高考化学专题复习化学键和晶体结构文档格式.docx
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(3)既有极性键又有非极性键的物质:
H2O2、C2H2、C2H6、C6H6(苯);
(4)只含离子键的物质:
活泼金属和活泼非金属元素形成的化合物。
NaCl、K2S、MgBr2等。
(5)既有离子键又有非极性键的物质,如Na2O2、CaC2等。
(6)由离子键、共价键、配位键构成的物质,如:
NH4Cl
(7)只含共价键而无范德瓦耳斯力的化合物,如原子晶体SiO2、SiC等。
(8)无化学键的物质:
稀有气体,如He、Ar等。
(9)由极性键形成的非极性分子有:
CO2、CS2等。
(10)都是由非金属元素形成的离子化合物为:
NH4Cl、NH4HCO3等;
3.共价键的类型
非极性共价键:
元素的原子间形成的共价键,共用电子对偏向任何一个原子,各原子都,简称
极性共价键:
元素的原子间形成的共价键,共用电子对偏向电负性较的一方,简称
共价键
δ键:
δ键的特征:
以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作,共价键电子云的图形不变,这种特征称为。
常见的δ键有“s-sδ键”、、。
π键:
π键呈对称,常见的有“π键”
思考:
如何判断δ键和π键?
δ键和π键的稳定性如何?
4.共价键键参数键参数包括、、;
其中、是衡量共价稳定性的参数,通常键长越,键能越大,表明共价键越稳定;
共价键具有性,是描述分子立体结构的重要参数,分子的立体结构还与有一定的关系。
例1.(2013·
上海化学·
4)下列变化需克服相同类型作用力的是
A.碘和干冰的升华B.硅和C60的熔化C.氯化氢和氯化钾的溶解D.溴和汞的气化
【答案】A
二、、分子间作用力、氢键
1.分子间作用力:
分子间作用力又称,是广泛存在于分子与分子之间的较弱的电性引力,只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用存在。
2.影响分子间作用力大小的因素:
(1)组成与结构相似的物质,相对分子质量,分子间作用力越大
(2)分子的极性越大,分子间作用力
(3)分子的空间构型:
一般来说,分子的空间型越对称,分子间作用力越小
3.分子间作用力对物质性质的影响
分子间作用力主要影响物质的物理性质,如、等
4.氢键氢键是除范德华力外的另一种,它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与中电负性很强的原子之间的作用力;
氢键不仅存在于分子与分子之间,也可存在于分子内。
与化学键相比,氢键是一种较弱的作用力,但比范德华力大。
氢键存在广泛,如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间。
分子间氢键会使物质的熔点和沸点________。
特别提醒
(1)氢键不是化学键,是介于分子间作用力和化学键之间的一种作用力。
(2)氢键、分子间作用力的大小主要影响物质的物理性质,如熔点、沸点等。
5.化学键、分子间作用力、氢键的比较
化学键
分子间作用力
氢键
相邻的两个或多个原子间的强烈的相互作用
把分子聚集在一起的作用
某些氢化物分子间存在的一种相互作用
范围
分子内或某些晶体内
分子间
HF、H2O、NH3等分子间
强度
比较强烈
比化学键弱的多
比分子间作用力稍强
性质影响
主要影响分子的化学性质
影响物质的熔沸点等物理性质
例2.(2013·
安徽理综·
25)(15分)
X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:
(1)W位于元素周期表第周期第族;
W的原子半径比X的(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的(填“大”或“小”);
油固态变为气态所需克服的微粒间作用力是;
氢元素、
、
的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称。
(3)震荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加
溶液直至过量,能观察到的现象是;
的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是。
(4)在25°
、101
下,已知13.5g的
固体单质在
气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419
该反应的热化学方程式是
。
25
【答案】
(1)三NA小
(2)小分子间作用力(范德华力)甲醛(甲酸)
(3)先产生白色沉淀,后沉淀溶解Si+4HF=SiF4
+2H2
(4)2Al+3O2=Al2O3△H=-1675KJmol
三、化合物类型
化合物类型
离子化合物
共价化合物
由阴、阳离子相互作用构成的化合物
由共用电子对形成分子的化合物
构成微粒类型
阴离子和阳离子
微粒间的主要作用
实
例
强碱、盐和金属氧化物
酸、非金属氧化物
例3.(2013·
海南化学·
19I)(6分)下列化合物中,含有非极性共价键的离子化合物是
A.CaC2B.N2H4
C.Na2S2D.NH4NO3
[答案]AC
四、电子式
1.电子式的书写:
在元素符号周围用“·
”、“×
”来表示原子或离子的价电子层电子的式子,叫做电子式。
例如:
:
,阳离子:
Mg2+、H+、
,阴离子:
。
(1)原子的电子式
中性原子最外层电子数没有发生变化,书写时把最外层电子写出来,注意对称美。
如硫原子
例4.(2013·
江苏化学·
2)下列有关化学用语表示正确的是
A.丙烯的结构简式:
C3H6
B.氢氧根离子的电子式:
C.氯原子的结构示意图:
D.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子14692U
【答案】B
五、极性分子和非极性分子
1.常见分子的键的极性、分子构型、分子的极性
分子类型
实例
键的极性
分子构型
分子的极性
单原子分子A
He、Ne、Ar
—
非极性
双原子分子A2
H2、O2、N2
直线(对称)型
双原子分子AB
HX、CO、NO
直线(不对称)型
极性
AB2
或A2B
CO2、CS2
AB2或A2B
H2O、SO2、H2S
折线(不对称)型
AB3
BF3、SO3
正三角(对称)型
NH3、PCl3
三角锥型
AB4
CH4、CCl4
正四面体
2.判断ABn型分子是否有极性的经验规律:
看A的化合价的绝对值是否等于主族序数。
3.杂化轨道理论
杂化轨道理论要点:
①只有
原子轨道才能杂化
②原子轨道杂化时,轨道不变,轨道的形状发生变化
③原子轨道杂化后总能量比原有轨道能量之和降低
④杂化轨道只于形成δ键
⑤sp杂化轨道夹角,sp2杂化轨道夹角,sp3杂化轨道夹角。
例5.(2013·
5)374℃、22.1Mpa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力,并含有较多的H+和OH-,由此可知超临界水
A.显中性,pH等于7B.表现出非极性溶剂的特性
C.显酸性,pH小于7D.表现出极性溶剂的特性
六、晶体
1.晶体基本类型与性质
(1)物质可分为晶体与非晶体,晶体
具有一定的几何形状和固定的熔、沸点。
晶体根据构成的微粒及作用力不同分为四大类。
晶体类型
离子晶体
原子晶体
分子晶体
金属晶体
构成晶体粒子
分子
金属阳离子、自由电子
形成晶体的作用力
范得瓦耳斯力
物质性质
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
不良(熔融状态可
导电)
绝缘体或半导体
不良
晶体、熔融状态坤导电
导热性
良
延展性
溶解性
易溶于极性溶剂
难溶于有机溶剂
不溶于任何溶剂
相似相溶原理
难溶(活泼金属与水反应)
典型实例
KCl、Na2SO4
金刚石、硅、SiO2
H2、Cl
2、干冰
金属
2..常见晶体的结构
在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键,这5个碳原子形成的是结构,两个碳碳单键的键角为,其中的碳原子采取杂化,金刚石晶体中C原子数与C-C键数之比为,晶体中最小的环上上的碳原子数为;
石墨晶体中C原子数与C-C键数之比为;
NaCl晶体中Na+的配位数为
,Cl-的配位数为,每个Na+的周围距离最近且相
等的Na+的个数为,CsCl晶体中Cs+的配位数为,Cl-的配位数为,每个Cs+的周围距离最近且相等的Cs+的个数为;
二氧化硅晶体中每个硅原子与个氧原子相连,在二氧化硅晶体中最小的环中有个原子,1mol二氧化硅晶体中,Si-O的数目为。
3.晶体熔、沸点高低比较
(1)不同类型的晶体:
一般而言,熔、沸点高低顺序为原子晶体>
离子晶体和金属晶体>
分子晶
体
(2)同类晶体:
①原子晶体的熔、沸点取决于共价键的键长和键能,键长越短、键越大,熔、沸点越高,如金刚石>
金刚砂>
晶体硅
②离子晶体的熔、沸点取决于离子键的强弱,通常离子半径越小、离子所带电荷数大,离子键越强,熔、沸点高,如KF>
KCl>
KBr、NaCl>
KCl;
晶格能是指形成1摩离子晶体释放的能量,通常取正值,晶格能越大,形成的离子晶体越,且熔沸点
③分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力的大小,通常分子极性越强、相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸越高,有氢键的分子晶体,还要考虑氢键的强弱
④同类金属晶体中,金属离子半径越小,阳离子带电荷数越高,金属键越强,熔、沸点越高,如Li>
Na>
K,Na<
Mg<
Al
例6.(2013·
13)X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;
Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;
Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;
W元素原子的M层有1个未成对的p电子。
下列有关这些元素性质的说法一定正确的是
A.X元素的氢化物的水溶液显碱性
B.Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C.Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D.Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点
【答案】C
【考点精析】考点1化学键类型
例1.(2013·
7)我国科学家研制出一中催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:
HCHO+O2催化剂CO2+H2O。
下列有关说法正确的是
A.该反应为吸热反应B.CO2分子中的化学键为非极性键
C.HCHO分子中既含α键又含π键D.每生成1.8gH2O消耗2.24LO2
考点2极性分子与非极性分子
例2.(2013·
13)(9分)
X、Y和Z均为短周期元素,原子序数依次增大,X的单质为密度最小的气体,Y原子最外层电子数是其周期数的三倍,Z与X原子最处层电子数相同。
回答下列问题:
(1)X、Y和Z的元素符号分别为、、。
(2)由上述元素组成的化合物中,既含有共价键又含有离子键的有、。
(3)X和Y组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是。
此化合物在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为;
此化合物还可将碱性工业废水中的CN-氧化为碳酸盐和氨,相应的离子方程式为。
[答案]
(1)HONa
(2)NaOHNa2O2
(3)H2O25H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑
H2O2+CN-+OH-=CO32-+NH3
考点3氢键
例3.(2013宿州模拟)W、X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大。
其中Y原子的L电子层中,成对电子与未成对电
子占据的轨道数相等,且无空轨道;
X原子的L电子层中未成对电子数与Y相同,但还有空轨道;
W、Z的原子序数相差10,且Z原子的第一电离能在同周期中最低。
(1)写出下列元素的元素符号:
W,X,Y,Z。
(2)XY分子中,X原子与Y原子都达到8电子稳定结构,则XY分子中X和Y原子用于成键的电子数目分别是;
根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的主要类型有。
(3)XY2与ZYW反应时,通过控制反应物的物质的量之比
,可以得到不同的产物,相同条件下,在水中溶解度较小的产物是(写化学式),其原因是该化合物阴离子间可形成二聚离子或多聚链状离子。
该化合物阴离子能够相互缔合的原因是:
[答案]
(1)H、C、O、Na
(2)2和4,σ键,π键
(3)NaHCO3(1分),因为HCO3—中含有O—H键,相互之间可通过O—H┅O氢键缔合。
【课后精练】一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.下列关于化学键的说法正确的是( )
①原子间的相互作用叫做化学键
②两个非金属原子间不可能形成离子键
③强电解质中一定存在离子键
④形成化学键的过程是能量降低的过程
⑤单质、共价化合物、离子化合物中都存在共价键
A.①④ B.③④C.②③D.②④
2.(2013·
重庆理综·
12)已知:
P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g)ΔH=
akJ·
mol-1
P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g)ΔH=
bkJ·
mol-1P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl键的键能为ckJ·
mol-1,PCl3中P-Cl键的键能为1.2ckJ·
下列叙述正确的是()
A.P-P键的键能大于P-Cl键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反应热ΔH
C.Cl-Cl键的键能
kJ·
D.P-P键的键能为
3.下列关于化合物的说法正确的是( )
A.只含有共价键的物质一定是共价化合物
B.由两种原子组成的纯净物一定是化合物
C.共价化合物熔化时破坏共价键
D.熔化状态下不导电的化合物一定是共价化合物
4.下列说法不正确的是( )
A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强
B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键
C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
D.N2分子中有一个σ键,2个π键
5.下列各组物质中,化学键的类型相同的是( )
A.CaCl2和Na2S B.Na2O和Na2O2
C.N2和NeD.HCl和NaOH
6.下列说法中正确的是( )
A.KOH中含有离子键也含有共价键,属于离子化合物
B.N2属于单质,不存在化学键
C.MgCl2中既含有离子键,又含有共价键
D.NH4Cl中含有共价键,又全部由非金属元素组成,属于共价化合物
7.(原创)下列反应过程中,有极性键、离子键断裂,极性键形成的反应是(
)
A.NH4Cl
NH3↑+HCl↑
B.NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
C.2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
8.下列有关表述错误的是( )
A.IBr的电子式
B.HClO的结构式为H—O—Cl
C.HIO各原子都满足8电子结构
D.NaBr的形成过程可以表示为:
9.下列叙述正确的是( )
A.分子晶体中的每个分子内一定含有极性共价键
B.原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键
C.含有阴离子的化合物一定含有阳离子
D.金属晶体的熔点和沸点都很高
10.为缓解旱情,有关部门需要选择适宜的条件和方法,向大气中发射催雨剂,其主要成分是干冰(固态CO2)、液氮、碘化银等。
下列有关叙述不正确的是( )
A.干冰和液氮都是由分子构成的晶体
B.干冰和液氮的分子间都存在共价键
C.干冰和液氮催雨的原理都属于物理变化
D.碘化银粒在冷云中产生冰晶,起到催雨作用
11.下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是( )
A.液溴和苯分别受热变为气体
B.干冰和氯化铵分别受热变为气体
C.二氧化硅和铁分别受热熔化
D.食盐和葡萄糖分别溶解在水中
12.下列数据是对应物质的熔点(℃),据此做出的下列判断中错误的是( )
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920
801
1291
190
BCl3
Al2O3
CO2
SiO2
-107
2073
-57
1723
A.铝的化合物形成的晶体中有的是离子晶体
B.表中只有BCl3和干冰是分子晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
13.(2013·
四川理综化学·
8)(11分)
X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。
X的单质与氢气可以化合生成气体G,其水溶液pH>
7;
Y单质是一种黄色晶体;
R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。
Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;
Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。
请回答下列问题:
⑴M固体的晶体类型是。
⑵Y基态原子的核外电子排布式是①;
G分子中X原子的杂化轨道的类型是②。
⑶L的悬浊液加入Q的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是。
⑷R的一种含氧酸根RO42-具有强氧化性,在其钠盐中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是。
14.(8分)已知五种元素的原子序数大小顺序为C>A>B>D>E,A、C同周期,B、C同主族。
A与B形成的离子化合物A2B中所有离子的电子数相同,其电子总数为30;
D和E可形成4核10个电子的分子。
试回答下列问题:
(1)写出下列元素的名称:
A________,C________。
(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程:
________________________________________________________________________。
(3)写出下列物质的电子式:
D元素形成的单质________________;
E与B形成的化合物________________;
A、B、E形成的化合物________________;
D与E形成的共价化合物________________。
15.(10分)(2012·
安庆质检T25有删减)元素X、Y、Z、W位于元素周期表中前四周期,原子序数依次增大。
其相关信息如下:
元素
相关信息
X
基态原子核外有三个能级,每个能级的电子数都相等
Y
Y与Z不在同一周期,其原子核外未成对电子数比电子层数多1
Z
可与W形成两种化合物,且水溶液均呈酸性
W
是地壳中质量百分含量第二的金属元素
请回答:
(1)W的基态原子核外电子排布式是________。
Y单质分子中含__________个π键,试比较Y与同周期相邻的两种元素的第一电离能大小关系:
________>
________(填元素符号)。
(2)X与Z形成的最简单的化合物是一种优良的溶剂,它是由________(填“极性”“非极性”)键构成的________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)X所形成的一种晶体具有高硬度、高熔点特性,属于______(填“分子”“原子”或“离子”)晶体,该晶体结构中Z—Z—Z键角为________。
16.(14)C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。
(1)写出Si的基态原子核外电子排布式________。
从电负性角度分析,C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为________。
(2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,SiC晶体中微粒间存在的作用力是________,SiC和晶体硅的熔沸点关系为________。
(3)Na、Mg、Ca三种晶体共同的物理性质是________(填序号)。
①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性
(4)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2的化学式相似,但结构和性质有
很大的不同。
CO2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。
从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成上述π键,而Si、O原子间不能形成上述π键:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
SiO2属于________晶体,CO2属于________晶体,所以熔点CO2________SiO2(填“<
”、“=”或“>
”)。
(5)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MO、CO2、M六种晶体的组成微粒分别是________________________________________________________________________,
熔化时克服的微粒间的作用力是________________________________________________________________________。
17.(9分)(2011·
安徽高考)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如下图所示。
已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;
X和Ne原子的核外电子数相差1;
Y的单质是一种常见的半导体材料;
Z的电负性在同周期主
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- 高考 化学 专题 复习 化学键 晶体结构