物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教案

1、專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)第一單元 金屬鍵 金屬晶體一、金屬鍵1、 金屬晶體定義：由金屬陽(yáng)離子和自由電子通過(guò)金屬鍵形成的具有一定幾何外形的晶體。晶體類型金屬晶體離子晶體原子晶體分子晶體構(gòu)成粒子金屬陽(yáng)離子自由電子陰陽(yáng)離子原子分子粒子間作用力金屬鍵離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力2、金屬的物理性質(zhì) 導(dǎo)電性：自由電子 導(dǎo)熱性：自由電子 延展性：金屬原子的相對(duì)滑動(dòng) 硬度和熔沸點(diǎn)：與金屬鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。（由庫(kù)侖定律推導(dǎo)）一般規(guī)律：原子半徑越小、價(jià)電子數(shù)越多（即陽(yáng)離子的的電荷越多），金屬鍵就越強(qiáng)，硬度就越大，熔沸點(diǎn)就越高。二、合金的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、合金的定義兩種和兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特

2、性的物質(zhì)，叫做合金，合金屬于混合物。2、合金的特點(diǎn)仍保留金屬的化學(xué)性質(zhì)，但物理性質(zhì)改變很大；熔點(diǎn)比各成份金屬的都低；強(qiáng)度、硬度比成分金屬大；有的抗腐蝕能力強(qiáng)；導(dǎo)電性比成分金屬差。 3、合金的種類：防腐性優(yōu)異的不銹鋼、 儲(chǔ)氫材料LaNi5合金、形狀記憶合金、高強(qiáng)度的錳鋼、高磁性的硅鋼、航空材料鈦合金。1 / 8三、金屬晶體原子堆積模型類型簡(jiǎn)單立方 體心立方 鉀型面心立方 銅型六方堆積鎂型代表物Po(釙)鉀、鈉等堿金屬及鐵、鋇金、銀、銅、鋁、鈣、鍶鈹、鎂、鋅、鈦配位數(shù)(晶體結(jié)構(gòu)中，與任何一個(gè)原子最近的原子數(shù)目)681212晶胞中的原子數(shù) 125-原子半徑設(shè)立方體邊長(zhǎng)為a注：相鄰的球彼此接觸r(原子

3、)= 注：體心對(duì)角線上的球彼此接觸注：立方體面上對(duì)角線上的球彼此接觸注：六邊形上的球彼此接觸空間利用率（晶胞中原子的體積占晶胞空間的百分率）52%68%74%74%第二單元 離子鍵 離子晶體一、離子鍵 1、離子鍵的定義：使陰、陽(yáng)離子結(jié)合成離子化合物的靜電作用 【小結(jié)】：常見(jiàn)的離子化合物 活潑的金屬元素（IA、IIA）和活潑的非金屬元素（VIA、VIIA）形成的化合物。 活潑的金屬元素和酸根離子（或氫氧根離子）形成的化合物 銨根和酸根離子（或活潑非金屬元素離子）形成的鹽。 【小結(jié)】：離子化合物電子式的書(shū)寫(xiě) 簡(jiǎn)單陰離子的電子式不但要表達(dá)出最外層所有電子數(shù)（包括得到的電子），而且用方括號(hào)“ ”括起來(lái)

4、，并在右上角注明負(fù)電荷數(shù) 簡(jiǎn)單陽(yáng)離子的電子式就是離子符號(hào) 離子化合物的電子式由陰離子和陽(yáng)離子電子式組成，相同的離子不能合并二、離子鍵的特征 通常情況下，陰、陽(yáng)離子可以看成是球形對(duì)稱的，其電荷分布也是球形對(duì)稱的，只要空間條件允許，一個(gè)離子可以同時(shí)吸引多個(gè)帶相反電荷的離子。因此離子鍵沒(méi)有方向性和飽和性。離子晶體中離子配位數(shù)的多少主要取決于陰陽(yáng)離子的相對(duì)大小。三、離子鍵的強(qiáng)度晶格能在離子晶體中，陰、陽(yáng)離子間靜電作用的大小用晶格能來(lái)衡量。晶格能（符號(hào)為U）是指拆開(kāi)1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽(yáng)離子所吸收的能量。 離子電荷數(shù)的影響：電荷高，晶格能大，離子晶體的熔沸點(diǎn)高、硬度大。 離子半徑的影響：

5、半徑大, 導(dǎo)致離子間距大, 晶格能小，離子晶體的熔沸點(diǎn)低、硬度小。4、 離子晶體的空間結(jié)構(gòu)離子晶體有多種晶體結(jié)構(gòu)類型，其中氯化鈉型和氯化銫型是兩種最常見(jiàn)的離子晶體結(jié)構(gòu)類型。首先看NaCl的晶胞:（KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS）屬于氯化銫型晶胞的有：（CsBr、CsI、NH4Cl）第二單元 共價(jià)鍵 原子晶體一、共價(jià)鍵1共價(jià)鍵的形成：共價(jià)鍵是原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的的化學(xué)鍵。2共價(jià)鍵的特點(diǎn)具有飽和性：形成的共價(jià)鍵數(shù) = 未成對(duì)電子數(shù)具有方向性3 用電子式表示共價(jià)鍵的形成4共價(jià)鍵的分類 鍵：頭碰頭重疊 鍵：肩并肩重疊 按成鍵方式分 極性分子 非極性分子 按鍵的極性分

6、單鍵 雙鍵 三鍵 按兩原子間的共用電子對(duì)的數(shù)目分4一種特殊的共價(jià)鍵 -配位鍵定義：由一個(gè)原子單方面提供一對(duì)電子與另一個(gè)接受電子的原子共用而形成共價(jià)鍵。配位鍵的成鍵要求一個(gè)原子提供孤對(duì)電子，另一個(gè)原子有空軌道，兩者形成配位鍵配位鍵的存在2、 共價(jià)鍵的鍵能1鍵能的定義：在101KPa、298K條件下。1mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過(guò)程所吸收的能量，稱為AB鍵共價(jià)鍵得鍵能2鍵長(zhǎng)：兩原子核間的平均間距3鍵能大小與鍵長(zhǎng)長(zhǎng)短的關(guān)系：鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短4鍵能大小與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：鍵能越大，分子越穩(wěn)定5鍵角：鍵角反映了分子的空間結(jié)構(gòu)，可幫助我們認(rèn)識(shí)分子的形狀和判斷分子的極性6利用鍵能計(jì)算化學(xué)反

7、應(yīng)中的H反應(yīng)熱應(yīng)該為斷開(kāi)舊化學(xué)鍵（拆開(kāi)反應(yīng)物原子）所需要吸收的能量與形成新化學(xué)鍵（原子重新組合成反應(yīng)生成物）所放出能量的差值。舊鍵斷裂所吸收的總能量大于新鍵形成所放出的總能量，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之為放熱反應(yīng)。由于反應(yīng)后放出的熱量使反應(yīng)本身的能量降低，故規(guī)定H為“”，則由鍵能求反應(yīng)熱的公式為H =反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和。提醒：反應(yīng)熱H =生成物的總能量反應(yīng)物的總能量。（正好與上面相反）放熱反應(yīng)的H為“”，H0；吸熱反應(yīng)的H為“+”， H0。反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定著化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化。三、原子晶體1原子晶體的定義相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2常見(jiàn)

8、的原子晶體 金剛石（C） 石英（SiO2）3原子晶體的主要性質(zhì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高 硬度大 一般不導(dǎo)電 且難溶于一些常見(jiàn)的溶劑4影響原子晶體熔沸點(diǎn)、硬度的主要因素結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大5過(guò)度型晶體-石墨簡(jiǎn)介石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵（大鍵），故熔沸點(diǎn)很高。石墨為混合鍵型晶體第四單元 分子間作用力 分子晶體1、 分子間作用力1提出分子間存在作用力的依據(jù)氣體分子能夠凝聚成相應(yīng)的固體或液體2分子間作用力的本質(zhì)存在于分子間的一種較弱的相互作用力。3分子間作用力的類

9、型（1）取向力極性分子之間靠永久偶極與永久偶極作用稱為取向力。僅存在于極性分子之間（2）誘導(dǎo)力誘導(dǎo)偶極與永久偶極作用稱為誘導(dǎo)力。極性分子作用為電場(chǎng)，使非極性分子產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極或使極性分子的偶極增大(也產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極)，這時(shí)誘導(dǎo)偶極與永久偶極之間形成誘導(dǎo)力，因此誘導(dǎo)力存在于極性分子與非極性分子之間，也存在于極性分子與極性分子之間。（3）色散力瞬間偶極與瞬間偶極之間有色散力。由于各種分子均有瞬間偶極，故色散力存在于極性分子與極性分子、極性分子與非極性分子及非極性分子與非極性分子之間。色散力不僅存在廣泛，而且在分子間力中，色散力經(jīng)常是重要的。4影響范德華力的因素1）組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大

10、，范德華力越大。（2）分子的極性越大，范德華力越大，一般來(lái)說(shuō)極性分子間的作用力大于非極性分子間的作用力。5范德華力對(duì)物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響（1）結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點(diǎn)越高（2）相對(duì)分子質(zhì)量相同或相近時(shí)，分子的極性越大，范德華力越大, ，其熔沸點(diǎn)越高二、 氫鍵1.氫鍵的成因：當(dāng)氫原子與電負(fù)性大的原子X(jué)以共價(jià)鍵相結(jié)合時(shí)，由于HX鍵具有強(qiáng)極性，這時(shí)H相對(duì)帶上較強(qiáng)的正電荷，而X相對(duì)帶上較強(qiáng)的負(fù)電荷。當(dāng)氫原子以其唯一的一個(gè)電子與X成鍵后，就變成無(wú)內(nèi)層電子、半徑極小的核，其正電場(chǎng)強(qiáng)度很大，以至當(dāng)另一HX分子的X原子以其孤對(duì)電子向H靠近時(shí)，非但很少受到電子之間的排斥，反而互相吸引，抵達(dá)一

11、定平衡距離即形成氫鍵。2氫健的形成條件：半徑小、吸引電子能力強(qiáng)的原子（ N 、 O 、 F ）與H核。3氫鍵對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)的影響：可以使物質(zhì)的熔沸點(diǎn) 升高 ，還對(duì)物質(zhì)的 溶解度 等也有影響。4. 說(shuō)明：氫鍵與范德華力之間的區(qū)別氫鍵與范德華力同屬于分子間作用力；但兩者的不同之處在于氫鍵具有飽和性與方向性。所謂飽和性是指H原子形成一個(gè)共價(jià)健后，通常只能再形成一個(gè)氫鍵。這是因?yàn)镠原子比X、Y原子小得多，當(dāng)形成XH···Y后，第二個(gè)Y原子再靠近H原子時(shí)，將會(huì)受到已形成氫鍵的Y原子的電子云的強(qiáng)烈排斥。而氫鍵的方向性是指以H原子為中心的3個(gè)原子X(jué)H··

12、83;Y盡可能在一條直線上，這樣X(jué)原子與Y原子間的距離較遠(yuǎn)，斥力較小，形成的氫鍵穩(wěn)定。綜上所述可將氫鍵看做是較強(qiáng)的、有方向性和飽和性的分子間作用力。三、晶體類型及性質(zhì)比較晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體組成晶體的粒子陽(yáng)離子和陰離子原子分子組成晶體粒子間的相互作用離子鍵共價(jià)鍵范德華力（有的還有氫鍵）典型實(shí)例NaCl金剛石、晶體硅、SiO2、SiC、氮化硼冰（H2O）、干冰（CO2）晶體的物理特熔點(diǎn)、沸點(diǎn)熔點(diǎn)較高、沸點(diǎn)高熔、沸點(diǎn)高熔、沸點(diǎn)低性導(dǎo)熱性不良不良不良導(dǎo)電性固態(tài)不導(dǎo)電，熔化或溶于水能導(dǎo)電差差機(jī)械加工性能不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度較小4、 化學(xué)鍵與分子間作用力的比較化學(xué)鍵分子間力概念相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子間強(qiáng)烈的相互作用物質(zhì)的分子間存在的微弱的相互作用范圍分子內(nèi)或某些晶體內(nèi)分子間能量鍵能一般為：120800 kJ·mol1約幾個(gè)至數(shù)十個(gè)kJ·mol1性質(zhì)影響主要影響分子的化學(xué)性質(zhì)主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)5、 物質(zhì)熔沸點(diǎn)高低比較基本原理：晶體內(nèi)微粒間