【考纲要求】
第四讲 化学键 物质结构
1.理解离子键、共价键的涵义。理解极性键和非极性键。了解极性分子和非极性分子。了解分子间作用力和氢键。
2.了解几种晶体类型 (离子晶体、原子晶体、分子晶体) 及其性质。 【复习方略】
化学键和晶体结构是中学化学基础理论的重要组成部分,是研究各类物质性质的基础。它不仅是高考命题重要的考查点,也对元素化合物和有机化学的复习起到重要的指导作用。因此,在复习中要抓住本部分理论与其他各章节的联系,突出其应用。
1.理层次,突重点
本部分知识从层次上讲,化学键属于原子间的作用力,该作用力的大小决定物质的化学性质(如酸性、热稳定性等),而晶体结构中,决定物质物理性质的是构成晶体粒子间的作用力。如:水的沸点为100℃,但将水加热到1000℃却只有很少一部分分解,水的沸点高低,是由水分子间的作用力大小决定,而水的分解难易却是由H和O间的共价键强弱决定的。复习的重点是认清常见物质中化学键的类型和在固态时的晶体类型,并利用其间作用大小的比较来掌握物质性质的规律。
2.列图表,抓体系
物质结构的内容比较多,而且有些知识点容易混淆,所以在复习中要把各部分相应的知识按其内在的联系进行归纳整理,将知识串成线,结成网,形成活化的理论知识体系。例如:晶体质点的作用方式决定晶体类型,晶体类型可推断晶体的部分物理性质;原(离)子半径大小,影响共价(离子)键的强弱;化学反应中键能的变化可以计算出反应热的大小等。四种晶体类型及其性质还可以整理成表格,直观地进行比较,有利于知识的理解与记忆。下表是各种晶体类型的比较:
晶体类型 晶体 结构 化学键 晶体 性质 导热性 实 例 3.比异同,找规律
不同物质的结构和性质既有相同点也存在差异,通过性质、结构等不同方面的比较,找出他们的异同点,更深刻地认识各类物质。如书写电子式时,首先要搞清该物质是离子化合物还是共价化合物,离子化合物要采用阴、阳离子间隔的写法。原子中的价电子,必须
熔沸点 硬度 导电性 离子键 较高 较大 熔融能导电,水溶液能导电 差 NaCl 差 金刚石 差 干冰 良好 金属单质 共价键 很高 很大 不导电 分子间作用力 低 较小 熔融不导电,水溶液能导电 良好 构晶粒子 离子晶体 离子 原子晶体 原子 分子晶体 分子 金属晶体 金属离子,自由电子 金属键 ————— ————— 用小黑点(或×)表示出来,离子化合物电子式中括号是为了书写电荷的方便。再比如物质结构中有许多规律,像熔沸点高低比较规律,粒子半径大小比较规律,构成晶体的粒子间作用力大小与物理性质关系的规律等,就要在复习中加以归纳、总结,通过一定的练习熟练应用。 【精题点评】
例1.下列物质中,构成晶体的粒子之间的相互作用相同的是( ) A.CO和HCl B.NH3和NH4Cl C.金刚石和H2 D.SiO2和CO2
点评:本题考查的是晶体类型和晶体中粒子间的作用力的关系。解答有关晶体结构和性质的题目时,应该从构成晶体的粒子、相互作用力以及对晶体物理性质的影响等方面考虑,还应该注意不同晶体类型物质性质的差异,因而可以排除题目设置的“障碍”,准确、快速解答题目。在原子晶体中构成晶体的粒子是原子,其相互作用力为共价键;在离子晶体中构成晶体的粒子是阳离子和阴离子,其相互作用力为离子键;在分子晶体中构成晶体的粒子(不是构成分子的粒子)是分子,其相互作用力为分子间作用力;在金属晶体中构成晶体的粒子是金属离子和自由电子(自由电子不属于阴离子)。CO、HCl、NH3、 H2 、CO2固态时均属于分子晶体,NH4Cl属于离子晶体,金刚石、SiO2属于原子晶体,该题答案应选A。
例2.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的一组是( ) A.CH4和Br2 B.NH3和H2O C.H2S和CCl4 D.CO2和HCl
点评:解答本题要正确区分键的极性和分子的极性。键的极性是由共用电子对是否偏移来决定的,如果两原子作用于共用电子对的力相同,共用电子对不偏向任何原子,该键即为非极性键,也可以简单理解为同种原子形成的共价键为非极性键,反之,该共价键为极性键;分子的极性在教材中的解释很抽象,我们不妨从常见物质的几何构型入手,当分子的构型呈空间对称(特别强调,是各角度理解对称,不是平面对称),则该分子为非极性分子。本题选项中CH4、Br2 、CCl4 、CO2均为非极性分子,只有B中的两分子都是由极性键构成的极性分子。
例3.HgCl2的稀溶液可以用作手术刀的消毒剂。已知HgCl2的熔点为277℃,熔融状态的HgCl2不导电,HgCl2的稀溶液有弱的导电能力,则下列关于HgCl2的叙述中正确的是
A.HgCl2属于共价化合物 B.HgCl2属于离子化合物 C.HgCl2属于非电解质 D.HgCl2属于弱电解质
点评:物质的结构决定了物质的性质,同时物质的性质又体现了物质的结构。本题题干中给出了HgCl2的熔点和导电性,都属于物理性质的范畴,可以认为该题要从晶体结构角度来解答。由HgCl2的熔点较低,初步确定该物质可能是分子晶体,由“熔融状态的HgCl2不导电”,可以肯定其不属于离子晶体,HgCl2的稀溶液导电性较弱,应属于弱电解质。不难选出,该题的答案为A D。
【基础过关】
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列物质中,既含有离子键,又含有非极性键的是
A.NaOH
B.Na2O2
C.MgCl2
D.H2O2
2.下列物质属于原子晶体的化合物是
A.金刚石 B.刚玉 C.二氧化硅 D.干冰 3.下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之和最大的是
A.LiF B.NaBr C.KCl D.CsI 4.下列物质中,属于只含有极性键的非极性分子的是
A.甲烷 B.乙烯 C.苯 D.氮气 5.下列叙述中,正确的是
A.离子化合物一定含共价键 B.共价化合物可能含离子键 C.离子化合物中只含离子键 D.共价化合物中不含离子键 6.下列过程中共价键被破坏的是
A.碘升华 B.溴蒸气被木炭吸附 C.酒精溶于水 D.HCl气体溶于水 7.下列说法正确的是
A.离子晶体中可能含有共价键,但一定含有金属元素 B.分子晶体中一定含有共价键 C.离子晶体中一定不含有非极性键 D.石英和晶体硅都属于原子晶体
8.实现下列变化时,需克服相同类型作用力的是 A.二氧化硅和干冰的熔化 B.液溴和液汞的汽化 C.纯碱和烧碱的熔化 D.食盐和冰的熔化
9.分析下列各物质的物理性质,可判断其固态属于离子晶体的是 A.碳化铝,黄色晶体,熔点2200℃,熔融态不导电 B.溴化铝,无色晶体,熔点98℃,熔融态不导电
C.五氟化钒,无色晶体,熔点19.5℃,易溶于乙醇、氯仿、丙铜中 D.溴化钾,无色晶体,熔融时或溶于水中都能导电 10.下列各组物质中,按熔点由低到高的顺序排列的是
A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2 C.Na、K、Rb D.SiC、NaC1、SO2 11.下列物质的电子式正确的是
12.M元素的1个原子失去2个电子,这2个电子转移到Y元素的2个原子中去,形成离子化合物Z。下列说法中正确的是
A.Z的熔点较低 B.Z可以表示为M2Y C.Z一定易溶于水中 D.M能形成+2价阳离子
13.下列关于化学键的叙述正确的是
A.只存在于分子之间 B.化学键只存在于离子间
C.是相邻的原子之间强烈的相互作用 D.是相邻的分子之间强烈的相互作用 14.下列晶体中,构成晶体粒子间作用力属于共价键是
A.二氧化硅 B.硫酸 C.金属钠 D.氯仿 15.下列叙述中,正确的是
A.两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同 B.凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布式 C.两原子,如果核外电子排布相同,则一定属于同种元素
D.阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同 二、填空题
16.有下列5种晶体:
A.水晶 B.固体氨 C.金刚石 D.固态氩 E.氯化铵
回答下列问题:
(1)属于原子晶体的化合物是 ,直接由原子构成的高熔点的晶体单质是 ,直接由原子构成的分子晶体是 。
(2)由极性分子构成的晶体是 ,含有共价键的离子晶体是 。
(3)分子内存在化学键,但受热熔化时,化学键不发生变化的是 ,受热熔化,需克服共价键的是 。
(4)金刚石、固态氩、氯化铵的熔点由高到低的顺序是 。
17.CO2和SiO2都是ⅣA的氧化物,其中SiO2具有与金刚石类似的晶体结构。请认真分析它们的结构并回答下列问题:
(1)二氧化硅晶体中最小环为 元环。
(2)每个氧原子被相邻的 个硅原子包围,每个硅原子为 个最小环共用。 (3)CO2和SiO2在性质和结构上的不同之处是 (填序号)
①晶体类型②构成晶体的粒子间的作用力③原子间的作用力④熔点⑤原子个数比 18.晶体氯化钠是 有
【能力提升】
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是
①H2O ②COCl2 ③N2 ④BeCl2 ⑤PCl3 ⑥BF3 ⑦XeF4 ⑧SF6
A .只有①③⑥ B.只有②③⑤ C .只有③⑤⑦ D .只有④⑥⑧
2.某实验小组对甲、乙、丙、丁四种样品的结构和性质进行了考证和测试,结果如下:
晶体。晶体中, 每个钠离子周围有
个氯离子, 每个氯离子周围。在氯化物MCl中, M在第个氯离子。钠的金属性比M
个钠离子, 钠离子半径比氯离子半径
,熔化后 六周期, 是钠的同族元素, 该晶体的每个阳离子周围有
。氯化钠的电子式为 (填“能”或“不能”)导电。
物质 项目 粒子间作用 熔点 水溶性 熔融态导电性 水溶液导电性 未知 高 溶 导电 未实验 共价键、分子间作用力 未实验 溶 不导电 导电 共价键 高 不溶 不导电 不导电 分子间作用力 低 不溶 未实验 未实验 甲 乙 丙 丁 则这四种物质在固态时最有可能是原子晶体的是 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 3.下列现象或物质的性质可以用氢键来解释的是
①水结冰时体积膨胀,密度减小②CO2和SiO2的晶体类型不相同③卤化氢的沸点变化规律中HF出现反常④金刚石是天然存在的最硬的物质⑤乙醇和水以任意比互溶 A.只有①②③ B.只有①②④ C.只有①③⑤ D.只有③④⑤
4.对于X—O—H型化合物而言,X是除H、O外的其他元素时,下列说法中正确的是
A.当X是活泼金属时,它一定是强碱
B.当X是非金属性很强的元素时,X—O—H一定是强酸 C.X—O—H的水溶液不能导电 D.X—O—H一定是共价化合物
5.化学反应可视为旧健断裂和新键形成的过程,化学键
的键能是形成(或拆开)1mol化学键时释放(或吸 收)出的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如右图所 示,现提供以下化学键的键能(kJ·mol+3O2→P4O6的能量变化为
A.释放1638kJ的能量 B.吸收1638kJ的能量 C.释放126kJ的能量 D.吸收126kJ的能量
6.NaH是一种离子化合物,它跟水反应的方程式为:NaH+H2O=NaOH+H2,它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应,并都产生氢气。下列有关NaH的叙述错误的是 A.跟水反应时,水作氧化剂 B.NaH中H-离子半径比Li+半径小 C.跟液氨反应时,有NaNH2生成 D.跟乙醇反应时,NaH被氧化 7.下列说法中,正确的一组是
①两种元素构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键;②两种非金属元素原子间形成的化学键都是极性键;③含有极性键的化合物分子一定不含非极性键;④只要是离子化合物,其熔点就比共价化合物的熔点高;⑤离子化合物中可能含有共价键;⑥属于分子晶体的分子中一定不含有离子键;⑦分子晶体中的分子内一定有共价键;⑧原子晶体中一定有非极性共价键。
A.只有②④⑤⑥⑦ B.只有①②③⑤⑥ C.只有②⑤⑥ D.只有②③⑤⑥⑧ 8.干冰气化时,下列所述内容发生变化的是
-
1
)P—P:
198 P—O:360 O==O:498则反应P4(白磷)