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专题3微粒间作用力与物质性质第一单元金属键金属晶体金属 键与金 属特性基础初探1.金属键(1)概念：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用称为金属键。(2)特征：无饱和性也无方向性。(3)金属键的强弱主要影响因素：金属元素的原子半径、单位体积内自由电子的数目等。与金属键强弱有关的性质：金属的硬度、熔点、沸点等(至少列举三种物理性质)。2.金属特性特性解释导电性在外电场作用卜，自由电子在金属内部发生定 向移动,形成电流导热性通过自由电子的运动把能量从温度高的区域传 到温度低的区域，从而使整块金属达到同样的 温度延展性由于金属键无方向性,在外力作用卜，金属原 子之间发生相对滑动时，各层金属原子之间仍 保持金属键的作用核心突破成键粒子：金属离子和自由电子成键本质：金属离子和自由电子问1 .金属键的静电作用成键特征：没有饱和性和方向性存在于：金属和合金中2 .金属晶体的性质导电性桁理性施导热性3 .金属键的强弱对金属物理性质的影响(1)金属键的强弱比较：金属键的强度主要取决于金属元素的原子半径和外 围电子数，原子半径越大，外围电子数越少，金属键越弱。(2)金属键对金属性质的影响金属键越强，金属熔、沸点越高。金属键越强，金属硬度越大。金金属键越强，金属越难失电子。如 Na的金属键强于K,则Na比K难失 电子，金属性Na比K弱。【温馨提醒】1.并非所有金属的熔点都较高，如汞在常温下为液体，熔点很低，为-38.9 C ；碱金属元素的熔点都较低，K-Na合金在常温下为液态。2 .合金的熔点低于其成分金属。3 .金属晶体中有阳离子，无阴离子。可通过价电子数的多少进4 .主族金属元素原子单位体积内自由电子数多少， 行比较金属晶体基础初探1 .晶胞：反映晶体结构特征的基本重复单位。2 .金属晶体(1)概念：金属阳离子和自由电子之间通过金属键结合而形成的晶体叫金属 晶体。(2)构成微粒：金属阳离子和自由电子。(3)微粒间的作用：金属键。(4)常见堆积方式平面内金属原子在平面上(二维空间)紧密放置，可有两种排列方式。其中方式a称为非密置层,方式b称为密置层三维空间内金属原子在三维空间按一定的规律堆积，有 4种基本堆积方式堆积方式图式实例简单立方堆积3处体心立方堆积g钠、钾、铭、铝、鸨等3.合金定义一种金属与另一种或几种金属(或非金属)的融合体。性能合金的熔点比各成分金属都要低一合金比各成分金属具有更好的硬度、强度和机械加工性能晶胞中粒子数目的计算方法探究 均摊法1 .长方体(正方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算同为后个刘胞所典右. f卷敕子属于谈晶时：同为4个晶丽所共存. 一；杵子属于淡晶胞,4同为2个晶晶所共有，f 3粒子属于像晶鼬；一整个粒子都属于博晶胞核心突破2 .晶胞的特点(1)习惯采用的晶胞是平行六面体，其三条边的长度不一定相等，也不一定 互相垂直。晶胞的形状和大小由具体晶体的结构所决定。(2)整个晶体就是晶胞按其周期性在三维空间重复排列而成。每个晶胞上下左右前后无隙并置地排列着与其一样的无数晶胞，决定了晶胞的8个顶角、平行的面以及平行的棱完全相同。3 .晶胞粒子数计算的原则（1）对于平行六面体晶胞；每个晶胞的上、下、左、右、前、后共有六个与1 一 、一，之共面的晶胞。如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有n属于这个晶胞。（2）非长方体（正方体）晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每一层内碳原1子排成六边形，具顶点（1个碳原子）被三个六边形共有，则每个六边形占1。 3【规律方法】晶胞的一般计算公式已知：晶体密度（P、）晶胞体积（V）、晶胞含有的组成个数（n）和Na的有关计,p V算公式：ANa=M如 NaCl 晶体：卫，Na=58.5。4第二单元离子键离子晶体离子键的形成基础初探1 .形成过程离子化合物中，阴、阳离子之间的静电引力使阴、阳离子相互吸引，而阴、阳离子的核外电子之间，阴、阳离子的原子核之间的静电斥力使阴、阳离子相互排斥。当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时、阴、阳离子保持一 定的平衡核间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。2 .定义阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。3 .特征阴、阳离子电荷分布呈球加对称1离子键逊隹国方向性和饱阴、阳离子在空间各个方向上启的静电作用相同一核心突破1 .离子键(1)成键微粒：带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子。(2)离子键的存在：离子晶体中。(3)成键的本质：阴、阳离子之间的静电作用。2 .离子化合物的形成条件(1)活泼金属(指第I A和H A族的金属元素)与活泼的非金属元素(指第VI A 和VH A族的元素)之间形成的化合物。(2)金属元素与酸根离子之间形成的化合物(酸根离子如硫酸根离子、硝酸根离子、碳酸根离子等)。(3)钱根离子(NH；)和酸根离子之间，或钱根离子与非金属元素之间形成的 盐。【温馨提醒】1 .离子晶体不一定都含有金属元素，如 NH4C1。2 .离子晶体中除含离子键外，还可能含有其他化学键，如NaOH、Na2O2中均含有共价键。3 .金属元素与非金属元素构成的键不一定是离子键，如A1C13含有共价键。4 .熔化后能导电的化合物不一定是离子化合物，如金属等。离子晶体基础初探1 .概念：由阴、阳离子通过离子键结合成的晶体。2 .物理性质(1)离子晶体具有较高的熔、沸点、难挥发。(2)离子晶体硬而脆，离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，离子晶 体表现了较强的硬度。(3)离子晶体在固态时不导电，熔融状态或溶于水后能导电。(4)大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油、 煤油)中。3 .品格能(1)定义：拆开1_mol_离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收 的能量。用符号U_表示，单位为kJmoL。(2)影响因素 离子所带电荷越一晶格育盎?大离子半径越41离子捱 越生对晶体物理性质的影响培、沸点越高硬度较大4.常见的两种结构类型氯化钠型氯化葩型晶体结构模型丘L3 *y ； 1 .6 c a-告-.O-?ONaJi卜1瑚时配位数68每个晶胞的组 成4个Na卡和4个Cl1个Cs+和1个Cl相应离子化合 物KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO 等CsBr、CsI、NH4C1 等5.影响离子晶体配位数的因素 +、 一, 、 r , 、.离子晶体中离子配位数的多少与阴、阳离子的半径比 L有关。r合作探究两种常见离子晶体的阴、阳离子的空间排列探究1 .NaCl型(如图)(1)Na+和C的配位数(一种离子周围紧邻的带相反电荷的离子数目)分别为 多少？0C1N.CI晶体睛构榄炉【提示】6,6。NaCl晶胞包含的Na卡和C分别为多少?【提示】4,4。(3)NaCl晶体中每个Na卡周围等距离最近的Na卡有几个?【提示】 12。(4)Na+周围的6个C围成的几何构型是什么？【提示】正八面体。2 .CsCl型(如图)GC1的晶体结构模型(1)Cs+和C的配位数分别为多少？为什么与 NaCl的离子配位数不同。【提示】8,8; Cs+的半径比Na+的半径大，可吸引较多的 CL。(2)CsCl晶胞含有的Cs+和C分别有几个？【提示】1,1。(3)Cs+周围的8个C构成的几何构型是什么？【提示】立方体。(4)CsCl晶体中每个Cs+周围最近等距离的Cs+有几个？【提示】6。核心突破1 .离子晶体的性质(1)熔、沸点离子晶体中，阴、阳离子间有强烈的相互作用 (离子键)，要克服离子间的 相互作用使物质熔化和沸腾，就需要较多的能量。因此，离子晶体具有较高的熔、 沸点和难挥发的性质。一般来说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，晶格 能越大，离子晶体的熔、沸点越高，如 Al2O3MgO, NaClCsCl等。(2)硬度 离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎。(3)导电性离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动离子，因此，离子晶体不导电。当升高温度时，阴、阳离子获得足够能量克服离子间的相互作用，成为自由移动的离子，在外界电场作用下，离子定向移动而导电。离子化合物溶于水时，阴、阳离子受到水分子作用变成了自由移动的离子(或水合离子)，在外界电场作用下，阴、阳离子定向移动而导电。难溶于水的弓电解质如BaSO4、CaCO3等溶于水，由于浓度极小，故导电性 极差，通常情况下，我们说它们的水溶液不导电。(4)溶解性大多数离子晶体易溶于极性溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂 (如苯、CCl4)中。 当把离子晶体放在水中时， 极性水分子对离子晶体中的离子产生吸引， 使晶 体中的离子克服离子间的相互作用而离开晶体，变成在水中自由移动的离子。【注意】 具有导电性的晶体不一定是离子晶体， 如石墨为混合晶体； 溶于水能导电的晶体也不一定是离子晶体，如 HCl 、 CO2。2 .离子晶体的判断方法(1)依据晶体微粒判断：由阴、阳离子构成的晶体，一定是离子晶体。(2)依据物质类别判断：金属氧化物、强碱和大部分盐类，是离子晶体。(3)依据导电性判断：离子晶体在固体状态下不导电，而熔融状态下可以导 电。(4)依据熔点判断：离子晶体熔点较高，常在数百至一千摄氏度。(5)依据硬度和机械性能判断：离子晶体硬度较大，但较脆。第三单元共价键原子晶体第1课时共价键基础初探教材整理共价键的形成与特征1 .共价键的定义原子之间通过共用电子对形成的强烈的相互作用,叫做共价键。共价键的成键微粒是原子。2 .共价键的形成过程（1）形成共价键的条件同种（电负性相同）或不同种非金属元素（电负件相差较小）.且原子的最外层 电子未达饱和状态,当它们的距离适当，引力和斥力达到平衡时,则原子间通过 共用电子对形成共价傩。* VV *H 4口 : 4TC1 :-用电子式表示共价键的形成过程（以HCl为例）3 .共价键的本质当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠,自旋方向相反的未成对电子形 成共用电子对,两原子核间的电子密度增加系的能量降4 .共价键的特征(1)饱和性成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方 向相反的电子形成共价键。故在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定 的。(2)方向性成键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向 重叠成键，且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量就 下降越多，形成的共价键越牢固。核心突破1 .共价键的饱和性因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，因此在共价键的形成过程中，一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成 键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，所以共价键具有饱和性。2 .共价键的方向性除s轨道是球形对称的外，其他的原子轨道在空间上都具有一定的分布特 点。在形成共价键时，原子轨道重叠的愈多，电子在核问出现的概率越大，所形 成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成， 所以共价键具有方向性。共价键的分类基础初探1”键和冗键(1)分类依据：成键原子的原子轨道重叠方式。(2)融：原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式发牛重叠形成的共价 键。(3)键：原子轨道沿核间连线方向以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。(4)维和冗键的判断方法一般规律是：共价单键是 键；而共价双键中有一个 /键，另一个是 二键; 共价叁键由键和西个冗键组成。2 .极性键和非极性键(1)非极性键两个成键原子吸引电子的能力相同二共用电子对不发生偏移。(2)极性键两个成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。在极性键中，成键原子吸引电子的能力差别越大， 共用电子对偏移的程度 越大，共价键的极性越强。3 .配位键(1)定义：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。表示常用“一-”表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子、如NH 4的结构式HIHN-H +I可表示为,其实NH4中4个N-H键是完全相同的。核心突破1.共价键的分类分类标准共用电子对数单键、双键、叁键共用电子对的偏移程 度极性键、非极性键原子轨道重叠方式0键、冗键2.艇与九键(T键冗键原子轨道重叠方沿键轴方向“头碰头”沿键轴方向“肩并肩”重叠式重叠原子轨道重叠部位两原子核之间键轴上方和卜方，键*由处为令原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小3 .非极性键和极性键的判断依据时的极性判断组成元素厂同种元素A -A型为非极件搪 JI不同种元素A -B型为版性徒电子对偏移有偏移为极性键I无偏移为非极性键/电负性相同.即同种元电负性J素为非极的电负性不同.即不同种元素为极ttS4 .极性键的极性强弱成握原子所属元素| |极性攫的 电负性差值越大门级性越强|【温馨提醒】1.s轨道与s轨道重叠形成 b键时，电子不是只在两核间运动，而是电子在 两核问出现的概率增大。2 .因s轨道是球形的，故s轨道和s轨道形成键时，无方向性。两个s轨 道只能形成键，不能形成冗键。3 .两个原子间可以只形成键，但不能只形成冗键。4 .一般来说，键比冗键稳定，但不是绝对的第2课时共价键的键能与化学反应的反应热原子晶体共价键的键能与化学反应的反应热基础初探1 .键能(1)定义：在101 kPa 298 K条件下，1 mol气态AB分子生成气态A原子和 B原子的过程中所吸收的能量，称为 AB问共价键的键能。(2)影响因素：温度和压强。(3)与物质稳定性的关系键能越大-共价键越牢固/共价型分子越稳定。2 .键长(1)定义：两原子间形成共价键时，原子核间的平均间距。(2)与共价键强弱的关系键长越短一键能越大共价键越强J3 .键能与反应热的关系新健工祖Ei、E2分别表示反应物和生成物的键能反应期.Mi则该反应吸热则该反应放热若 AH0,AH = Ei E2 4右 AH 0,为吸热反应，反应体系能定量关系AH =反应物键能总和一生成物键能总和量增加；氢键范德华力影响强度的因素相对分子质里越 大，范德华力越大； 分子的极性越人， 范德华力也越大对于 X H Y,X、Y的电负性越大，Y原子的半径越 小，键能越人成键原子半径越 小，健长越短，键 能越大，共价键越 稳定对物 质性 质的 影响组成和结构相似 的物质，随相对分 子质量的增大，物 质的熔、沸点升高。 如 F2 Cl2 Br2I2, CF4VCCl4H2S, hf HCl, NH3PH3； 分子内氢键的存 在，使物质的熔、 沸点降低共价键键能越大， 分子稳定性越强【特别提醒】(1)氢键不属于化学键，氢键是大小介于范德华力和化学键之间的一种特殊作用力(2)稀有气体中无化学键，只存在分子间作用力(3)共价键强弱决定分子的稳定性，而范德华力影响其熔、沸点高低。2.氢键的饱和性和方向性饱和性：以H2O为例，由于HOH分子中有2个OH键，每个HH :。； H原子均可与另外水分子形成氢键；又由于水分子一 的氧原子上有2对孤电子对，可分别与另一水分子的 H原子形成氢键，故每个水分子最多形成 4个 氢键，这就是氢键的饱和性。(2)方向性：Y原子与X-H形成氢键时，在尽可能的范围内要使氢键与 X-H键轴在同一个方向上，即以 H原子为中心，三个原子尽可能在一条直线上，氢 原子尽量与Y原子的孤电子对方向一致，这样引力较大；三个原子尽可能在一 条直线上，可使X与Y的距离最远，斥力最小，形成的氢键强。【误区警示】分子间作用力与化学键影响的性质差异范德华力和氢键主要影响物质的物理性质，如熔、沸点的高低，溶解性的大小;而共价键主要影响物质的化学性质，如物质的稳定性强弱。分子晶体 基础初探 教材整理1分子晶体1 .结构特点分子晶体陶成微粒I 一麻喂粒间的作用力分子间作用力2 .物理性质(1)分子晶体由于以比较弱的分子间作用力相结合,因此一般熔点较低二 度较小。(2)对组成和结构相似，晶体中又不含氢键的物质来说，随着相对分子质量 的增大，分子间作用力增强，熔、沸点升高。但分子间存在氢键的晶体熔、沸点 较高。3 .类型实例所有非金属氢化物H2。、NH3、CH4等部分非金属单质卤素(X2)、。2、N2、白磷(P4)、硫(S8)、稀有气体等部分非金属氧化物CO2、P4O6、P4O10、SO2 等几乎所有的酸HNO3、H2SO4、H3P04、H2SiO3 等绝大多数有机物的晶体苯、乙醇等4 材整理2石墨晶体(了解)1 .结构特点(1)石墨晶体是层状结构，在每一层内，碳原子排列成六边形，一个个六边 形排列成平面的网状结构，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合。(2)在同一个层内，相邻的碳原子以共价键相结合,每一个碳原子的一个未 成对电子形成z键。(3)层与层之间以范德华力相结合。2 .所属类型石墨中既有共价键,又有范德华力,同时还有金属键的特性、是一种混合品 体。具有熔点良 质软，易导电等性质。合作探究常见分子晶体的结构探究1.干冰(如图)冰的结构模型请思考下列问题该干冰晶胞中含有的CO2分子有几个？【提示】8X1+6X1=4。82(2)晶体中与CO2分子等距离且最近的CO2分子有几个?【提示】12。干冰晶体中存在哪些作用力？【提示】范德华力，共价键。干冰与SiO2晶体熔、沸点差异的主要原因是什么？【提示】干冰为分子晶体，SiO2为原子晶体。2.冰(如图)请思考下列问题 (1)冰晶体中分子间存在哪些作用力?【提示】 氢键和范德华力 晶体中每个H2O周围等距离最近的H2O分子有几个?【提示】4。(3)晶体中每个H2O分子平均形成几个氢键?1【提小】4X 2 = 2。核心突破1 .比较分子晶体熔沸点高低的方法(1)组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。(2)具有氢键的分子晶体，熔、沸点较高。(3)同分异构体中，支链越多，分子间作用力越弱，熔、沸点越低。(4)根据物质常温常压下的状态，如干冰、冰、白磷的熔沸点由高到低的顺 序为：白磷 冰干冰，因为在通常状况下，白磷、冰、干冰依次呈固态、液态、 气态。构成晶体的粒子阴、阳离子原子分子金属离子和自 由电子粒子问的作用离子键共价键分子间作用力 （范德华力或氢键）金属离子和自 由电子之间的 强烈相互作用确定作用 力强弱的 一判断 方法离子电荷、半径镇长（原子 半径）组成结构相似 时，比较相对 分子质量离子半径、外围电子数熔、沸点较局高低差别较大（汞常温下为液态，鸨熔点为3410 C）硬度略硬而脆大较小差别较大导电性不良导体 （熔化后或 溶于水时 导电）不良导体 （个别为半 导体）不良导体（部 分溶于水发生 电离后导电）良导体溶解性多数易溶一般不溶相似相溶一般不溶于水，少数与水反应机械加工性不良不良不良优良延展性差差差优良【规律方法】晶体类型的判断方法根据组成微粒判断：不同晶体其构成晶体的微粒不同，由原子（稀有气体）构成的晶体是原子晶体，由分子构成的晶体是分子晶体，由阴、阳离子构成的晶体是离子晶体，由金属离子与自由电子构成的晶体是金属晶体。（2）根据微粒间的作用判断：不同晶体，构成晶体的微粒间作用力不同，原子晶体由原子间共价键形成；分子晶体由范德华力或氢键形成；离子晶体由阴、阳离子间的离子键形成；金属晶体由金属离子与自由电子间的金属键形成。（3）根据性质判断：不同晶体有不同的性质，特别是物理性质。原子晶体熔点高、硬度大、难溶于水、不导电；分子晶体熔点低、硬度小；离子晶体熔点较高、硬度较大、晶体不导电，而熔融状态导电；金属晶体难溶于水、晶体导电。（4）根据物质的分类判断： 金属氧化物、强碱和绝大多数的盐类是离子晶体。 金属单质（汞除外）与合金是金属晶体。 常见的原子晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等非金属单质；碳化硅、二氧化硅等共价化合物。 大多数非金属单质（除金刚石、晶体硅、晶体硼、石墨外 ）、气态氢化物、大多数非金属氧化物 （二氧化硅除外）、酸、绝大多数有机物 （有机盐除外 ）都是分子晶体。专题知识网络构建定义士相邻的两个或多个原子之间弓呈烈的相互作用:定义:阴、阳离子之间强烈的相互作用条件晶泼全国（族J1A族）与活泼的非全I 1A旌、血 旗）起孑键登响因素：与校同平均妲理成发比，片所带电荷成正比特征:无方向性和饱和性、晶格能化学谑共阶逮徽苞间作用力与物质性质.定乂:原子间通过共用电子对形成前叱学建 案件,不治溪金属和非全属宾m金星元素之间 影响因素:原子轨道重叠程度越大，共睦越强仃键和7T飕类型1极性键和恢性谑I配位镰韦正:肓方向性和悔和性r 户F、工产定义:金属离子和自由电子之旬强烈的相互作用与金属离子白泮锤成反比，与金属离子所带 金属键 影峋因翥电荷成正比特征;无方向性和通和性、叁属京子堆积方式定又;分子与分子之间存在的作用力范德华方条件：分子之间影响因素f组成和结构相似的分子,相对分子质亘越大,范彼华力越大I分子报性特征:无方向性和捌和性分子间作用力-定义：分子之间比范德华力强的相互作用条伴XHY”中工和Y均为电负性较大、半铿兢小的原子氢留持证:有方向性和鱼荏性产、沸点影南溶解性密度金属晶 体的基 本堆枳 模型金属键:金属离子与自由电子之间强烈的相互作用 简单立方堆积:配位数6.空间利用率52% 体心立方堆积（、i、K、Fe）:配位数8,空间 利用率68% 六施积（Mg、Zn、P）面心立方堆积（Cu、Ag、Au、Pb）:配位数都是12, 空间利用率都是74%定义:由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的晶体四种常见晶体类型离子削原子品体特点:硬度较大、难于压缩、较高的熔点和沸点 定义:拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴日离子和气态阳离子时所吸收的诜量晶格能J规律:晶格能越大.形成的离子晶体越稳定，而且熔点越高,硬度越大原子晶体:原子间都以共价键相结合.是三维的空间网状结构 原子晶体结构特征和物理特性:空间网状，熔、沸点较高常见原子晶体:金刚石SO,、SiC、B、BN等乙分子晶体分子晶体:由分子构成.相邻分子靠分子间作用方相互作用 分子晶体的特点:低熔点、能升华、硬度很小等 分子晶体的结构特点:分子密堆积（无氢键存在）冰和干冰的结构特征冰个乩0分子周围有4个40分子紧邻一 ，干冰：1个CO,分子周围有12彳、CO,分子紧邻 .
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