同步苏教化学选修三新突破讲义：专题3 专题复习课 Word版含答案

化学键类型及其与物质类别的关系1.化学键类型及其比较离子键共价键金属键概念阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的化学键金属阳离子和自由电子之间的静电作用成键微粒阴、阳离子原子金属阳离子、自由电子作用本质阴、阳离子间的静电作用共用电子对(电子云重叠)两原子核产生的电性作用金属阳离子和自由电子之间的静电作用形成条件活泼金属和活泼非金属化合时形成离子键非金属元素形成单质或化合物时形成共价键能形成自由电子键的强弱判断离子电荷数越大，离子半径越小，键能越大原子半径越小，共用电子对数越多，键能越大金属阳离子半径越小，离子所带电荷数越多，金属键越强影响性质离子化合物的熔沸点、硬度等分子的稳定性，原子晶体的熔沸点、硬度等金属单质的熔沸点等存在(举例)离子化合物，如NaCl非金属单质，如H2；共价化合物，如HCl；离子化合物，如NaOH金属单质，如Na【典例1】对于A族元素，下列叙述中不正确的是()ASiO2和CO2中，Si和O、C和O之间都是共价键BC、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8CCO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D该族元素的主要化合价是4和2B2化学键与物质类别的关系(1)只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如金刚石、晶体硅、氮气等。(2)只含极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的化合物，如HCl、NH3等。(3)既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C2H2、C2H6等。(4)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。如MgO、NaCl中只含有离子键，NaOH、Na2O2、NH4Cl中既含有离子键，又含有共价键。(5)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。(6)构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，在这些原子的分子中不存在化学键。(7)非金属元素的原子之间也可以形成离子键，如NH4Cl等 。(8)金属键只存在于金属单质或合金中。3离子键、共价键与离子化合物、共价化合物的关系化学键的种类实例非金属单质无化学键稀有气体分子(单原子分子)He、Ne非极性共价键O=O、ClCl、HH(均为非极性分子)共价化合物只有共价键极性分子：、非极性分子：、O=C=O特例：AlCl3离子化合物只有离子键 离子键、极性共价键离子键、非极性共价键离子键、极性共价键、配位键【典例2】下列叙述正确的是()A两种非金属原子间不可能形成离子键B非金属原子间不可能形成离子化合物C离子化合物中不可能有共价键D共价化合物中可能有离子键A晶体类型及其结构与性质晶体的类型直接决定着晶体的物理性质，如熔点、沸点、硬度、导电性、延展性、水溶性等。而晶体的类型本质上又是由构成晶体的微粒及微粒间作用力决定的，通常可以由晶体的特征性质来判定晶体所属类型。1四类晶体的结构和性质比较类型比较离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体构成晶体的粒子阴、阳离子原子分子金属阳离子、自由电子粒子间的作用力离子键(强)共价键分子间作用力金属键物质的性质熔、沸点较高很高低一般较高，少部分低硬度硬而脆大小一般较大，少部分小导电性熔融或水溶液导电绝缘体(少部分半导体，石墨为导体)不良晶体、熔融均导电传热性不良不良不良良延展性不良不良不良良溶解性易溶于极性溶剂，难溶于有机溶剂不溶于任何溶剂“相似相溶”难溶(Na等与水反应)典型实例NaCl、KBr单质：金刚石等；化合物：SiO2等单质：O2；化合物：干冰Na、Mg【典例3】(2019全国卷)一些氧化物的熔点如下表所示：氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔点/1 5702 80023.875.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因_。答案离子晶体的熔点大于分子晶体，Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体；晶格能MgOLi2O，分子间作用力(分子量)P4O6SO22晶体类型与化学键的关系(1)离子晶体与化学键的关系离子晶体中一定含有离子键，可能含有共价键。注意，可以再细化：离子晶体中一定含有离子键，可能含有极性共价键、非极性共价键、配位键。含有离子键的化合物一定是离子化合物。离子晶体一定是由阴、阳离子构成的，但晶体中可以含有分子。如结晶水合物。离子晶体中一定含有阳离子，但含有阳离子的晶体不一定是离子晶体。非金属元素也可以形成离子化合物。如NH4Cl、NH4NO3等都是离子化合物。(2)分子晶体与化学键的关系分子晶体中一定含有分子间作用力。稀有气体形成的晶体是分子晶体，而稀有气体是单原子分子，其晶体中只含有分子间作用力。除稀有气体外的其他分子晶体均含有分子间作用力和分子内共价键。分子晶体中的分子间作用力决定物质的物理性质(如熔沸点、硬度、溶解性等)，而共价键决定分子的化学性质。(3)原子晶体与化学键的关系原子晶体中一定有共价键，且只有共价键，无分子间作用力。原子晶体一定是由原子构成的，可以是同种元素的原子，也可以是不同种元素的原子。共价化合物形成的晶体可能是原子晶体，也可能是分子晶体。含有共价键的化合物不一定是共价化合物。原子晶体可以由极性键构成，也可以由非极性键构成。(4)金属晶体与化学键的关系金属晶体中一定有金属键，但有时也有不同程度的其他化学键。如合金中可含有共价键。金属键不一定就比分子间作用力强。如汞常温下为液态，就说明汞中的金属键很弱。具有金属光泽且能导电的单质不一定就是金属，如石墨能导电，有金属光泽，却属于非金属。【典例4】已知C3N4晶体很可能具有比金刚石更大的硬度，且原子间均以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法正确的是()AC3N4晶体是分子晶体BC3N4晶体中CN键的键长比金刚石中CC键的键长要长CC3N4晶体中每个C原子连接4个N原子，而每个N原子连接3个C原子DC3N4晶体中微粒间通过离子键结合C常见晶体的结构类型及相关分析晶体晶体结构示意图晶体中微粒分布详解氯化铯晶体每8个Cs、8个Cl各自构成立方体，每个离子被8个带相反电荷的离子包围。在每个Cs周围最近的且等距离(a)的Cl有8个，在每个Cs周围最近的且等距离(a)的Cs有6个(上、下、左、右、前、后)，在每个Cl周围最近的且等距离(a)的Cl也有6个硫化锌晶体Zn2、S2的配位数均为4；每个晶胞中含4个Zn2、4个S2；与Zn2紧邻的4个S2构成一个正四面体；Zn2与S2之间的距离为晶胞体对角线长的二氧化碳晶体晶体中，顶点有8个CO2，面心有6个CO2。在每个CO2周围等距离(a，a为立方体棱长)且最近的CO2有12个(同层4个、上层4个、下层4个)金刚石晶体每个C采用sp3杂化轨道，与另外4个C以共价键结合，前者位于正四面体中心，后4个C位于正四面体顶点。晶体中均为CC键，键长相等、键角相等(109.5)；晶体中最小碳环由6个C组成且6个C不在同一平面内；晶体中每个C参与了4个CC键的形成，每2个C形成1个CC键，故碳原子数与CC键个数之比为12石墨晶体层内存在共价键、大键，层间以范德华力结合，兼具有原子晶体、金属晶体、分子晶体的特征。在层内，每个C采用sp2杂化轨道与邻近的3个C形成CC键，构成正六边形，键长相等，键角相等(均为120)；在晶体中，每个C参与了3个CC键的形成，每2个C形成1个CC键，故每个正六边形平均只占有62个C，碳原子个数与CC键个数之比为23SiO2晶体每个Si与4个O结合，Si在正四面体的中心，4个O位于正四面体的顶点；同时每个O被2个正四面体所共用。正四面体内键角为109.5，每个正四面体占有1个完整的Si,4个“半氧原子”，故晶体中硅原子与氧原子个数比为112有关晶体结构类题的解题思路有关晶体结构(晶胞)的计算是结构化学题的难点，此类题能很好地考查同学们的观察、分析、推理和空间想象能力，而且常与数学学科知识结合，考查学生运用数学知识、方法解决化学问题的能力，因而有关晶体结构的计算是高考的热点。其中常考内容为晶胞密度计算、晶胞参数计算、微粒之间的距离计算、配位数、物质化学式的计算等。解答这类题的关键是准确判断晶胞种类、计算晶胞内微粒的数目、运用微粒之间的空间关系等。1准确分析晶胞类型高考中体心立方晶胞和面心立方晶胞出现的频率最高，偶尔有六方晶胞和简单立方晶胞出现。通过审题、观察晶胞图形及晶胞中微粒的空间位置，准确地判断该晶胞所属类型是解此类题的基础。2准确计算晶胞内微粒的数目运用“切割法”准确计算晶胞内的各种微粒的数目，是计算物质化学式、晶胞密度、晶胞参数等问题的关键。3灵活运用数学方法计算晶胞参数灵活运用面对角线法、体对角线法、三角函数法、比例法等，求取微粒间的距离、晶胞参数(边长或点坐标)，借助密度计算公式求取晶胞密度、阿伏加德罗常数等具体问题。4运用晶胞平移复制方法解决配位数问题一般利用晶胞空间平移的方法，选择顶点、面心、棱上、体心的微粒，求其周围最近且等距离的原子或离子数，即为配位数；常见的配位数为4、6、8、12等。对于离子晶体，阴、阳离子的配位数之比等于其所带电荷绝对值之比，因此，在求配位数时，可先求出容易观察的离子的配位数，再根据电荷绝对值的比值求另一离子的配位数。5原子参与成环数近几年，晶胞中某原子参与成环数的分析，已经进入了高考的试题中。此类题要求学生有较强的空间想象能力及数学计算能力。【典例5】(2019全国卷，节选)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x_pm，Mg原子之间最短距离y_pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是_gcm3(列出计算表达式)。(a)(b)解析根据晶胞结构可知Cu原子之间最短距离为面对角线的1/4，由于边长是a pm，则面对角线是a pm，则xa pm；Mg原子之间最短距离为体对角线的1/4，由于边长是a pm，则体对角线是a pm，则ya；根据晶胞结构可知晶胞中含有镁原子的个数是81/861/248，则Cu原子个数16，晶胞的质量是g。由于边长是a pm，则MgCu2的密度是gcm3。答案aa