微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)

1、第二單元　微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì),選修　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),2013高考導(dǎo)航,考點一　化學(xué)鍵、分子間作用力1．離子鍵(1)離子鍵的形成和特點①形成：在離子化合物中，陰、陽離子之間的靜電引力使陰、陽離子相互吸引，陰離子的核外電子與陽離子的核外電子,之間、陰離子的原子核與陽離子的原子核之間的靜電斥力使陰、陽離子相互排斥。當(dāng)陰、陽離子之間的靜電引力和靜電斥力達到平衡時，陰、陽離子保持一定的平衡核間距，形成穩(wěn)定的離子鍵，整個體系達到能量最低

2、狀態(tài)。②特點：離子鍵沒有方向性和飽和性。,(2)晶格能①概念：拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能量，單位為kJ·mol－1。②意義：晶格能用來衡量離子晶體中陰、陽離子間靜電作用的大小。,③與其他量的關(guān)系：在離子晶體中，離子半徑越小，離子所帶的電荷數(shù)越多，則晶格能越大。晶格能越大，陰、陽離子間的離子鍵就越牢固，形成的離子晶體就越穩(wěn)定，而且熔點越高，硬度越大,2．共價鍵(1)共價鍵的形成和特點,①形

3、成過程的分析(以H2為例)a．兩個氫原子核外電子的自旋方向相反，當(dāng)它們接近到一定距離時，兩個1s軌道重疊，電子在兩原子核間出現(xiàn)的概率較大。隨著核間距減小，電子在核間出現(xiàn)的概率增大，體系能量逐漸下降，達到能量最低狀態(tài)；進一步減小時，原子間的斥力使體系能量迅速上升，排斥,作用將氫原子推回到平衡位置(如圖中a曲線)。b．兩個氫原子核外電子的自旋方向相同，相互接近時，排斥總是占主導(dǎo)地位，這樣的兩個氫原子不能形成氫氣分子(如圖中b曲線)。

4、,②形成的本質(zhì)當(dāng)成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子密度增加，體系的能量降低。③特點：具有飽和性和方向性。,(2)共價鍵的分類,(3)σ鍵和π鍵的判斷①σ鍵穩(wěn)定，π鍵活潑；②共價單鍵是σ鍵；共價雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵；共價叁鍵中有一個σ鍵和兩個π鍵。,(4)鍵參數(shù)及對分子性質(zhì)的影響,銨根和水合氫離子中的配位鍵：H2SO4分子中的配位鍵：,3．范德華力、氫鍵及

5、共價鍵比較,4．鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系(1)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是反應(yīng)物分子內(nèi)舊化學(xué)鍵的斷裂和產(chǎn)物分子中新化學(xué)鍵的形成。(2)化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，若化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量大于新化學(xué)鍵形成所放出的能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。,反之，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的焓變關(guān)系：ΔH＝E(反應(yīng)物)－E(生成物)＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和。ΔH＞0，為吸熱反應(yīng)，ΔH＜0為放熱反應(yīng)。,5．金屬鍵(1)金

6、屬鍵定義金屬陽離子與自由電子間強烈的相互作用。,(2)金屬特性①導(dǎo)電性通常情況，金屬內(nèi)部自由電子的運動無方向性，在外加電場作用下，自由電子在金屬內(nèi)部將會發(fā)生定向運動，形成電流。,②導(dǎo)熱性金屬受熱時，自由電子與金屬陽離子(或金屬原子)碰撞頻率增加，自由電子把能量傳給金屬陽離子(或金屬原子).從而把能量從溫度高的區(qū)域傳到溫度低的區(qū)域。,③延展性自由電子與金屬陽離子之間的作用沒有方向性。在外力作用下，金屬原子間發(fā)生相對滑動時，各

7、層金屬原子間保持金屬鍵的作用，不會改變。,(3)決定金屬鍵大小的因素可以用金屬的原子化熱來衡量，金屬的原子化熱是指1 mol金屬固體完全汽化成相互遠(yuǎn)離的氣態(tài)原子時吸收的能量，金屬的原子化熱越大，金屬鍵越強。,(4)金屬鍵的強弱比較金屬鍵的強度主要決定于金屬元素的原子半徑和價電子數(shù)，原子半徑越大，價電子數(shù)越少，金屬鍵越弱；原子半徑越小，價電子數(shù)越多，金屬鍵越強。,(5)金屬鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響①金屬鍵越強，晶體熔、沸點越高。②金屬

8、鍵越強，晶體硬度越大。(6)金屬鍵無方向性和飽和性。,特別提醒　晶體在熔化過程中，金屬鍵要斷裂；在受外力作用下，各層之間發(fā)生相對滑動，但金屬鍵并不被破壞.,即時應(yīng)用1．(2011·高考山東卷)氧是地殼中含量最多的元素。(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為________個。,(2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為_____________________________________

9、___________________________________。,(3) H＋可與H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________雜化。H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因為________________________________________________________________________。,(4)CaO與NaCl的晶胞同為面心立方結(jié)構(gòu)，已知CaO晶體密度為a g·

10、;cm－3，NA 表示阿伏加德羅常數(shù)，則CaO晶胞體積為________cm3。,解析：(1)氧元素基態(tài)原子的核外電子軌道表示式為： ，故未成對電子數(shù)為2個。,(3)H2O、H3O＋中的O原子均采取sp3雜化，孤電子對對成鍵電子對具有排斥作用，而孤電子對數(shù)多的H2O中排斥力大，鍵角小。,考點二　晶體的性質(zhì)

11、1．幾種典型的晶體模型,2.晶體的組成和性質(zhì)的比較,即時應(yīng)用2．(2010年高考海南卷改編題)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：(1)Ni原子的核外電子排布式為________________________________________________________________________；,(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69

12、pm和78 pm，則熔點NiO__________FeO(填“”)；(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為________、________________________________________________________________________；,(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。該合金的化學(xué)式為________________________________

13、____________________________________________________；,(5)丁二酮肟常用于檢驗Ni2＋：在稀氨水介質(zhì)中，丁二酮肟與Ni2＋反應(yīng)可生成鮮紅色沉淀，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。,①該結(jié)構(gòu)中，碳碳之間的共價鍵類型是σ鍵，碳氮之間的共價鍵類型是______________，氮鎳之間形成的化學(xué)鍵是____________；②該結(jié)構(gòu)中，氧氫之間除共價鍵外還可存在__________；,(5)①碳氮原子

14、之間為雙鍵，所以有一個σ鍵和一個π鍵。,答案：(1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)>　(3)6　6　(4)LaNi5(5)①σ鍵和π鍵　配位鍵?、跉滏I,2．同屬原子晶體可通過比較原子半徑的大小確定熔、沸點的高低，一般原子半徑越小，熔、沸點越高。例如：金剛石(C—C)>碳化硅(Si—C)>晶體硅(Si—Si)。,3．同屬離子晶體離子所帶電荷越多，離子半徑越小，則離子鍵越強，

15、晶格能越大，熔、沸點越高。例如：MgO>NaCl>CsCl。,4．同屬金屬晶體金屬離子所帶電荷越多，半徑越小，金屬鍵越強，熔、沸點越高。例如：Al>Mg>Na。5．同屬分子晶體(1)組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，一般相對分子質(zhì)量越大，范德華力越強，熔、沸點越高。例如：I2>Br2>Cl2>F2。,(4)若分子間有氫鍵，則分子間作用力比結(jié)構(gòu)相似的同類晶體大，故熔、沸點較高。例如：HF>HC

16、l。,即時應(yīng)用3．現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(℃)數(shù)據(jù)：,據(jù)此回答下列問題：(1)A組屬于________晶體，其熔化時克服的微粒間的作用力是________。(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是________(填序號)。①有金屬光澤　　　②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性 ④延展性,(3)C組中HF熔點反常是由于____________________________________________________

17、____________________________________________________________________________________________。,(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是________(填序號)。①硬度小 ②水溶液能導(dǎo)電③固體能導(dǎo)電 ④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電,(5)D組晶體的熔點由高到低的順序為：NaCl＞KCl＞RbCl＞CsCl，其原因解釋為____________________

18、____________________________________________________。,解析：通過讀取表格中數(shù)據(jù)先判斷出晶體的類型及晶體的性質(zhì)，應(yīng)用氫鍵解釋HF的熔點反常的原因，利用晶格能的大小解釋離子晶體熔點高低的原因。答案：(1)原子　共價鍵　(2)①②③④,(3)HF分子間能形成氫鍵，其熔化時需要消耗的能量更多(只要答出HF分子間能形成氫鍵即可)(4)②④　(5)D組晶體都為離子晶體，r(Na＋)＜r(K＋

19、)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，在離子所帶電荷相同的情況下，半徑越小，晶格能越大，熔點就越高,(2012·泉州高三調(diào)研)硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，硅及其化合物的用途非常廣泛。根據(jù)所學(xué)知識回答硅及其化合物的相關(guān)問題：,(1)基態(tài)硅原子的核外電子排布式為________________________________________________________________________。(2)晶體硅的微觀結(jié)構(gòu)與金剛石

20、相似，晶體硅中Si—Si鍵之間的夾角大小約為________。,(3)請在框圖中補充完成SiO2晶體的結(jié)構(gòu)模型示意圖(部分原子已畫出)，并進行必要標(biāo)注。,(4)下表列有三種物質(zhì)(晶體)的熔點：,簡要解釋熔點差異的原因：①SiO2和SiCl4：_________________________________________________________________________________________________

21、_______________________________________________。,②SiCl4和SiF4：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。,【解析】　(1)硅是14

22、號元素，則基態(tài)硅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)；(2)晶體硅的微觀結(jié)構(gòu)與金剛石相似，故晶體硅中Si—Si鍵之間的夾角大小約為109°28′；,(3)根據(jù)原子半徑來識別出題中已畫出的原子其實是同一種原子(硅原子)，因此補充完成的是氧原子；(4)由表列的熔點大小結(jié)合晶體的熔點判斷知識入手?！敬鸢浮俊?1)1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)(2)109

23、6;28′,(3),(4)①SiO2是原子晶體，微粒間作用力為共價鍵；SiCl4是分子晶體，微粒間作用力為范德華力，故SiO2熔點高于SiCl4②SiCl4和SiF4均為分子晶體，微粒間作用力為范德華力，結(jié)構(gòu)相似時相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大。故SiCl4熔點高于SiF4,【名師指津】　解此類題的思路：確定晶體類型——確定晶體內(nèi)各微粒間是何種作用力(或化學(xué)鍵)——影響該作用力(或化學(xué)鍵)的強弱因素——得出結(jié)論。,A、B、C、D四種前

24、四周期元素，已知A屬于常見元素，其＋1價陽離子各層均處于全滿狀態(tài)，該離子在溶液中不能穩(wěn)定存在，但＋2價離子能穩(wěn)定存在；B的第4電離能遠(yuǎn)小于第5電離能且有三個能層，C、D基態(tài)原子均有2個未成對電子且二者能形成直線形化合,物。請回答下列問題：(1)A基態(tài)原子電子排布式為_____________________________________________________________________________________

25、___________________________________________________________。,(2)B與D能形成BD2型化合物，則B晶體與BD2晶體熔點較高的是________(填化學(xué)式)，BD2晶體中最小環(huán)含B、D原子數(shù)目分別為________。,(4)已知A、D能形成晶胞如圖所示的化合物，則該化合物的化學(xué)式為____________，此物質(zhì)中，實心球代表的微粒符號為____________。,【解析】　由

26、＋1價離子在溶液中不能穩(wěn)定存在，但＋2價能穩(wěn)定存在知，A是銅；由B的電離能數(shù)值特點知其為ⅣA族元素，結(jié)合其能層數(shù)知其是硅；由C、D基態(tài)原子的未成對電子及兩者能形成直線形化合物，知C、D是碳、氧中的一個。,由B、D能形成BD2型化合物知D是氧，故C是碳，因Si—Si鍵的鍵長大于Si—O鍵的鍵長且二者均為原子晶體，故SiO2熔點較高，SiO2晶體中最小環(huán)上分別有6個硅原子、6個氧原子。,【答案】　(1)1s22s22p63s23p63d10

27、4s1或[Ar]3d104s1(2)SiO2　6、6　(3) Cu2O　Cu＋,【名師指津】　晶胞計算中“均攤原則”的應(yīng)用在晶體結(jié)構(gòu)中給出各微粒在晶胞中的位置(如頂點、棱、面心、體心)，要求計算晶體的化學(xué)式，是常見的一種計算類型。求解這類試題時，一般用均攤的思想進行求解。,由于晶胞是晶體的最小重復(fù)單位，因此只要確定構(gòu)成晶胞中的粒子(陰、陽離子或原子)的最簡個數(shù)之比，就可得出一個完整的晶胞中所含粒子的數(shù)目，從而寫出晶體的化學(xué)式。,處于