化学键和分子结构.ppt

考纲点击 1理解离子键、共价键的含义，理解极性键和非极性键。 2了解极性分子和非极性分子，分子间作用力。初步了解氢键。 考点展示 1物质分类与化学键关系。 2电子式的书写。 3极性分子与非极性分子的判断。 命题预测 1物质中化学键的区分。 2键的极性与分子极性的关系。,一、化学键 1定义：相邻的原子之间强烈的相互作用。 2化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。 3离子键和共价键比较,4.一种物质可以只含一种类型的化学键，也可以含有多种类型的化学键或不含化学键，如Cl2中只含有非极性键，NaCl中只含有离子键，而Na2O2中既含有离子键，又含有非极性键，H2O2、C2H6既有极性键，又含有非极性键。,二、分子间作用力和氢键 1分子间作用力 (1)概念：把分子聚集在一起的作用力，又叫范德瓦耳斯力。 (2)分子间作用力对物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质有影响。 (3)一般来说，组成和结构相似的分子，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔、沸点升高。 2氢键 有些分子之间还存在着一种比分子间作用力更强的相互作用，这种相互作用叫做氢键。氢键比化学键弱，但比分子间作用力强。通常也可以把氢键看做是一种较强的分子间作用力。 (1)氢键属于分子间作用力，不是化学键。 (2)含氢键的物质：一般是含HF、HO、HN键的物质。 如C2H5OH、CH3COOH中均含氢键。 (3)氢键对物质性质的影响 HF、H2O、NH3(不包括CH4)均比同主族元素的气态氢化物的沸点高，原因是它们的分子间(内、间)存在着氢键。如HF、HCl、HBr、HI沸点由高到低的顺序为HFHIHBrHCl。 水结冰时，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上。,三、极性分子和非极性分子 1极性分子：整个分子的电荷分布不对称，例如HCl、H2O、NH3等。 2非极性分子：整个分子的电荷分布对称，如Cl2、CO2、CH4等。 3相似相溶原理 极性分子溶质易溶于极性分子溶剂中(如HCl易溶于水中)，非极性分子溶质易溶于非极性分子溶剂中(如碘易溶于苯中，白磷易溶于CS2中)。,1离子键 (1)离子键的实质是阴离子(带负电荷)与阳离子(带正电荷)之间的电性作用，既有吸引又有排斥。,(2)离子键的形成,(3)离子键的存在 由阴、阳离子相互作用构成的化合物叫做离子化合物。凡是离子化合物，其中一定有离子键。共价化合物中一定无离子键。,2共价键 (1)共价键的实质是共用电子对(带负电荷)与原子核(带正电荷)之间的电性作用。 (2)共价键的形成 从元素种类上来说，一般是：a.同种或不同种非金属元素的原子结合时，原子之间能形成共价键。如H2、Cl2、O2、C(金刚石或石墨)、SiO2、H2O、HCl、HClO、HNO3、NH3H2O等。分子里原子之间都是以共价键相结合的。b.部分金属元素原子与非金属元素原子结合时，也有可能形成共价键。如AlCl3、BeCl2分子里原子之间是以共价键结合的。 (3)共价键的存在 a共价化合物(包括SiO2这样的物质)内存在共价键。b.非金属单质(稀有气体除外)(包括C、Si这样的物质)里存在共价键。c.SO42-、HCO3-、MnO4-、NH4+、OH、O22-等原子团里存在共价键，故含这些原子团的离子化合物中存在共价键。,(2)氢键与分子间作用力的比较,注意：相似相溶原理：极性分子易溶于极性分子的溶剂中(如HCl、NH3易溶于水)；非极性分子易溶于非极性分子的溶剂中(如碘易溶于CCl4，白磷易溶于CS2中等)。,键的极性与分子极性的关系 分子的极性取决于键的极性和键在空间分布对称情况。,1阴离子和复杂阳离子(如NH、OH)要加括号，并注明所带电荷数， 如：,2要注意化学键中原子直接相邻的事实。 如：MgBr2的电子式,不能写作,3要注意书写单质、化合物的电子式与单质、化合物形成过程电子式的差别，如CO2的电子式为：,4要熟练掌握一些重要物质电子式的书写。,分子的极性由共价键的极性及分子的空间构型两方面共同决定： 1以极性键结合而形成的异核双原子分子都是极性分子，如HCl。 2以非极性键结合而形成的同核双原子分子都是非极性分子，如Cl2。 3以极性键结合而形成的多原子分子，既有极性分子，又有非极性分子，分子的空间构型均匀对称的是非极性分子。如AB2型的直线形分子CO2，AB3型的平面正三角形分子BF3，AB4型的正四面体结构分子CH4等。分子的空间构型不对称的多原子分子为极性分子。如V形的H2O，三角锥形的NH3，不规则四面体分子CH3Cl等。 4判断ABn型分子极性有一经验规律：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。如BF3、CO2等为非极性分子，NH3、H2O、SO2等为极性分子。 分子的极性的判断是看正、负电荷的中心是否重叠，重叠是非极性分子；不重叠是极性分子。 经验定律：凡是多原子的共价分子中中心原子最外层电子全部成键，且连接相同的原子或原子团，则在中学阶段该分子一定是非极性分子。,1只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。 2只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物。如HCl、NH3、SiO2、CS2等。 3既有极性键又有非极性键的物质：如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。 4只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。 5既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2、Na2Sx、CaC2等；既有离子键又有极性键的物质如NaOH、NH4Cl。 6只有共价键，没有范德瓦耳斯力的物质金刚石、单晶硅、SiO2、SiC。 7无化学键的物质稀有气体。,本题型常涉及化学键与物质类型的关系、状态变化与克服作用力的关系等常考知识点。,列说法正确的是() 非金属元素不可能组成离子化合物构成分子晶体的微粒一定含有共价键共价化合物中可能含有离子键离子化合物中可能含有共价键非极性键只存在于双原子单质分子里不同元素组成的多原子分子里的化学键一定都是极性键 AB C D只有,【解析】解此类概念判断型选择题，关键是掌握一定的正例和反例以验证叙述的对或错。如： (1)离子化合物一般是由金属和非金属(或金属与原子团)组成，但有些非金属也能构成离子化合物，如NH4Cl。 (2)稀有气体是单原子分子，它们所构成的分子晶体没有化学键。 (3)离子化合物与共价化合物中的化学键：离子化合物中一定存在离子键，对于复杂离子化合物还可能含有极性键、非极性键、配位键。共价化合物中只含共价键(可以是极性键，也可以是非极性键)，一定不含离子键。,【答案】D,1下列每组中各物质内既有离子键又有共价键的一组是() ANaOH、H2SO4、(NH4)2SO4 BMgO、Na2SO4、NH4HCO3 CNa2O2、KOH、Na2SO4 DHCl、Al2O3、MgCl2,解析：A项，H2SO4中无离子键；B项，MgO中无共价键；D中HCl中无离子键，Al2O3、MgCl2中无共价键。,答案：C,电子式是表示微粒的外围电子情况，掌握单质、离子化合物、共价化合物电子式的书写规则。,下列物质的电子式书写正确的是(),【解析】离子化合物电子式的书写规则是：每个离子都要单独写，不能合并。阳离子只用离子符号表示，不加括号(阳离子为原子团时例外，如NH4+)。阴离子在其元素符号周围用小黑点(或)表示最外层电子(一般为8个，H最外层为2个电子)，并用方括号括起来，在方括号的右上角注明阴离子所带负电 荷数，如 。 阴、阳离子个数相等时，电子式中符号书写顺序与化学式中元素符号顺序相同；阴、阳离子个数不等时，则把数目少的离子放在中间或阴、阳离子相间排列。共价化合物分子的电子式书写规则与离子化合物的不同之处是：不加方括号、不标电荷数，只表示出共用电子对及未成键的最外层电子。用以上规则审查题中各选项，不难发现A中Na2+是错误的， 两个Na应单独写，Na2O的电子式应为： ， B中H2S是共价化合物，电子式不应有方括号，不标电荷数，应写成 ；D中N原子最外层5个电子，两个N原子共用3对电子可使其都达到8e稳定结构，但未标出其他未共用的最外层电子，应写成 。,【答案】C,2下列电子式中，错误的是(),解析：单核阳离子的电子式为离子符号，外围并没有电子(小黑点)，A正确；OH的电子式，要体现共价键OH中的共用电子对，对于氧元素的外围电子都要表示出，另外电荷符号要加 表示出，B正确；共价分子的电子式，除了表示成键电子外，还要将未成键的外层电子一一用小黑点标出，以体现各原子的稳定结构，C选项中，NH3的电子式应为 。,答案：C,解答这类问题有两条原则：(1)元素原子序数小于或等于5的原子不能形成8电子稳定结构。(2)非金属元素原子若所成键数(或所带电荷数)等于其最低负价(即8族数)，则该原子为8电子稳定结构。 在判断某分子某原子是否达到8电子稳定结构时，可先试写其结构式，看该原子是否达8电子的价键要求即可。,下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是() ABeCl2 BPCl3 CPCl5 DN2,【解析】判断分子中成键原子最外层是否为8电子结构已成为近年高考的热点题，对于能写出电子式的分子，可通过电子式进行判断，不能写出电子式的，可进行推理判断，如：,A项：BeCl2分子中，Be原子最外层只有两个电子，所以它不论是形成离子化合物还是形成共价化合物，Be原子最外层电子数都不可能达到8个。 B项：PCl3电子式为： C项：PCl3分子中P、Cl原子均达8电子结构，PCl5比PCl3多两个氯原子，可知P原子最外层不可能是8个电子(PCl5的电子式已超出中学学习范围，此处不作要求，但应能进行推理判断。) D项：N2的电子式为：NN，两个N原子均达8电子结构。 ,【答案】BD,3下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是() ABF3 BH2O CSiCl4 DPCl5,解析：本题考查分子结构和原子结构问题，A项中的硼原子最外层不满足8电子结构；B项水分子中的氢原子不满足8电子结构；D项中的磷原子最外层不满足8电子结构。,答案：C,此类题目除考查共价键极性的判断之外，还考查一些常见分子的构型，借此确定分子是否有极性。 凡是分子结构呈轴对称图形的含极性键的分子，因分子结构对称，正电荷的重心和负电荷的重心重合，键的极性相互抵消，故分子不显极性。,下列关于粒子结构的描述不正确的是() AH2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子 BHS和HCl均是含一个极性键的18电子粒子 CCH2Cl2和CCl4均是正四面体构型的非极性分子 D1 mol DO中含中子、质子、电子各10NA(NA代表阿伏加德罗常数的值),【解析】选项A，H2S分子结构与H2O相似，结构不对称，正、负电荷中心不重叠，为极性分子，NH3为三角锥形的极性分子，其价电子总数分别为628、538。选项B，HS和HCl微粒中是不同种元素形成的共价键，故为极性键，其电子数分别为116118、11718。选项C，CH2Cl2为四面体构型但不是正四面体构型。选项D，DO为2H216O，故1 mol 2HO中所含的电子的物质的量质子的物质的量2810 mol，中子的物质的量2(21)16810 mol，故正确。,【答案】C,4下列叙述正确的是() ANH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心 BCCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心 CH2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央 DCO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央,解析：NH3是三角锥形的立体极性分子，A错；CCl4是以C原子为中心的正四面体形结构，B错；CO2是C原子在两个O原子中央的直线形分子，D错；水分子是O在两个H中间的“V”形分子，故选C。,答案：C,1下列说法正确的是() A共价化合物中一定不含离子键 B离子化合物中一定不含共价键 C失电子难的粒子获得电子的能力一定强 D由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物,解析：共价化合物中一定不含有离子键，离子键只存在于离子化合物中，但离子化合物却可能含有共价键，如Na2O2、NaOH、Na2CO3等。故A正确，B错误。失电子难的粒子获得电子的能力不一定强，如：惰性气体元素的原子难失电子，也难获得电子。非金属元素组成的化合物也有可能是离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。,答案：A,2在通常条件下，下列各组物质的性质排列不正确的是() A沸点：乙烷戊烷2甲基丁烷 B熔点：AlNaNa和K的合金 C密度：苯水1,1,2,2四溴乙烷 D热稳定性：HFHClH2S,解析：A项，乙烷的沸点是这三种物质中最低的。,答案：A,3北京大学和中国科学院的化学工作者合作，已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60。实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析中正确的是() AK3C60中既有离子键，又有极性键 B1 mol K3C60中含有的离子数目为636.021023 C该晶体在熔融状态下能导电 D该物质的化学式可写为KC20,解析：K3C60中存在离子键和非极性键，故A项错误；C是一个原子团，因此B、D项错误，C项正确。,答案：C,4下列说法中正确的是() A以共价键形成的单质中只存在非极性键，以共价键形成的化合物中只存在极性键 BNa2O和Na2O2所含化学键类型完全相同 C共价化合物中，一定不含离子键 D含有离子键的化合物必定是离子化合物，含有共价键的化合物必定是共价化合物,解析：注意以共价键形成的化合物中一定有极性键，也可能有非极性键，如CH3CH3，A项错误；Na2O所含的化学键为离子键，Na2O2所含的化学键为离子键和非极性共价键，B项错误；离子化合物中也可含共价键，如CaC2，D项错误。,答案：C,5研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在20 、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”，下图是水和“热冰”的计算机模拟图，图中球代表水分子中的原子。,(1)图中较大的球代表_原子，其原子结构示意图是_。水分子中氢、氧原子间的化学键是_(填“共价键”或“离子键”)。 (2)用球棍模型表示的水分子结构是_。,(3)已知水分子中氧原子一端带部分负电荷，氢原子一端带部分正电荷，在外加电场作用下，水结成冰。上图中模拟“热冰”的示意图是_(填“图1”或“图2”)，理由是_。,解析：(1)由于氧原子半径大于氢原子半径，则水分子示意图中体积较大的为氧原子，氧原子核电荷数是8，则其原子的结构示意图为,由于氢和氧是非金属元素，故氢与氧以共价键相结合。,(2)水分子的电子式为,两个OH键夹角为104.5，故选B。,(3)由于热冰是水在外加电场作用下形成的，则热冰中分子排列有序，故选图2。,答案：,共价键,(2)B(3)图2排列有序,6氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生NH3。请回答下列问题： (1)Na3N的电子式是_，该化合物是由_键形成。 (2)Na3N与盐酸反应生成_种盐，其电子式分别是_。 (3)Na3N与水的反应属于_(填基本反应类型)反应。 (4)比较Na3N中两种微粒的半径：r(Na)_r(N3)(填“”、“”、“”)。,解析：Na3N属离子化合物，与水反应生成NaOH与NH3，二者可与盐酸反应分别生成NaCl和NH4Cl，所以Na3N与盐酸反应的最终产物为NaCl和NH4Cl，Na与N3比较，电子层结构相同，但Na核电荷数比N3核电荷数大，所以N3半径比Na半径大。,一、选择题 1下列各图中的大黑点代表原子序数从118元素的原子实(原子实是原子除最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表共价键。下列各图表示的结构与化学式一定不相符的是(),解析：C中Cl原子的孤对电子未标出。,答案：C,2下图中每条折线表示周期表AA中的某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是(),AH2S BHCl CPH3 DSiH4,解析：因为第2周期的非金属元素的气态氢化物中，NH3、H2O、HF分子之间存在氢键，它们的沸点高于同族其他元素气态氢化物的沸点，A、B、C不合题意，而CH4分子间不能形成氢键，所以a点代表的是SiH4。,答案：D,3X、Y、Z、M是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大，且X、Y、Z相邻。X的核电荷数是Y的核外电子数的一半，Y与M可形成化合物M2Y。下列说法正确的是() A还原性：X的氢化物Y的氢化物Z的氢化物 B简单离子的半径：M的离子Z的离子Y的离子X的离子 CYX2、M2Y都是含有极性键的极性分子 DZ元素的最高价氧化物的水化物的化学式为HZO4,解析：X、Y相邻，只能为同周期左右相邻或同主族上下相邻，又因X的核电荷数是Y的核外电子数的一半，所以X、Y为同主族上下相邻，符合条件的为O、S。根据题意，可推出Z为Cl，M为K。,答案：D,4甲、乙、丙、丁4种物质分别含2种或3种元素，它们的分子中各含18个电子。甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴离子。下列推断合理的是() A某钠盐溶液含甲电离出的阴离子，则该溶液显碱性，只能与酸反应 B乙与氧气的摩尔质量相同，则乙一定含有极性键和非极性键 C丙中含有第2周期A族的元素，则丙一定是甲烷的同系物 D丁和甲中各元素质量比相同，则丁中一定含有1价的元素,解析：本题考查了分子结构和原子结构，18电子结构化合物远比10电子结构化合物复杂，满足条件的物质还包括许多有机物，解题时要注意。根据题意可判断出甲为H2S，A选项忽略了HS，HS可与酸、碱反应；B选项只考虑了N2H4，事实上摩尔质量与O2相同的18电子化合物还有SiH4；C选项忽略了CH3F、CH3OH等一系列有机物，因而是错误的；而按D选项的说法，则丁只能为H2O2。,答案：D,5根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是() AK层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等 BL层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等 CL层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等 DM层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等,解析：本题考查元素周期表与电子排布的知识，主族的族序数最外层电子数，K层电子数为奇数的元素为氢，故A正确；L层电子数为奇数的元素为Li、B、N、F，其所在的族序数与对应的L层电子数分别是1、3、5、7，故B正确；M层电子数为奇数的元素为Na、Al、P、Cl，其所在族序数与对应的M层电子数分别为1、3、5、7，故D正确。综上分析，不正确的选项为C。,答案：C,6下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是() ANH4 ClNH3HCl BNH3CO2H2O=NH4HCO3 C2NaOHCl2=NaClNaClOH2O D2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,解析：本题通过化学方程式和化学键的结合，使学生理解化学方程式的实质是旧键的断裂、新键的形成，并掌握常见物质含有的化学键的类型。A、B中的物质中都没有非极性共价键；C中没有非极性键的形成。,答案：D,7同周期的三种元素X、Y、Z，已知它们的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为HXO4H2YO4H3ZO4，则下列叙述正确的是() A非金属性XYZ BX、Y、Z形成的阴离子还原性逐渐增强 C最高正化合价XYZ DX、Y、Z的气态氢化物稳定性由弱到强,解析：根据已知条件：同周期、酸性HXO4H2YO4H3ZO4，可确定三种元素在周期表中的相对位置为 ，再运用同周期元素性质的递变规律，判断各选项中各项性质的描述是否正确。同一周期的元素，从左到右，元素非金属性增强，A正确；阴离子还原性减弱，B正确；最高正化合价从17，C错误；气态氢化物越来越稳定，D错误。,答案：AB,8已知三角锥形分子E和直线形分子G反应生成两个直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)如下图，则下列判断错误的是(),AG是最活泼的非金属单质 BL是极性分子 CE能使紫色石蕊试液变蓝色 DM化学性质活泼,解析：依题意，组成这四种分子的原子对应元素在第二周期内，根据分子构型和化学键数确定分子组成，E为三角锥形，大原子形成三个化学键，说明该原子最外层有5个电子；小原子只形成一个单键，推知该原子最外层有1个或7个电子，它是NH3；G是双原子分子，原子之间只有一个共价键，它是F2；L是HF，M是双原子分子，原子间形成三键，它是N2。A项，氟气是最活泼的非金属单质，A项正确；B项HF是极性键形成的极性分子，B正确；C项，NH3溶液呈碱性，使紫色石蕊试液变蓝色，C正确；D项，氮气分子中含氮氮三键，很稳定，它不活泼，D项不正确。,答案：D,二、非选择题 9有四种化合物W、X、Y、Z，它们是由短周期元素A、B、C、D、E中的两种元素组成。已知： A、B、C、D、E的原子序数依次增大，且A、D同主族，C、E同主族；B、C同周期。 W由A、B组成，其分子中原子个数比为AB41，常温为气态。 X由A、C组成，其分子中原子数之比为AC11。 Y是C、D形成的离子化合物，且Y晶体中相应元素的原子个数比为11。 Z是由D、E形成的离子化合物，其中阳离子比阴离子少1个电子层，阳离子数与阴离子数之比为21。则B为_，W为_，X的结构式_，Y的电子式为_。,解析：由推知W为CH4，A为H，B为C，由结合分析，推知：X为H2O2，C为O，D为Na，E为S，Y为Na2O2，Z为Na2S。,答案：B：碳(C)W：CH4X：为 或HOOHY：,10W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。 (1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，该反应的离子方程式为_。 (2)W与Y可形成化合物W2Y，该化合物的电子式为_。 (3)X的硝酸盐水溶液显_性，用离子方程式解释原因：_。 (4)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为_。 (5)比较Y、Z气态氢化物的稳定性：_(用分子式表示)。 (6)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是_。 (7)Z的最高价氧化物为无色液体，0.25 mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液，并放出Q kJ的热量。写出该反应的热化学方程式：_。,解析：(1)W、X为金属，二者的最高价氧化物的水化物可以生成盐和水，则X的最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物，故W为Na、X为Al。(2)W与Y可形成化合物W2Y，则W位于A族，Y位于A族，由于W为Na，则Y为S，故二者形成的化合物为Na2S。(3)X的硝酸盐为Al(NO3)3，由于Al3的水解，溶液显酸性。(4)由于Y为S，又Z与Y位于同一周期，且原子序数比Y大，则Z为Cl。Y的低价氧化物为SO2，与Cl2的水溶液可发生氧化还原反应。(5)S的非金属性弱于Cl，故气态氢化物稳定性：HClH2S。(6)S2、Cl具有相同电子层结构，Na、Al3具有相同电子层结构，具有相同电子层结构的粒子，核电荷数越大，粒子半径越小。(7)书写热化学方程式要注意反应热的数值和化学计量数相对应。,答案：(1)Al(OH)3OH=AlO2H2O,(3)酸Al33H2OAl(OH)33H (4)SO2Cl22H2O=H2SO42HCl (5)HClH2S (6)r(S2)r(Cl)r(Na)r(Al3) (7)Cl2O7(l)H2O(l)=2HClO4(aq)； H4Q kJ/mol,11M、N、X、Y四种主族元素在周期表里的相对位置如下图所示：已知它们的原子序数总和为46，请回答：,(1)M与Y所形成的化合物属_键构成的_分子(填“极性”或“非极性”)。 (2)X的原子结构示意图为_。 (3)由N、Y的氢化物相互作用所生成的物质的电子式为_。,答案：(1)极性非极性,12水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德瓦耳斯力与化学键之间)，使水分子彼此结合而形成(H2O)n，在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的正四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体，其结构示意图如图所示。,(1)1 mol冰中有_mol“氢键”。 (2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的微粒，其电离方程式为：_。 (3)在冰的结构中，每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接。在冰晶体中除氢键外，还存在范德瓦耳斯力(11 kJ/mol)，已知冰的升华热是51 kJ/mol，则冰晶体中氢键的能量是_kJ/mol。 (4)用x、y、z分别表示H2O、H2S、H2Se的沸点(C)，则x、y、z的大小关系是_，其判断理由是_。,解析：根据图示，运用类比思想，在一个水分子的周围有4个水分子与之形成正四面体结构，则每个氢键占用2个水分子，每个水分子占氢键的1/2，所以，处于中心的水分子共占有氢键1/242个，则1 mol冰中有2 mol氢键。水电离产生氢离子和氢氧根离子，但氢离子是以水合氢离子形式存在的，根据能量守恒定律，设氢键的能量为a kJ/mol， 则a 20；由于水中存在氢键，而H2S、H2Se中只存在分子间 作用力，所以，水的沸点出现反常。,答案：(1)2(2)H2OH2OH3OOH,(3)20(4)xzy水中含氢键，故沸点最高，硒化氢比硫化氢相对分子质量大，分子间作用力大，故硒化氢沸点高,考纲点击 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。 考点展示 1物质类别与晶体类型的关系。 2晶体熔、沸点的比较。 命题预测 1判断晶体类型和晶体的空间结构。 2比较不同晶体熔沸点高低。,一、概念 1离子晶体是阴、阳离子间通过离子键结合而成的晶体。 2原子晶体是相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体。 3分子晶体是分子间以分子间作用力相结合的晶体。 4金属晶体是金属阳离子与自由电子之间较强作用形成单质晶体。,二、化学键与晶体结构的关系,三、晶体类型与性质,注意：分子晶体熔化和汽化时，破坏的是分子间作用力，而分子内的共价键不被破坏。 晶体中只要有阴离子就一定有阳离子(离子晶体)；但晶体中有阳离子不一定有阴离子(如金属晶体)。 稀有气体在固态时是直接由原子(单原子分子)通过范德华力构成的分子晶体。,四、判断晶体类型的方法 1据各类晶体的分类依据判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别来判断，如由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属离子晶体；由原子通过共价键结合的晶体属于原子晶体；由分子通过范德瓦耳斯力结合的晶体属于分子晶体；由金属阳离子和自由电子通过金属键结合的晶体属于金属晶体。 2依据物质的分类判断 (1)金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。 (2)大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅等)、大多数非金属氧化物(除SiO2等)、酸、非金属氢化物、大多有机化合物是分子晶体。 (3)一些非金属氧化物(SiO2)、一些共价化合物(SiC)、一些非金属单质(金刚石、晶体硅)是原子晶体。 (4)大多数金属单质(Hg除外)和合金是金属晶体。,思维启迪：晶体微粒间的作用力只影响晶体的物理性质吗？举例说明研究晶体性质的一般思路。,答案：分子晶体中范德瓦耳斯力只影响分子晶体的物理性质。其他类型的晶体：离子键决定离子晶体的物理性质和化学性质，但一般不讨论化学性质，研究离子晶体水溶液的化学性质。共价键、金属键分别决定原子晶体、金属晶体的物理性质和化学性质。 干冰分子晶体研究物理性质依据范德瓦耳斯力。化学性质决定于CO2分子结构。 金刚石原子晶体共价键强，决定了熔点高、硬度大，难溶于其他溶剂；化学性质很稳定难把它破坏成原子。 金属钠金属键较弱，易被破坏，所以熔点低，硬度小；且易被破坏成原子，Na原子活泼，所以金属钠的性质很活泼。,1不同晶体类型的物质：原子晶体离子晶体分子晶体。 2同种晶体类型的物质：晶体内微粒间的作用力越大，熔、沸点越高。 (1)原子晶体要比较共价键的强弱，共价键越牢固，晶体的熔、沸点越高。 如熔点：金刚石(C)水晶(SiO2)SiC晶体硅Si。 (2)离子晶体要比较离子键的强弱。一般的说阴、阳离子电荷数越多，离子半径越小，则离子间作用力越大，离子键越强，熔、沸点越高。如熔点：MgONaClCsCl。,(3)分子晶体 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大熔、沸点越高。如沸点：I2Br2Cl2F2；但有些受氢键影响而反常，如沸点：H2OH2S。组成和结构不相似的物质，极性大，熔、沸点高。如CON2(相对分子质量相同)。有些与分子形状有关。如有机同分异构体中，一般线性分子的熔、沸点比带支链的高。如正戊烷异戊烷新戊烷。有些有机物与其分子中含有的碳碳双键的多少有关。组成结构相近的有机物一般含碳碳双键多的熔、沸点低，如油酸某油脂(油)的熔点比硬脂酸某油脂(脂肪)低。 (4)金属晶体一般来说金属的自由电子越多，离子半径越小，金属离子与自由电子之间作用越强，形成的晶体熔、沸点越高，硬度也越大，反之则低而小。同周期从左右(如Na、Mg、Al)熔、沸点升高，硬度增大；同主族金属单质从上下(如碱金属)，熔、沸点下降，硬度渐小。 应当指出，有些分子晶体的熔、沸点比金属晶体的高，如：S常温为固态，Hg却为液态；有些金属晶体的熔、沸点比原子晶体的高，如钨比硅的熔点高。,1离子晶体一般不导电。当其熔融或溶于水时能电离产生自由移动的离子，由于阴、阳离子能在电场中做定向移动而具有良好的导电性。 2分子晶体及其熔融物一般不导电，部分具有强极性键的化合物溶于水时能电离产生自由移动的离子而使其水溶液具有导电性。这部分化合物属于电解质。 3原子晶体及其熔融物不导电。某些原子晶体如晶体硅可作半导体材料。,均摊是指每个图形平均拥有粒子数目。求晶胞中粒子个数比的方法是,如图所示晶体的一个晶胞中，有c粒子：121/414个，有d粒子：81/861/24个，N(c)N(d)11，晶体的化学式为cd或dc。,根据不同晶体的构成微粒及其作用力，物理性质及特点加以判断。 对晶体类型的判断主要依据是：看构成晶体的微粒及微粒间的相互作用，同时也要对构成微粒的物质类型及晶体的性质等作细致了解。,在常温常压下呈气态的化合物，降温使其固化得到的晶体属于() A分子晶体B原子晶体 C离子晶体 D何种晶体无法判断,【解析】考查常温和降温时各晶体类型的不同变化情况，将记忆和应用结合，使晶体特征的理解与记忆联系起来，题目出法有些新颖。判断晶体类型的依据： 1看构成晶体的粒子及粒子间的相互作用。 2看物质的物理性质(如：熔、沸点或硬度)。分子晶体的物理性质熔、沸点低，硬度小；离子晶体物理性质熔、沸点较高、硬度较大；原子晶体物理性质熔、沸点很高，硬度很大，不导电。一般情况下，分子晶体的熔点在200 300 以下，离子晶体的熔点在几百至一千多度之间，而原子晶体的熔点通常在1000 以上。而题目中常温常压下呈气态的化合物显然熔点低，降温使其固化得到的晶体属于分子晶体。,【答案】A,1关于晶体的下列说法正确的是() A在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子 B在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子 C原子晶体的熔点一定比金属晶体的高 D分子晶体的熔点一定比金属晶体的低,解析：晶体中只要含有阴离子则一定会有阳离子，但是，含阳离子的晶体不一定含有阴离子，如金属晶体。晶体的熔点不直接与晶体类型有关，因为金属晶体熔点差别很大，高的比原子晶体高，低的比分子晶体低。,答案：A,下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是() A金刚石晶体硅二氧化硅碳化硅 BCI4CBr4CCl4CH4 CMgOH2OO2N2 D金刚石生铁纯铁钠,【解析】对于A选项，同属于原子晶体，而熔、沸点高低主要看共价键的强弱。显然对键能而言，晶体硅碳化硅；B选项同为组成结构相似的物质，熔、沸点高低看相对分子质量大小；C选项，对于不同晶体熔、沸点一般为原子晶体离子晶体分子晶体；D选项，生铁为合金，熔点低于纯铁。,【答案】BC,2碳化硅(又名金刚砂)的一种晶体具有类似于金刚石的结构，其中碳原子与硅原子位置是交替的。下列的各晶体：晶体硅硝酸钾金刚石碳化硅干冰，它们的熔点由高到低的顺序是() A B C D,解析：属于原子晶体的有，属离子晶体，属于分子晶体。一般来说，原子晶体熔点离子晶体分子晶体；对于晶体类型相同的，由于是原子晶体，在晶体中键长SiSiCSiCC，相应键能SiSiCSiCC，故它们的熔点由高到低的顺序是金刚石碳化硅晶体硅硝酸钾干冰。,答案：C,解答此类问题需要熟练掌握均摊法的计算规律，并能够将晶体结构中的问题转化为数学问题，用数学工具加以解决。,如图为高温超导领域里的一种化合物钙钛矿晶体结构，该结构是具有代表性的最小重复单元。,(1)在该物质的晶体中，每个钛离子周围与它最接近的且等距离的钛离子共有_个。 (2)该晶体中，元素氧、钛、钙的个数比是_。,【解析】从所给模型图中可看出钙离子位于立方体体心，为该立方体单独占有，钛离子位于立方体顶点，为8个立方体共有，所以每个立方体拥有Ti离子：81/81个，氧离子位于立方体的棱边，为四个立方体所共有，所以每个立方体拥有O2：121/43个。,【答案】(1)6(2)311,3(2010年石家庄模拟)某离子晶体晶胞的结构如右图所示。X()位于立方体顶点，Y()位于立方体中心。试分析： (1)晶体中每个Y同时吸引着_个X，每个X同时吸引着_个Y，该晶体的化学式为_。 (2)晶体中每个X周围与它最接近且距离相等的X共有_个。 (3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角XYX是_。 (4)设该晶体的摩尔质量为M gmol1，晶体密度为 gcm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体中两个距离最近的X中心距离为_cm。,解析：(1)同时吸引的原子个数即指在某原子周围距离最近的其他种类的原子个数，观察题图可知，Y位于立方体的体心，X位于立方体的顶点，,每个Y同时吸引着4个X，而每个X同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y，所以每个X同时吸引着8个Y，晶体的化学式应为阴、阳离子的个数比，X、Y的个数比为48，所以化学式为XY2。 (2)晶体中每个X周围与它最接近的X之间的距离应为右图所示立方体的面对角线。位置关系分别在X的上层、下层和同一层，每层均有4个，共有12个。 (3)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心(如图)，可联系CH4的键角，知XYX10928。,(4)设晶胞棱长为a，则有 a32NA mol1 gcm3M gmol1,所以两个距离最近的X中心距离为：,答案：(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)10928,1有关晶体的下列说法中正确的是() A晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B原子晶体中共价键越强，熔点越高 CH2O的熔、沸点比H2S的高是因为H2O内的共价键比H2S内的共价键牢固 D氯化钠溶于水时离子键未被破坏,解析：本题考查晶体类型和作用力的关系。分子晶体中分子间作用力决定物质的熔、沸点高低，稳定性是由分子内的共价键决定的；原子晶体熔化时断裂的是原子之间的共价键，所以原子晶体中共价键越强，熔点越高；H2O的熔、沸点比H2S的高是因为H2O分子间存在分子间作用力和氢键，H2S只存在分子间作用力；氯化钠溶于水时离子键被破坏，形成自由移动的Na和Cl。,答案：B,2下列物质呈固态时必为分子晶体的是() A非金属氧化物 B非金属单质 C金属氧化物 D含氧酸,解析：非金属单质和非金属氧化物大多数为分子晶体，但也有的是原子晶体，如晶体Si、SiO2；大多数金属氧化物是离子晶体。,答案：D,3.超氧化钾(KO2)的晶体结构与NaCl相似，其晶体结构如图所示。下列对KO2晶体结构的描述正确的是(),A和阳离子距离相同且最近的阴离子共有8个 B和阳离子距离相同且最近的阳离子共有6个 CKO2的晶体中阴、阳离子个数比为11 D该图中表示14个超氧化钾分子,解析：A项，和阳离子距离相同且最近的阴离子应有6个；B项，和阳离子距离相同且最近的阳离子应有12个；D项中该图只是晶体的结构单元即晶胞，并非一个独立的分子，在离子晶体中不存在单个的分子；C项，O是一个整体，故C项正确。,答案：C,4根据下列几种物质的熔点和沸点数据，判断下列有关说法中错误的是(),注：AlCl3熔点在2.5105 Pa条件下测定。 ASiCl4是分子晶体 B单质B是原子晶体 CAlCl3加热能升华 DMgCl2所含离子键的强度比NaCl大,解析：三类不同的晶体由于形成晶体的粒子和粒子间的作用力不同，因而表现出不同的性质。原子晶体具有高的熔、沸点，硬度大、不能导电。而离子晶体也具有较高的熔、沸点、较大的硬度，在溶液中或熔化状态下能导电。分子晶体熔、沸点低，硬度小、不导电，熔化时无化学键断裂，据这些性质可确定晶体类型。根据上述性质特点及表中数据进行分析，SiCl4熔、沸点低，应为分子晶体，A正确。单质硼熔、沸点高，应为原子晶体，B正确。AlCl3沸点低于熔点，加热时必然有升华现象，C正确。NaCl的熔、沸点比MgCl2高，所以NaCl晶体中的离子键应比MgCl2强，故D不正确。,答案：D,5下列关于晶体的说法正确的组合是() 分子晶体常温下都呈液态或气态在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子金刚石、SiO2、NaF、NaCl、H2O等晶体的熔点依次降低分子晶体中只有共价键没有离子键，离子晶体中只有离子键没有共价键离子晶体中每个离子周围均吸引着6个带相反电荷的离子原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定氯化钠熔化时离子键被破坏 A B C D,解析：一般来说分子晶体有低熔点、低沸点的物理性质，但在常温下不一定均为液态或气态，如I2、P、S等在常温下为固态；离子晶体中可能有共价键，如NaOH、Na2SO4等，分子晶体中一定没有离子键，可能没有共价键，如Ar中就只有分子间作用力；离子晶体中阴、阳离子排列的方式不同，某个离子吸引带相反电荷的离子的个数也不同，如NaCl为6个，CsCl为8个；原子晶体就是原子间以共价键相结合形成空间网状结构的固体；分子的稳定性决定于化学键的强弱，与分子间作用力无关。,答案：A,6如图所示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。,(1)其中代表金刚石的是(填编号字母，下同)_，其中每个碳原子与_个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于_晶体。 (2)其中代表石墨的是_，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为_个。 (3)其中表示NaCl的是_，每个Na周围与它最接近且距离相等的Na有_个。 (4)代表CsCl的是_，它属于_晶体，每个Cs与_个Cl相邻。 (5)代表干冰的是_，它属于_晶体，每个CO2分子与_个CO2分子紧邻。 (6)上述五种物质熔点由高到低的顺序是_。,解析：根据不同物质晶体的结构特点来辨别图形所代表的物质。NaCl晶体是简单立方单元，每个Na与6个Cl紧邻，每个Cl又与6个Na紧邻，但观察Na与最近等距离的Na数时要抛开Cl，从空间结构上看是12个Na，即x、y、z轴面上各有4个Na。CsCl晶体由Cs、Cl分别构成立方结构，但Cs组成立方的中心有1个Cl，Cl组成的立方中心又镶入1个Cs，可称为“体心立方”结构，Cl紧邻8个Cs，Cs紧邻8个Cl。干冰也是立方体结构，但在立方体每个正方形面的中央都有另一个CO2分子，称为“面心立方”。实际上各面中央的CO2分子也组成立方结构，彼此相互套入面的中心。每个CO2分子在三维空间里三个面各紧邻4个CO2分子。共12个CO2分子。金刚石的基本单元是正四面体，每个碳原子紧邻4个其他碳原子。石墨的片层由正六边形结构组成，每个碳原子紧邻另外3个碳原子，每个碳原子为三个六边形共用，即每个六边形占有1个碳原子的各1/3，所以大的结构中每个六边形占有的碳原子数是61/32个。 晶体熔点通常由晶格质点间作用力而定。原子晶体中原子间的共价键牢固，熔点达千至数千摄氏度。离子晶体中离子间的离子键相当强，熔点在数百至千摄氏度以上。分子晶体的分子间作用力弱，熔点在数百摄氏度以下至很低的温度。如果分子晶体的分子比较类似，则分子的质量越大，分子间作用力也越大，熔点也就比较高。,答案：(1)D4原子(2)E2(3)A12(4)C离子8(5)B分子12(6)石墨金刚石NaClCsCl干冰,一、选择题 1(2010年上海)下列判断正确的是() A酸酐一定是氧化物 B晶体中一定存在化学键 C碱性氧化物一定是金属氧化物 D正四面体分子中键角一定是10928,解析：乙酸酐(CH3COOCOCH3就不是氧化物，故A错；稀有气体形成的晶体中就不存在化学键，故B错；P4晶体为正四面体结构，但其键角为60，故D错。,答案：C,2下列叙述中正确的是() ANH3、CO、CO2都是极性分子 BCH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 CHF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强 DCS2、H2O、C2H2都是直线型分子,解析：A项中CO2为直线型结构且正负电荷重心重合为非极性分子。C项中的稳定性是依次减弱的。D项中的H2O分子为V形结构。,答案：B,3下列说法正确的是() A用乙醇或CCl4可提取碘水中的碘单质 BNaCl和SiC晶体熔化时，克服粒子间作用力的类型相同 C24Mg32S晶体中电子总数与中子总数之比为11 DH2S与SiF4分子中各原子最外层都满足8电子结构,解析：乙醇与水互溶，不能用乙醇作萃取剂；熔化NaCl克服离子键，SiC克服共价键；24Mg、32S两种原子的质子数和中子数都相等；H2S分子中H原子最外层只有两个电子。,答案：C,4在通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是() A熔点：CO2KClSiO2 B水溶性：HClH2SSO2 C沸点：乙烷戊烷丁烷 D热稳定性：HFH2ONH3,解析：A项，SiO2是原子晶体，其熔点高于离子晶体KCl、KCl的熔点又高于分子晶体CO2。B项，SO2的水溶性大于H2S。C项，烷烃所含碳原子数越多，其沸点越高。D项，非金属性越强，其气态氢化物越稳定，非金属性的强弱顺序是：FON，故热稳定性是：HFH2ONH3。,答案：D,5(2010年全国)下列判断错误的是() A熔点：Si3N4NaClSiI4 B沸点：NH3PH3AsH3 C酸性：HClO4H2SO4H3PO4 D碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3,解析：A项，氮化硅为原子晶体，氯化钠为离子晶体，碘化硅为分子晶体，晶体熔沸点的一般规律为原子晶体离子晶体分子晶体，正确；B项，N、P、As为同主族元素，它们的氢化物的熔、沸点高低与其相对分子质量大小成正比，但由于氨气分子间存在氢键，所以其熔沸点要高一些，故沸点正确的顺序为NH3AsH3PH3；C项，根据非金属的氧化性越强，其对应最高价氧化物的水化物的酸性越强的判断规律可知该项正确；D项，根据金属的还原性越强，其对应水化物的碱性越强的规律可知该项正确。,答案：B,6下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是() ASiO2CsClCBr4CF4 BSiO2CaCl2CF4CBr4 CCsClSiO2CBr4CF4 DCF4CBr4CaCl2SiO2,解析：先区分各选项中各物质的晶体类型，原子晶体的熔点离子晶体的熔点分子晶体的熔点。其中CBr4和CF4为分子晶体，它们熔点的高低取决于分子间作用力。,答案：A,72003年，IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)推荐原子序数为110的元素的符号为Ds，以纪念该元素的发现地(Dermstadt，德国)。下列关于Ds的说法不正确的是() ADs原子的电子层数为7 BDs是超铀元素 CDs原子的质量数为110 DDs为金属元素,解析：根据稀有气体的原子序数递增规律：He 2、Ne 10、Ar 18、Kr 36、Xe 54、Rn 86，第7周期元素从87号开始到118号结束，都是金属元素，A、D正确。铀是92号元素，原子序数大于92的元素统称为超铀元素，B正确。Ds的原子序数为110，可知质子数等于110，但其中子数不可能为0，所以Ds原子的质量数大于110，C不正确。,答案：C,8(2010年全国)下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是() A最小的环上，有3个Si原子和3个O原子 B最小的环上，Si和O原子之比为12 C最小的环上，有6个Si原子和6个O原子 D存在四面体结构单元，O处于中心，Si处于4个顶角,解析：联想教材中SiO2的晶体空间结构模型，每个硅原子与4个氧原子结合形成4个共价键，每个氧原子与2个硅原子结合形成2个共价键，其空间网状结构中存在四面体结构单元，硅原子位于四面体的中心，氧原子位于四面体的4个顶角，故D项错误；金刚石的最小环上有6个碳原子，SiO2的晶体结构可将金刚石晶体结构中的碳原子用硅原子代替，每个SiSi键中“插入”一个氧原子，所以其最小环上有6个硅原子和6个氧原子，Si、O原子个数比为11，故A、B两项错误，C项正确。,答案：C,二、非选择题 9请完成下列各题： (1)第A、A族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。31Ga原子的结构示意图为_。在GaN晶体中，每个Ga原子与_个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_。在四大晶体类型中，GaN属于_晶体。 (2)在极性分子NCl3中，N原子的化合价为3价，Cl原子的化合价为1价，请推测NCl3水解的主要产物是_(填化学式)。,答案：(1)Ga 4正四面体原子 (2)HClO、NH3H2O,10X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，且互不同族；其中只有两种为金属；X原子的最外层电子数与次外层电子数相等；X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9。单质Y和W都可与浓的NaOH溶液反应。请回答下列问题： (1)Y、Z、W的原子半径由小到大的顺序是_