化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)
一.理解離子鍵、共價(jià)鍵的涵義,了解化學(xué)鍵、金屬鍵和鍵的極性。
1.相鄰的原子之間強(qiáng)烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。在稀有氣體的單原子分子中不存在化學(xué)鍵。
2.陰、陽(yáng)離子間通過(guò)靜電作用所形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵;顫娊饘俑顫姺墙饘倩蠒r(shí),都形成離子鍵。通過(guò)離子鍵形成的化合物均是離子化合物,包括強(qiáng)堿、多數(shù)鹽和典型的金屬氧化物。離子化合物在熔融狀態(tài)時(shí)都易導(dǎo)電。
3.原子間通過(guò)共用電子對(duì)(電子云重疊)所形成的化學(xué)鍵叫做共價(jià)鍵。非金屬元素的原子間形成的化學(xué)鍵都是共價(jià)鍵。其中:同種非金屬元素的原子間形成的共價(jià)鍵是非極性共價(jià)鍵;不同非金屬元素的原子間形成的共價(jià)鍵是極性鍵。原子間通過(guò)共價(jià)鍵形成的化合物是共價(jià)化合物,包括酸(無(wú)水)、氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物、多數(shù)有機(jī)物和少數(shù)鹽(如AlCl3)。共價(jià)化合物在熔融狀態(tài)時(shí)都不(或很難)導(dǎo)電。
4.在銨鹽、強(qiáng)堿、多數(shù)含氧酸鹽和金屬過(guò)氧化物中既存在離子鍵,又存在共價(jià)鍵。
5.金屬晶體中金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用叫做金屬鍵。
二.理解電子式與結(jié)構(gòu)式的表達(dá)方法。
1.可用電子式表示:① 原子,如:Na;② 離子,如:[:O:]2;③ 原子團(tuán),如:[:O:H];④ 分子或化合物的結(jié)構(gòu);⑤ 分子或化合物的形成過(guò)程。
2.結(jié)構(gòu)式是用一根短線表示一對(duì)共用電子對(duì)的化學(xué)式。
三.了解分子構(gòu)型,理解分子的極性和穩(wěn)定性。
1.常見(jiàn)分子構(gòu)型:雙原子分子、CO2、C2H2(鍵角180)都是直線形分子;H2O(鍵角104.5)是角形分子;NH3(鍵角10718')是三角錐形分子;CH4(鍵角10928')是正四面體分子;苯分子(鍵角120)是平面正六邊形分子。
2.非極性分子:電荷分布對(duì)稱的分子。包括:A型單原子分子(如He、Ne);A2型雙原子分子,(如H2、N2);AxBy型多原子分子中鍵的極性相互抵消的分子(如CO2、CS2、BF3、CH4、CCl4、C2H4、C2H2、C6H6)。對(duì)于ABn型多原子分子中A原子最外層電子都已成鍵的分子(如SO3、PCl5、SF6、IF7)。
3.極性分子:電荷分布不對(duì)稱的分子。包括:AB型雙原子分子(如HCl、CO);AxBy型多原子分子中鍵的極性不能互相抵消的分子(如H2O、NH3、SO2、CH3F)。
4.分子的穩(wěn)定性:與鍵長(zhǎng)、鍵能有關(guān),一般鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)、鍵能越大,鍵越牢固,含有該鍵的分子越穩(wěn)定。
四.了解分子間作用力,理解氫鍵。
1.分子間作用力隨分子極性、相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大。
2.對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)也越高;但分子間形成氫鍵時(shí),分子間作用力增大,熔、沸點(diǎn)反常偏高。水分子間、乙醇分子間、乙醇與水分子間都存在氫鍵。
3.非極性分子的溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑;極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑(即“相似相溶”規(guī)律)。若溶質(zhì)分子與溶劑分子間能形成氫鍵,則會(huì)增大溶質(zhì)的溶解度。
五.理解四種晶體類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及物理性質(zhì)特點(diǎn)。
1.離子晶體是陰、陽(yáng)離子間通過(guò)離子鍵結(jié)合而成的晶體(即所有的離子化合物)。硬度較大,熔、沸點(diǎn)較高,固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電,受熱熔化或溶于水時(shí)易導(dǎo)電。注意:在離子晶體中不存在單個(gè)的小分子。NaCl晶體是簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu);CsCl晶體是體心立方結(jié)構(gòu)。
2.分子晶體是分子間以分子間作用力結(jié)合而成的晶體〔即非金屬的單質(zhì)(除原子晶體外)、氧化物(除原子晶體外)、氫化物、含氧酸、多數(shù)有機(jī)物〕。硬度較小,熔、沸點(diǎn)較低,固態(tài)和熔融狀態(tài)時(shí)都不導(dǎo)電。注意:干冰是面心立方結(jié)構(gòu)。
3.原子晶體是原子間以共價(jià)鍵結(jié)合而成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)晶體〔即金剛石、晶體硅、石英或水晶(SiO2)、金剛砂(SiC)〕。硬度很大,熔、沸點(diǎn)高,一般不導(dǎo)電,難溶于常見(jiàn)的溶劑。注意:金剛石和SiO2晶體都是正四面體結(jié)構(gòu)。
4.金屬晶體是通過(guò)金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用(即金屬鍵)形成的晶體(即金屬單質(zhì)和合金)。硬度一般較大,熔、沸點(diǎn)一般較高,具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。注意:在金屬晶體中不存在陰離子。
5.晶體熔、沸點(diǎn)高低規(guī)律是:① 不同類型的晶體:多數(shù)是原子晶體 > 多數(shù)離子晶體(或多數(shù)金屬晶體)> 分子晶體。② 原子晶體:成鍵原子半徑之和小的鍵長(zhǎng)短,鍵能大,熔、沸點(diǎn)高。③ 離子晶體:一般說(shuō),離子電荷數(shù)越多、半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高。④ 金屬晶體:金屬離子電荷數(shù)越多、半徑越小,金屬鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高;但合金的熔、沸點(diǎn)低于其組成的金屬。⑤ 分子晶體:組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),式量越大,分子間作用力越大,熔、沸點(diǎn)越高;但分子間形成氫鍵時(shí),分子間作用力增大,熔、沸點(diǎn)反常偏高;在烷烴的同分異構(gòu)體中,一般說(shuō),支鏈數(shù)越少,熔、沸點(diǎn)越高;在含苯環(huán)的同分異構(gòu)體中,沸點(diǎn)“鄰位 > 間位 > 對(duì)位”。此外,還可由常溫下的狀態(tài)進(jìn)行比較。
六.注意培養(yǎng)對(duì)原子、分子、化學(xué)鍵、晶體結(jié)構(gòu)的三維空間想像及信息處理能力。
七.典型試題。
1.關(guān)于化學(xué)鍵的下列敘述中,正確的是
A.離子化合物可能含有共價(jià)鍵 B.共價(jià)化合物可能含有離子鍵
C.離子化合物中只含有離子鍵 D.共價(jià)化合物中不含離子鍵
2.下列電子式的書(shū)寫(xiě)正確的是 H
A.:N:::N: B.H+[:O:]2H+ C.Na+[:Cl:] D.H:N:H
3.下列分子的結(jié)構(gòu)中,原子的最外層電子不能都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是
A.CO2 B.PCl3 C.CCl4 D.NO2
4.已知SO3、BF3、CCl4、PCl5、SF6都是非極性分子,而H2S、NH3、NO2、SF4、BrF5都是極性分子,由此可推出ABn型分子屬于非極性分子的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律是
A.ABn型分子中A、B均不含氫原子
B.A的相對(duì)原子質(zhì)量必小于B的相對(duì)原子質(zhì)量
C.分子中所有原子都在同一平面上
D.分子中A原子最外層電子都已成鍵
5.下列各組物質(zhì)的晶體中,化學(xué)鍵類型相同、晶體類型也相同的是
A.SO2和SiO2 B.CO2和H2S C.NaCl和HCl D.CCl4和I
6.下列各組物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是
A.CO2、Cl、SiO2 B.O2、I2、Hg
C.Na、、Rb D.SiC、NaCl、SO2
八.拓展練習(xí)。
1.下列各組物質(zhì)中,都既含有離子鍵,又含有共價(jià)鍵的是
A.HClO、NaClO B.NH3H2O、NH4Cl C.OH、2O2 D.H2SO4、HSO4
2.下列各組指定原子序數(shù)的元素,不能形成AB2型共價(jià)化合物的是
A.6、8 B.16、8 C.12,9 D.7,8
3.下列說(shuō)法正確的是
A.共價(jià)化合物中可能含有離子鍵
B.只含有極性鍵的分子一定是極性分子
C.雙原子單質(zhì)分子中的共價(jià)鍵一定是非極性鍵
D.非金屬原子間不可能形成離子化合物
4.下列各組分子中,都屬于含極性鍵的非極性分子的是
A.CO2、H2S B.C2H2、CH4 C.CHCl3、C2H4 D.NH3、HCl
5.下列敘述正確的是
A.同主族金屬的原子半徑越大熔點(diǎn)越高 B.稀有氣體原子序數(shù)越大沸點(diǎn)越高
C.分子間作用力越弱的物質(zhì)熔點(diǎn)越低 D.同周期元素的原子半徑越小越易失電子
6.下列有關(guān)晶體的敘述中,不正確的是
A.在金剛石中,有共價(jià)鍵形成的最小的碳原子環(huán)上有6個(gè)碳原子
B.在氯化鈉晶體中,每個(gè)Na+周圍距離最近且相等的Na+共有6個(gè)
C.在干冰晶體中,每個(gè)CO2分子與12個(gè)CO2分子緊鄰
D.在石墨晶體中,每一層內(nèi)碳原子數(shù)與碳碳鍵數(shù)之比為2:3
7.下列電子式中錯(cuò)誤的是 H H
A.Na+ B.[:O:H] C.H:N:H D.H:C::O:
8.CaC2和gC2都是能跟水反應(yīng)的離子化合物,下列敘述中正確的是
A. 的電子式是 [:CC:]2
B.CaC2和gC2中各元素都達(dá)到稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
C.CaC2在水中以Ca2+和 形式存在
D.gC2的熔點(diǎn)很低,可能在100℃以下
9.根據(jù)“相似相溶”的溶解規(guī)律,NH4Cl可溶解在下列哪一種溶劑中
A.苯 B.乙醚 C.液氨 D.四氯化碳
10.下列分子結(jié)構(gòu)中,原子的最外層電子數(shù)不能都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是
A.CCl4 B.PCl5 C.PCl3 D.BeCl2
11.下列分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是
A.COCl2 B.SF6 C.XeF2 D.BF3
12.能說(shuō)明BF3分子中4個(gè)原子在同一平面上的理由是
A.BF3是非極性分子 B.B-F鍵是非極性鍵
C.3個(gè)B-F鍵長(zhǎng)度相等 D.3個(gè)B-F鍵的夾角為120
13.下列每組物質(zhì)發(fā)生狀態(tài)變化所克服微粒間的相互作用屬同種類型的是
A.實(shí)驗(yàn)和蔗糖熔化 B.鈉和硫的熔化
C.碘和干冰的升華 D.二氧化硅和氯化鈉熔化
14.有關(guān)晶體的下列說(shuō)法中正確的是
A.晶體中分子間作用力越大,分子越穩(wěn)定 B.原子晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高
C.冰熔化時(shí)水分子中共價(jià)鍵發(fā)生斷裂 D.氯化鈉熔化時(shí)離子鍵未被破壞
15.據(jù)報(bào)道,近發(fā)現(xiàn)了一種新的星際分子氰基辛炔,其結(jié)構(gòu)式為:
H-C≡C-C≡C-C≡C-C≡C-C≡N。對(duì)該物質(zhì)判斷正確的是
A.晶體的硬度與金剛石相當(dāng) B.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
C.不能發(fā)生加成反應(yīng) D.可由乙炔和含氮化合物加聚得到
16.下列過(guò)程中,共價(jià)鍵被破壞的是
A.碘升華 B.溴蒸氣被木炭吸附
C.酒精溶于水 D.HCl氣體溶于水
17.下列物質(zhì)的沸點(diǎn)高低順序正確的是
A.金剛石 > 晶體硅 > 水晶 > 金剛砂 B.CI4 > CBr4 > CCl4 > CH4
C.正丙苯 > 鄰二甲苯 > 間二甲苯 > 對(duì)二甲苯 D.金剛石 > 生鐵 > 純鐵 > 鈉
18.關(guān)于晶體的下列說(shuō)法中正確的是
A.晶體中只要有陰離子就一定有陽(yáng)離子 B.晶體中只要有陽(yáng)離子就一定有陰離子
C.原子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的高 D.分子晶體的熔點(diǎn)一定比金屬晶體的低
19.已知食鹽的密度為2.2 g/cm3。在食鹽晶體中,兩個(gè)距離最近的鈉離子中心間的距離最接近下面4個(gè)數(shù)值中的
A.3.0×108 cm B.3.5×108 cm C.4.0×108 cm D.4.5×108 cm
20.第28屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)提供的資料顯示,海底有大量的天然氣水合物,可滿足人類1000年的能需要。天然氣水合物是一種晶體,晶體中平均每46個(gè)水分子構(gòu)建成8個(gè)籠,每個(gè)籠可容納1個(gè)CH4分子或1個(gè)游離H2O分子。根據(jù)上述信息,回答:
(1)下列關(guān)于天然氣水合物中兩種分子極性的描述正確的是
A.兩種都是極性分子 B.CH4是極性分子,H2O是非極性分子
C.兩種都是非極性分子 D.H2O是極性分子,CH4是非極性分子
(2)若晶體中每8個(gè)籠只有6個(gè)容納了CH4分子,另外2個(gè)籠被游離的H2O分子填充,則天然氣水合物的平均組成可表示為
A.CH414H2O B.CH48H2O C.CH4(23/3)H2O D.CH46H2O


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