2015原子结构化学键分析.pdf

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1、 7 物质结构 化学键（原创）一、备考目标：1.理解离子键、共价键的涵义；了解化学键的概念；2.理解键的极性和分子的极性及判断,记好范德华力的意思,了解氢键。3.几种晶体（离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体）的结构及其性质。二、要点精讲 1.原子组成和结构 原子核：质子（Z）、中子（AZ）原子AZX 核外电子（Z）原子：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数 质量数（A）=质子数（Z）中子数（N）离子：阴离子 质子数核外电子数 阳离子 质子数核包外电子数 2、同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。同一元素的同位素：化学性质基本相同；各自所占的原子个数百分比保持一定。

2、核外电子排布 3、核外电子运动特征：电子云 多电子原子里，电子分层排布：K、L、M、N、O、P、Q；电子按能量由低向高依次从内层向外层排布；每个电子层所能容纳的电子不超过 2n2个；最外层电子不能超过 8 个；次外层电子不能超过 18 个；倒数第三层电子不能超过 32 个。4、表示原子结构的方法 原子结构示意图；离子结构示意图；电子式：原子、分子、离子化合物、共价化合物；结构式。化学键 在原子结合成分子时，相邻的两个或多个原子（离子）之间的强烈的相互作用，叫做化学键。化学反应的过程，本质上是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。7 概念 离子键 使阴阳离子结合成化合物的静电作用（平衡、多角）化学键

3、 非极性键 （同种原子形成，共用电子对不偏移）共价键 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 极性键 （不同种原子间形成，电子对发生偏移）比较 键型 成键方式 存在范围 成键粒子 离子键 离子键 离子化合物 阴阳离子 共价键 共价键 离子、共价化合物 原子 联系 离子键是最强的极性键，非极性键是最弱的极性键 化学反应过程键及能量变化 化学反应过程=破坏旧键过程（消耗能量）+形成新键过程（释放能量）6.化学键与物质类别关系规律(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：I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。(2)只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物。如：HCl

4、、NH3、SIO2、CS2等。(3)既有极性键又有非极性键的物质，如：H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。(4)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如：Na2S、CSCl、K2O、NaH 等。(5)既有离子键又有非极性键的物质，如：Na2O2、Na2Sx、CaC2等。(6)由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：NH4Cl 等。(7)由强极性键构成但又不是强电解质的物质：HF。(8)只含有共价键而无范德华力的化合物，如：原子晶体 SIO2、SIC 等。(9)无化学键的物质：稀有气体，如氩等。7.物质熔沸点高低比较规律(1)不同晶体类型的物质的熔沸点高低

5、顺序一般是：原子晶体离子晶体分子晶体。同一晶体类型的物质，则晶体内部结构粒子间的作用越强，熔沸点越高。(2)原子晶体要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成的共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石碳化硅晶体硅 7 (3)离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔沸点就越高，如熔点：MgOMgCl2NaClCsCl。(4)分子晶体：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如：熔沸点：O2N2，HIHBrHCl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔沸点就越高，如熔沸点 CON2。在同

6、分异构体中，一般地说，支链数越多，熔沸点越低，如沸点：正戊烷异戊烷新戊烷；同分异构体的芳香烃及其衍生物，其熔沸点高低顺序是邻间对位化合物。(5)金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔沸点就越高。(6)元素周期表中第A 族卤素的单质(分子晶体)的熔沸点随原子序数递增而升高；第 IA 族碱金属元素的单质(金属晶体)的熔沸点随原子序数的递增而降低。8各类晶体主要特征 在离子晶体、原子晶体和金属晶体中均不存在分子，因此 NaCl、SiO2等均为化学式。只有分子晶体中才存在分子.类型 比较 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体 构成晶体微粒 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子

7、、自由电子 形成晶体作用力 离子键 共价键 范德华力 微粒间的静电作用 物理性质 熔沸点 较高 很高 低 有高、有低 硬度 硬而脆 大 小 有高、有低 导电性 不良（熔融或水溶液中导电）绝缘、半导体 不良 良导体 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 极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂中 一般不溶于溶剂，钠等可与水、醇类、酸类反应 典型实例 NaOH、NaCl 金刚石 P4、干冰、硫 钠、铝、铁 7 三、知识点小结 1.判断化学键的类型；2.用电子式表示化学键形成的过程；3.判断共价键的极性、

8、分子的极性和分子构型；4.根据晶体结构比较晶体的有关性质；5.根据晶体的性质，推断晶体类型；6.分析晶体中的粒子数及空间结构。典题分析 例 1（08 全国卷）下列化合物，按其品体的熔点由高到低排列正确的是（A ）ASiO2 CaCl CBr4 CF2 BSiO2 CsCl CF4 CBr4 CCsCl SiO2 CBr4 CF4 DCF4 CBr4 CsCl SiO2 例 2（08 全国卷）下列叙述中正确的是（B）ANH3、CO、CO2都是极性分子 BCH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 CHF、HCl、HBr、Hl 的稳定性依次增强 DCS2、H2O、C2H2都是直线型分子 例 3（0

9、8 四川卷）下列说法中正确的是(D )A离子晶体中每个离子的周围均吸引着 6 个带相反电荷的离子 B金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 C分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态 D原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合 例 4.下列说法中正确的是（D ）A.氢键是一种强度介于离子键和共价键之间的化学键 B.所有物质中都存在化学键 C.含有极性键的分子一定是极性分子 D.含有离子键的化合物一定是离子化合物 例 4.氯化铯晶体的晶胞结构示意图（晶胞是指晶体中最小的重复单元），其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，氯化铯的

10、摩尔质量为 M g/mol，则氯化铯晶体的密度为（C ）A.233MN agcmA/B.MN ag cmA233/C.MN ag cmA33/D.MaNg cmA33/例 5.下列微粒半径的大小关系，不正确的是（D ）7 A.NaBeCF B.S2-SOF C.S2-Cl-K+Ca2+D.ClLiNHe 练习 1.(2015 江苏单科,2,2 分)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是(C)A.质子数为 17、中子数为 20 的氯原子Cl B.氯离子(Cl-)的结构示意图:C.氯分子的电子式:D.氯乙烯分子的结构简式:H3CCH2Cl 2.(2014 山东理综,8,5 分)根据原子结构及元素周

11、期律的知识,下列推断正确的是(D)A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱 B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同 C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小 DCl 与Cl 得电子能力相同 3.(2014 江苏单科,2,2 分)下列有关化学用语表示正确的是(B)A.过氧化钠的电子式:Na:Na B.质子数为 35、中子数为 45 的溴原子Br C.硫离子的结构示意图:D.间二甲苯的结构简式:1.(2015 湖北百所)稀土元素又称“二十一世纪黄金”TmTm 和Tm 属于稀土元素,铥(Tm)可用来制造不需要电源的手提式 X 射线机。下列说法不正确的是(D)ATm 和Tm 互为同位素

12、 BTm 和Tm 是不同的核素 CTm 和Tm 的中子数相差 4 DTm 和Tm 的电子数相差 3 2.(2015 河北邯郸一模,6)短周期元素 X、Y、Z 的原子序数依次增大,其原子的最外层电子数之和为 13，X 与 Y、Z 位于相邻周期,Z 原子最外层电子数是 X 原子内层电子数的 3 倍或者是 Y 原子最外层电子数的 3 倍。下列说法正确的是(C)A.X 的氢化物溶于水生成弱酸 B.Z 的氢化物的水溶液在空气中存放不易变质 C.Y 与 X 可生成 Y3X2型化合物 D.Z 的单质在氧气中燃烧可以生成两种酸性氧化物 3.(2015 河南省级示范高中联考)科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO

13、4中检出化学式为N4H4(SO4)2的物质,该物质的晶体中含有 SO42-和 N4H44+两种离子,当 N4H44+遇到碱性溶液时,会生成 N4分子。下列说法正确的是(C)A.14N、N4与N2互为同位素 B.N4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2 N4H44+2 SO42 7 C.N4H4(SO4)2不能与草木灰、K3PO4等化肥混合施用 D.N4H4(SO4)2中只含有共价键,不含离子键 4.(2014 山东泰安一模,2)有关化学用语表达正确的是(C)A.聚丙烯的结构简式:CH3CHCH2 B.Cl-的结构示意图:CPd 和Pd 互为同位素 D.过氧化氢电子式:H+2-H+

14、5.(2014 山东威海一模,7)主族元素 M、R 形成的简单离子 M2-与 R+的核外电子数之和为 20,下列说法正确的是(B)A.M 原子的质子数一定大于 R 原子的质子数 B.M 可能存在 16M、18M 两种核素 C.M2-与 R+的电子层结构不可能相同 D.两种离子结合形成的化合物中可能含有共价键 6.(2014 湖北武汉调研,13)下列有关粒子间的作用力,说法正确的是(A)A.HCl 溶于水时 HCl 键会断裂 B.H2O2分子中只有极性键 C.NH3是以非极性键结合的分子 D.MgCl2中既有离子键,又有共价键 非选择题 1.(2014 河南郑州一中期中,17)X、Y 和 Z 均

15、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 的最高正价与最低负价的代数和为 2，Z 与 X 原子最外层电子数相同。回答下列问题:(1)X、Y 和 Z 的元素符号分别为 、。(2)选用以上元素组成一种离子化合物,该化合物为 。(3)X 和 Y 组成的化合物 Q 中,既含有极性共价键又含有非极性共价键,Q 的分子式是 。Q 在空气中点燃时,迅速而安全地燃烧,其反应产物没有任何污染,燃烧时的化学方程式为 ;Q 还可将酸性工业废水中的 Cr2O72-还原为Cr3+,氧化产物为常见气体,相应的离子方程式为 。(1)H N Na(2)NaH(其他合理答案也可)(3)N2H4 N2H4+

16、O2 N2+2H2O 3N2H4+2 Cr2O72-+16H+4Cr3+14H2O+3N2 2.(2015 重庆理综,8,15 分)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有 NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时,产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。(1)NaN3是气体发生剂，受热分解产生 N2和 NaN2的电子式为 。(2)Fe2O3是主氧化剂，与 Na 反应生成的还原产物为 (已知该反应为置换反应)。(3)KClO4是助氧化剂,反应过程中与 Na 作用生成 KCl 和 Na2O。KClO4含有化学键的类型为 ,K 的原子结构示意图为 。(4)NaH

17、CO3是 冷 却 剂,吸 收 产 气 过 程 中 释 放 的 热 量 而 发 生 分 解,其 化 学 方 程 式 7 为 。(5)100 g 上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到 N2 33.6 L(标准状况)。用碱石灰除去的物质为 ;该产气药剂中 NaN3的质量分数为 。答案(15 分)(1):N:N:(2)Fe (3)离子键和共价键 (4)2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O(5)CO2、H2O 65%考点二 化学键 1.(2015 安徽理综,7,6 分)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂,其结构如图。下列有关该物质的说法正确的是(A)A.分子式为 C3H2O3 B.

18、分子中含 6 个 键 C.分子中只有极性键 D.8.6 g 该物质完全燃烧得到 6.72 L CO2 2.(2015 广东理综,9,4 分)下列叙述和均正确并有因果关系的是(A)选项 叙述 叙述 A 1-己醇的沸点比己烷的沸点高 1-己醇和己烷可通过蒸馏初步分离 B 原电池可将化学能转化为电能 原电池需外接电源才能工作 C 乙二酸可与 KMnO4溶液发生反应 乙二酸具有酸性 D Na 在 Cl2中燃烧的生成物含离子键 NaCl 固体可导电 3.(2014 浙江理综,9,6 分)如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z 为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为 22。下列说法正确的是(D)A

19、.X、Y、Z 三种元素最低价氢化物的沸点依次升高 B.由 X、Y 和氢三种元素形成的化合物中只有共价键 C.物质 WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性 D.T 元素的单质具有半导体的特性,T 与 Z 元素可形成化合物 TZ4 4.(2014 安徽理综,7,6 分)CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用 NH3捕获 CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应:NH3+CO2+H2O 下列有关三聚氰酸的说法正确的是(C)7 A.分子式为 C3H6N3O3 B.分子中既含极性键,又含非极性键 C.属于共价化合物 D.生成该物质的上述反应为中和反应 5.(2014 大纲

20、全国,27,15 分)A、B、D、E、F 为短周期元素,非金属元素 A 最外层电子数与其周期数相同,B 的最外层电子数是其所在周期数的 2 倍。B 在 D 中充分燃烧能生成其最高价化合物 BD2。E+与 D2-具有相同的电子数。A 在 F 中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题:(1)A 在周期表中的位置是 ,写出一种工业制备单质 F 的离子方程式 。(2)B、D、E 组成的一种盐中,E 的质量分数为 43%,其俗名为 ,其水溶液与 F 单质反应的化学方程式为 ;在产物中加入少量 KI,反应后加入 CCl4并振荡,有机层显 色。(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:物质 组

21、成和结构信息 a 含有 A 的二元离子化合物 b 含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为 11 c 化学组成为 BDF2 d 只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体 a 的化学式为 ;b 的化学式为 ;c 的电子式为 ;d 的晶体类型是 。(4)由 A 和 B、D 元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为 。答 案 (1)第 一 周 期 A族 2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2 或2NaCl(熔融)2Na+Cl2(每空 2 分)(2)纯碱(或苏打)(1 分)2Na2CO3+Cl2+H2O NaClO+NaCl+2NaHCO3(2 分)紫(1 分)(3)NaH(1 分)Na2O2和 Na2C2(2 分)(1 分)金属晶体(1 分)(4)氢(1 分)正四面体(1 分)