔沸点的高低决定于金属键的强弱。
A、金属离子半径 B、金属离子的电荷数
金属离子的离子半径越小,电荷数越多,则金属键越强,金属晶体的熔沸点越高
原子晶体:熔、沸点高低决定于共价键的强弱。
原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的熔沸点越高
离子晶体:熔沸点的高低取决于离子键的强弱。
离子半径越小,离子电荷越高,离子键就越强
分子晶体:熔沸点高低决定于分子间作用力的强弱。
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,分子晶体的熔沸点越高,氢化物中要注意氢键的影响。
有机物中的同系物:碳原子数越多,熔沸点越高,对于同分异构体,支链越多,熔沸点
越低。
晶体类型不同时
熔沸点的一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体 (金属晶体的熔沸点变化较大,没明显的规律)
四、常见物质电子式的书写
[练习五](1)离子化合物的表示方法,如K2S、CaO、CaF2、K2O2
(2)共价化合物的表示方法: 将成键原子的电子式组合起来,使其达到8电子或2电子稳定结构。如CO2、H2S、H2O2
(3)用电子式表示化合物形成过程,如K2S
五、晶体的结构
[练习六]指出NaCl、CsCl、干冰、金刚石、二氧化硅、石墨的空间结构是下列图中的哪一种.
A B C
D E F
1、氯化钠晶体结构
每个晶胞中占有几个NaCl组合?每个Na+周围有几个距离最近且相等的Na+?几个Cl-?
若Na+与Cl-间最近的距离为acm,求其氯化钠晶体的密度.
2、氯化铯晶体结构
氯化铯属于哪类晶体?
每个晶胞中平均占有几个CsCl组合?
每个Cs+周围有几个距离最近且相等的Cl-?
3、金刚石、晶体硅的晶体结构
金刚石、晶体硅是属于哪类晶体?
构成一个最小环有几个碳原子?是否在同一个平面? 每个碳原子参与形成六元环的总数是几个? 碳原子数:C-C键数=?
Si-Si共价键的键能为176KJ/mol,则由硅原子合成1mol硅晶体将放出多少能量?
4、二氧化硅的晶体结构
二氧化硅晶体是属于哪类晶体?
已知Si-O共价键的键能为460KJ/mol,若使60g的二氧化硅完全成为硅原子和氧原子需要吸收多少能量?
5、干冰的晶体结构
干冰是属于哪类晶体? 干冰为什么容易汽化?
与一个CO2分子距离最近且相等的CO2分子有几个? 每个结构单元中含CO2分子数目几个?
6、石墨晶体结构
每个碳环拥有几个碳原子?
12g石墨中含有多少根C-C共价键?

