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1、第14讲 化学键与物质的性质【知能整合】一、共价键1共价键的本质：共价键是原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用，故共价键的本质是原子间形成共用电子对，即电子云的重叠，使得电子出现在核间的概率增大。共价键具有饱和性和方向性。2共价键的分类(1)按键的极性分：若成键原子属于同种元素，则共用电子对不发生偏移，成键原子双方不显电性，这样的共价键叫非极性共价键(非极性键)。若成键原子不同，则共用电子对偏向吸引电子能力强的一方，该元素显示负化合价，偏离吸引电子能力弱的一方，该元素显正化合价，这样的共价键叫极性共价键(极性键)。(2)按电子云的重叠方式分：键：成键原子的电子云以“头碰头”方式重叠形成的共
2、价键，其特征是轴对称，即： 以形成化学键的两原子的连线为轴作旋转操作，共价键电子云图形不变。键：成键原子的电子云以“肩并肩”方式形成的共价键，其特征是镜像对称，即：电子云由两块组成，若以包含原子核的平面为镜面，两块电子云互为镜像。3共价键的键参数(1)键能：原子失去电子要吸收能量，吸引电子要放出能量；断裂化学键要消耗能量，形成化学键要放出能量。键能是指：气态、基态原子形成1mol共价键释放的最低能量。键能越大，说明破坏(或形成)化学键时吸收(或放出)的能量越多，化学键越牢固。(2)键长：指成键原子的核间距离，它与共价键稳定性的关系是键长越小，共价键越稳定，我们通常通过比较两原子的共价半径来比较
3、共价单键键长大小，但共价键的键长并不等于两原子的共价半径之和。(3)键角：键角是分子内两键间的夹角，它是描述分子立体结构的重要参数，多原子分子内的键角是一定的，这表明共价键具有方向性。二、离子键1离子键的本质：阴、阳离子间的静电作用，离子键无方向性和饱和性。2晶格能：气态离子形成1mol离子晶体时放出的能量叫晶格能，阴阳离子的半径越小、电荷数越高，离子键越强，晶格能越大，晶体越容易形成，且晶体越稳定，硬度越大，熔点越高。三、金属键1金属键的本质：金属阳离子和自由电子之间强烈的相互作用。2金属晶体的性质(1)电子能在电场中作定向移动，故金属都具有导电性，温度升高，导电性减弱。(2)金属键没有方向
4、性，当金属受到外力作用时，各层间发生相对滑动，但金属键仍然存在，原子不改变原有的排列方式，故金属具有延展性。(3)金属局部受热时，电子运动加快，与金属原子频繁碰撞并发生能量交换，使距受热部位较远的部分温度升高，故金属具有导热性。(4)不同金属晶体中金属键强度相差很大，金属的熔点、硬度相差也很大。一般情况下，金属原子的价电子数越多，原子或离子半径越小，金属键越强，熔沸点越高。(5)在金属中掺入其他金属或非金属形成合金，能改变金属的熔点、延展性、硬度等性质，使金属具有更为广泛的用途。一般合金的熔点比成分金属的熔点低，硬度比成分金属大。三、晶体中的几个不一定：1由非金属元素构成的晶体不一定为分子晶体
5、。如NH4Cl。2具有导电性的晶体不一定是离子晶体。如Si、石墨。3离子晶体不一定只含离子键。如NaOH、FeS2。4由氢化物构成的晶体不一定是分子晶体。如NaH。5金属与非金属元素构成的晶体不一定是离子晶体。如AlCl3为分子晶体。6原子晶体不一定为绝缘体：如Si。7溶于水能导电的晶体不一定是离子晶体：如HCl。8离子晶体的熔点不一定低于原子晶体。如MgO的熔点为3073，而SiO2只有1723。9金属晶体的熔点不一定低于原子晶体，如W的熔点达3410。10金属晶体的熔点不一定高于分子晶体，如Hg常温下呈液态，而硫、白磷常温下呈固态。11金属晶体的硬度不一定小于原子晶体，如Cr的硬度为9，仅
6、次于金刚石。12金属晶体的硬度不一定大于分子晶体，如Na的硬度只有0.4，可用小刀切割。13晶体中有阳离子不一定有阴离子，如构成金属晶体的微粒是由阳离子和自由电子构成。【典型例析】例1：(1)某研究性学习小组为了探究SbCl3、SbCl5、SnCl4三种化合物的成键特点，做了如下实验，其中正确的是_。A观察常温下的状态。SbCl5是苍黄色液体，SnCl4为无色液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物B测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5、2.8 、33。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物C将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入H
7、NO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物D测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物(2)针对上述正确的实验结论，可判断SbCl3和SnCl4中Sb和Sn的杂化类型分别是_、_。(3)实验测得在极性溶剂中SbCl5的溶解度比SbCl3小很多，其主要原因是_。(4)实验测得同周期的Sb原子比Sn原子的第一电离能大很多，其主要原因_。变式训练：随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气(主要成分CH4)为原料经合成气(主要成分CO、H
8、2)制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁Fe(CO)5等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。请问答下列问题：(1)Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式(2)原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为和(填化学式)，CO分子的结构式可表示成。(3)Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为20.5，沸点为103，易溶于非极性溶剂。据此可判断Fe(CO)5晶体为。(4)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3
9、杂化的分子有，CH3OH的熔、沸点比CH4的熔、沸点比高，其主要原因是。例2：有A、B、C、D、E、F、G七种元素，除E为第四周期元素外其余均为短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s区，其余元素位于p区，A、E的原子外围电子层排布相同，A的原子中没有成对电子；B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同；C元素原子的外围电子层排布式为nsnnpn+1；D元素的第一电离能列同周期主族元素第三高；F的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍；G的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同。回答下列问题：(1)写出下列元素的符号：D ，G ；(2)
10、D的前一元素第一电离能高于D的原因： _ ；(3)由A、B、C形成的ABC分子中，含有 个键，_ 个键；(4)由D、E、F、G形成的盐E2DF4、GDF4的共熔体在冷却时首先析出的物质是 (写化学式)，原因是 _ ；变式训练：C、Si、Ge、Sn是同族元素，该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题：(1)Ge的原子核外电子排布式为_。(2)C、Si、Sn三种元素的单质中，能够形成金属晶体的是_。(3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式_；SiO2晶体的空间构型及硅氧之间的成键方式_；已知SnO2是离子晶体，写出其主要
11、物理性质_(写出2条即可)。(4)CO可以和很多金属形成配合物，如Ni(CO)4，Ni与CO之间的键型为_。(5)碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比，已知Ni(CO)4中碳氧键的伸缩振动频率为2060 cm1，CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2143 cm1，则Ni(CO)4中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度_(填字母)A强 B弱 C相等 D无法判断【当堂反馈】1如果两个电子自旋方向相反的氢原子互相靠近时，两个原子轨道则发生重叠，当核间距为74pm时，两个原子轨道发生最大程度的重叠，此时体系的能量最低。右图表示两个气态基态氢原子相互接近形成氢气分子时，体系能量随两个原子的核间距离变化
12、的曲线图，下列关于氢原子形成氢分子说法不正确的有 A氢分子比氢原子稳定B氢原子的半径约为37pmC形成一个HH键吸收436kJ能量D当核间距接近74pm时，形成了氢分子中ss 键2下列能够用“键能”解释的有：AN2参加反应时，多数需要“高温、高压、催化剂”等苛刻的条件B稀有气体一般与其它物质很难发生化学反应C常温常压下，氯气呈气态，溴呈液态D硝酸见光容易分解，必须保存在棕色细口玻璃瓶中3判断下列有关化学基本概念的依据正确的是A氧化还原反应：元素化合价是否变化 B共价化合物：是否含有共价键C强弱电解质：溶液的导电能力大小 D金属晶体：晶体是否能够导电【课后巩固】1下列各组物质气化或熔化时，所克服
13、的微粒间的作用(力)，属同种类型的是 A碘的升华和NH4Cl的“升华” B二氧化硅和生石灰的熔化C氯化钠和铁的熔化 D苯和己烷的蒸发 2下列物质的分子中，既有“s-p 键”又有“p-p 键”的是AH2O2 BBr2 CHClO DPCl33下列化合物分子中不含键的是A乙醇 B二氧化碳 C甲酸 D葡萄糖4下面的排序不正确的是A晶体熔点由低到高：CF4CCl4CBr4碳化硅晶体硅C熔点由高到低：NaMgAl D晶格能由大到小：NaF NaCl NaBrNaI5X、Y都是IIA(Be除外)的元素，已知它们的碳酸盐的热分解温度：T(XCO3)T(YCO3)，则下列判断不正确的是A晶格能：XCO3YCO
14、3 B阳离子半径：X2+Y2+C金属性： XY D氧化物的熔点： XOYO6同一物质在不同温度压强下，会呈现不同的状态。碘的三种状态与温度、压强的关系如右图所示。根据图中信息得出的结论不正确的是A对碘固体加热，碘将从固态直接变成气态B在P0 kPa、T0 K时，碘的三种状态可以同时存在C在P1 kPa、T1 K时，碘以气态形式存在D在P1 kPa时，将碘蒸气降温，可以看到碘蒸气变成液态7下列说法正确的是（ ）A第二周期元素的第一电离能随原子序数递增依次增大B卤族元素中氟的电负性最大CCO2、SO2都是直线型的非极性分子DCH2=CH2分子中共有四个键和一个键8下列叙述正确的是（ ）A原子晶体中可能存在极性共价键B干冰升华时分子内共价键发生断裂C原子晶体的熔点比分子晶体的熔点高D离
