極性分子與非極性分子

1、極性分子與非極性分子你知道冰為什么在4時(shí)密度最大嗎？這就是本講所學(xué)內(nèi)容分子間作用力和氫鍵的有關(guān)知識(shí)。由于水分子間有氫鍵締合這樣的特殊結(jié)構(gòu)。根據(jù)近代X射線(xiàn)的研究，證明了冰具有四面體的晶體結(jié)構(gòu)。這個(gè)四面體是經(jīng)過(guò)氫鍵形成的，是一個(gè)敞開(kāi)式的松弛結(jié)構(gòu)，因?yàn)?個(gè)水分子不能把全部四面體的體積占完，在冰中氫鍵把這些四面體聯(lián)系起來(lái)，成為一個(gè)整體。這種通過(guò)氫鍵形成的定向有序排列，空間利用率較小，約占34%，因此冰的密度較小。液態(tài)水不像冰那樣完全是有序排列了，而是有一定程度的無(wú)序排列，即水分子間的距離不像冰中那樣固定，H2O分子可以由一個(gè)四面體的微晶進(jìn)入另一微晶中去。這樣，分子間的空隙減少，密度就增大了。溫度升高時(shí)

2、，水分子的四面體集團(tuán)不斷被破壞，分子無(wú)序排列增多，使密度增大。但同時(shí)，水分子的熱運(yùn)動(dòng)也增加了分子間的距離，使密度又減小。這兩個(gè)矛盾的因素在4時(shí)達(dá)到平衡，因此，在4時(shí)水的密度最大。過(guò)了4后，分子的熱運(yùn)動(dòng)使分子間的距離增大的因素，就占優(yōu)勢(shì)了，水的密度又開(kāi)始減小。知識(shí)延伸 一、分子間作用力 分子型物質(zhì)無(wú)論是氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)，都是由許多分子組成的，在分子間存在著一種較弱的作用力叫分子間作用力，也叫做范德華力。它比分子內(nèi)原子間的作用力（化學(xué)鍵）要小。 分子間的作用力是一個(gè)總的提法，按作用力產(chǎn)生的原因和特性可分為三種力： l取向力 當(dāng)兩個(gè)極性分子靠近時(shí)，同極相斥，異極相吸，產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后必然是異極相對(duì)

3、，同極盡量遠(yuǎn)離，這叫做分子的取向。這種由于極性分子取向而產(chǎn)生的力叫取向力。 2誘導(dǎo)力 當(dāng)極性分子接近非極性分子時(shí)，極性分子的偶極電場(chǎng)使非極性分子發(fā)生極化從而產(chǎn)生正、負(fù)電荷重心不相重合，這種由于外來(lái)的影響而產(chǎn)生的偶極叫誘導(dǎo)偶極，誘導(dǎo)偶極與固有偶極產(chǎn)生的力稱(chēng)為誘導(dǎo)力。一般說(shuō)來(lái)，極性分子的極性越大，誘導(dǎo)力越大。分子的變形性越大，誘導(dǎo)力也越大。 3色散力 非極性分子之間也存在著相互吸引力，非極性分子內(nèi)部的原子核和電子都在不斷地運(yùn)動(dòng)，不斷地改變它們相對(duì)的位置。在某一瞬間，分子的正電荷重心和負(fù)電荷重心可能發(fā)生某一瞬時(shí)的不相重合，這就產(chǎn)生了瞬間偶極。如果相鄰分子也產(chǎn)生了相應(yīng)的瞬間偶極，相互取向的瞬間偶極之間

4、就產(chǎn)生了吸引力，這種吸引力叫做色散力。因此可以近似地說(shuō)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，這種力越大，它們的熔沸點(diǎn)就相應(yīng)地增高，但必須指出；色散力不僅存在于非極性分子之間也存在于極性分子之間、極性分子與非極性分子之間。 在考慮分子的極性時(shí)，不僅要考慮鍵的極性，還要考慮分子的形狀，有時(shí)還必須對(duì)順?lè)串悩?gòu)體加以注意。 二、氫鍵 l氫鍵 由于與電負(fù)性極強(qiáng)的元素（如F、O、N等）相結(jié)合的氫原子和其他電負(fù)性極強(qiáng)的原子間所產(chǎn)生的引力而形成的。通常用XHY表示，式中的虛線(xiàn)表示氫鍵。其中X和Y代表F、O、N等電負(fù)性強(qiáng)而原子半徑較小的非金屬原子。 2氫鍵的特點(diǎn) （1）氫鍵基本上還是靜電吸引作用，它的鍵能一般小于41.84kJ/m

5、ol，與分子間作用力的數(shù)量相近。 （2）有飽和性和方向性。 （3）X、Y電負(fù)性越大，半徑越小，所形成的氫鍵越穩(wěn)定。 3氫鍵的類(lèi)型 氫鍵可分為分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵兩種類(lèi)型。如H2O、HF、NH3分子間存在氫鍵，故它們比同主族其他元素的氫化物的沸點(diǎn)要高。如甲酸分子間氫鍵： 又如鄰羥基苯甲酸分子存在分子內(nèi)氫鍵，一般會(huì)使化合物的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)降低，汽化熱、升華熱減小。 三、離子的極化與離子的變形 在離子化合物中，陰、陽(yáng)離子都帶有電荷，它的電荷場(chǎng)會(huì)對(duì)離子產(chǎn)生作用，我們把一個(gè)離子使另一個(gè)離子產(chǎn)生某些結(jié)構(gòu)變化（原子核和電子云發(fā)生相對(duì)位移）的過(guò)程叫做極化。離子被極化的結(jié)果叫做變形。 1影響離子的變形因素 （1）

6、離子的大小是決定離子變形的主要因素，離子半徑越大，核對(duì)最外層電子的吸力越弱，離子越易變形。 （2）在離子大小相近時(shí)，其變形主要由離子外層的電子數(shù)決定，例如一般外層具有918個(gè)電子時(shí)，其變形要比8電子型的離子大得多。 （3）離子的電荷，正離子電荷越多，其變形越??；負(fù)離子的電荷越多，其變形大。 （4）復(fù)雜的陰離子變形性通常不大，而且中心原子氧化數(shù)越高，變形性越小。如常見(jiàn)的一些復(fù)雜離子和簡(jiǎn)單陰離子的變形性對(duì)比如下： 2離子的極化學(xué)說(shuō)及其應(yīng)用 離子是帶電的粒子，它使鄰近離子變形的能力叫該離子的極化力。離子極化力的強(qiáng)弱主要決定于以下三個(gè)因素： 離子的大小：離子越小，極化力越強(qiáng)； 離子的電荷；電荷數(shù)越多，

7、極化力越強(qiáng)； 離子的電子層結(jié)構(gòu)：外層具有18、182個(gè)電子的離子，極化力最強(qiáng)；外展具有917個(gè)電子的離子，極化力次之。外層具有8個(gè)電子（惰性氣體型）構(gòu)型的離子極化力最弱。離子的極化對(duì)無(wú)機(jī)化合物的溶解度、穩(wěn)定性、熔沸點(diǎn)以及顏色等均有一定的影響。 （1）離子極化對(duì)金屬化合物熔點(diǎn)的影響 我們先看下面幾組金屬化合物熔點(diǎn)數(shù)據(jù)：從左邊一組熔點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)看，Hg2+的極化作用和變形性都很大，Be2+的極化作用大于Ca2+，所以HgCl2中的共價(jià)性成分最大，BeCl2中次之，CaCl2中最少，即HgCl2轉(zhuǎn)化為由極性分子組成的分子晶體傾向最大，熔點(diǎn)最低，BeCl2的熔點(diǎn)次之，CaCl2的熔點(diǎn)最高。從右邊一組熔點(diǎn)數(shù)

8、據(jù)來(lái)看，正好說(shuō)明從F到I，隨著原子序數(shù)的增加X(jué)-離子半徑增大，離子的變形性增大，因而鍵的離子性減弱，熔點(diǎn)下降。（2）離子極化對(duì)金屬化合物在水中溶解度的影響離子鍵結(jié)合的無(wú)機(jī)化合物一般可溶于水，溶解度的大小，可用晶格能和水合能的差異來(lái)解釋?zhuān)矁r(jià)型的無(wú)機(jī)物晶體卻難溶于水。例如AgF溶于水(18g/L)，而AgCl、AgBr、AgI都難溶于水，其溶解度依次減小。這是由于離子的極化改變了彼此的電荷分布，導(dǎo)致離子鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡。由于F-變形性小，所以AgF仍屬于離子晶體，隨著ClBrI-的順序，負(fù)離子的變形性依次增加，所以AgX的共價(jià)性也依次增加，它們的溶解度就依次減小了。（3）離子極化對(duì)金屬碳酸鹽熱穩(wěn)

9、定性的影響對(duì)于離子型化合物而言，晶格能是離子晶體穩(wěn)定性的量度，但下表中的數(shù)據(jù)，卻不能用晶格能來(lái)解釋 這些數(shù)據(jù)反映出：（1）堿金屬碳酸鹽的熱分解溫度高于堿土金屬碳酸鹽；（2）堿土金屬碳酸鹽，隨原子序數(shù)的增大，熱分解溫度升高；（3）過(guò)渡金屬碳酸鹽的熱穩(wěn)定性差。我們可以用離子極化學(xué)說(shuō)來(lái)解釋?zhuān)寒?dāng)沒(méi)有外界電場(chǎng)（或正離子）影響時(shí)，CO32-離子中的3個(gè)O2-同樣被中心的CW）所極化，但M2+（或M+）的正電場(chǎng)對(duì)最鄰近的一個(gè)O2-也發(fā)生極化作用，這種極化作用與中心C（IV）對(duì)O2-的極化作用正好相反，叫做反極化作用。由于這種反極化作用的存在，減弱了碳氧間的鍵。當(dāng)反極化作用相當(dāng)強(qiáng)烈時(shí)，可以超過(guò)C（IV）對(duì)O2

10、-的極化作用，導(dǎo)致碳酸根破裂，分解為MO和CO2。顯然，金屬離子的極化作用越強(qiáng)，它對(duì)碳酸根離子的反極化作用也越強(qiáng)，碳酸根離子越不穩(wěn)定。上述碳酸鹽熱分解的一些規(guī)律，正說(shuō)明金屬離極化能力的強(qiáng)弱規(guī)律。（4）離子極化導(dǎo)致化合物顏色的加深離子化合物有無(wú)顏色首先取決于組成離子化合物的離子本身有無(wú)顏色。但有時(shí)無(wú)色的離子也可以形成有色地化合物。如Pb2+、I-和S2-都是無(wú)色的離子，而PbS、PbI2分別是黑色和黃色的，這是由于 Pb2+的極化作用強(qiáng)，而 S2-、I-的變形性大，離子間的極化可以使原來(lái)離子的能級(jí)相互靠近，容易發(fā)生從陰離子到陽(yáng)離子的電荷躍遷，所以 PbS、PbI2可以吸收一部分可見(jiàn)光來(lái)完成這種電

11、荷躍遷，從而顯現(xiàn)其互補(bǔ)色。因此離子的相互極化可以使無(wú)色離子形成有色化合物，而且陰離子的半徑越大，變形性越大，化合物隨顏色就越深。如鹵化物中以碘化物的顏色最深，硫化物的顏色比相應(yīng)的氧化物的顏色深。（5）離子極化可以轉(zhuǎn)變晶型離子極化引起離子鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡，在這種過(guò)渡中，離子間的距離縮短，使得r+/r-的比值減小，往往也減小晶體的配位數(shù)，導(dǎo)致晶型的轉(zhuǎn)變。如 CdS的離子半徑比r+/r- = 97pm/184pm=0.53，應(yīng)屬于 NaCl型晶體，實(shí)際上CdS的晶體屬于ZnS型。在化學(xué)上把組成相同的物質(zhì)，可以取不同晶型的現(xiàn)象，稱(chēng)為同質(zhì)多晶現(xiàn)象。與同質(zhì)多晶現(xiàn)象相反，有一些組成不同，但化學(xué)性質(zhì)類(lèi)似的物質(zhì)，

12、能夠生成外形完全相同的晶體的現(xiàn)象，稱(chēng)為類(lèi)質(zhì)同晶現(xiàn)象。這些物質(zhì)互稱(chēng)為類(lèi)質(zhì)同晶體。如明礬Kal(SO4)2·12H2O和鉻礬KCr(SO4)2·12H2O都形成八面體結(jié)晶，MgSO4·7H2O和NiSO4·7H2O也是類(lèi)質(zhì)同晶體。它們的特征是：存在于同一種溶液的這類(lèi)物質(zhì)能一起結(jié)晶出來(lái)，生成完全均勻的混晶。上述的離子極化學(xué)說(shuō)在無(wú)機(jī)化學(xué)中有多方面的應(yīng)用，可以說(shuō)是對(duì)離子鍵理論的一個(gè)補(bǔ)充，它能夠幫助我們理解和記憶金屬化合物的性質(zhì)的變化規(guī)律。好題妙解例1 下列各對(duì)分子之間，存在的相互作用力分別是：（1）CH3Cl和CH4分子間存在；（2）CH3Cl和CH3Cl分子間存

13、在；（3）CCl4和CH3Cl分子之間存在；（4）CH3OH和C2H5OH分子之間存在。解析： 先根據(jù)分子有無(wú)極性，然后根據(jù)分子間作用力的類(lèi)型來(lái)判斷。（1）CH3Cl和CH4分別屬于極性分子和非極性分子，故它們之間存在誘導(dǎo)力、色散力；同理（2）誘導(dǎo)力、色散力、取向力；（3）色散力、誘導(dǎo)力；（4）取向力、誘導(dǎo)力、色散力、氫鍵。點(diǎn)評(píng)：此題先根據(jù)判斷極性分子和非極性分子的一般經(jīng)驗(yàn)規(guī)律判斷分子的極性，然后根據(jù)分子間作用力的類(lèi)型來(lái)判斷。例2 自然界中往往存在許多有趣也十分有意義的現(xiàn)象，下面列出了若干化合物的結(jié)構(gòu)式、化學(xué)式、相對(duì)分子質(zhì)量和沸點(diǎn)。從它們的沸點(diǎn)可以說(shuō)明什么問(wèn)題？解析： 從分子間作用力及氫鍵加以

14、分析。（2）、（3）、（6）均為醇類(lèi)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高；（4）、（6）、（7）分子相對(duì)質(zhì)量均為60，沸點(diǎn)不同，這是由于（4）、（6）分子間存在氫鍵。因此從表中可以得出如下結(jié)論：（1）組成和結(jié)構(gòu)相似的分子化合物，相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高。（2）分子間存在氫鍵、會(huì)使沸點(diǎn)升高，氫鍵越強(qiáng)、沸點(diǎn)越高。點(diǎn)評(píng)：根據(jù)分子間作用力和氫鍵的影響因素，判斷分子晶體中熔、沸點(diǎn)的大小是常見(jiàn)題型，需熟練掌握。例3（知識(shí)探究學(xué)習(xí)）常壓下，水冷卻至0以下，即可結(jié)晶成六方晶胞的冰。日常生活中見(jiàn)到的冰、霜和雪等都是屬于這種結(jié)構(gòu)，其晶胞如圖 122所示，晶胞參數(shù)為 a=4.52 × 10-1

15、0m，c=3.73×1010m?；卮鹣铝袉?wèn)題（1）晶胞中會(huì)有幾個(gè)水分子？（2）計(jì)算氫鍵OHO的長(zhǎng)度。（3）計(jì)算冰的密度。解析：（1）對(duì)于給定的冰的六方晶胞，含有的水分子數(shù)為：（2）要計(jì)算氫鍵的長(zhǎng)度，就要搞清氫鍵在哪里。圖上只標(biāo)出O原子的位置，因此需要進(jìn)一步認(rèn)識(shí)冰的微觀結(jié)構(gòu)。在冰中，每個(gè)水分子周?chē)鷳?yīng)有4個(gè)水分子，形成四面體結(jié)構(gòu)，四面體中心的水分子中的兩個(gè)氫原子指向四面體的兩個(gè)頂點(diǎn)，兩對(duì)孤對(duì)電子指向四面體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)，圖中原子4比較容易被看出是處于一個(gè)四面體中心的氧原子，所以原子4與原子3之間的距離就是氫鍵的長(zhǎng)度：（3）水的密度計(jì)算比較簡(jiǎn)單，不過(guò)計(jì)算晶胞體積時(shí)應(yīng)注意六方晶胞與立方晶胞的

16、區(qū)別：點(diǎn)評(píng)：解決晶體結(jié)構(gòu)問(wèn)題，必須具備較強(qiáng)的空間想象能力。本題關(guān)鍵是搞清氫鍵的位置在哪里。競(jìng)賽樣題展示例 4（2000年全國(guó)競(jìng)賽初賽試題）已經(jīng)探明，我國(guó)南海跟世界上許多海域一樣，海底有極其豐富的甲烷資源。其總量超過(guò)已知蘊(yùn)藏在我國(guó)陸地下的天然氣總量的一半。據(jù)報(bào)道，這些蘊(yùn)藏在海底的甲烷是高壓下形成的固體，是外觀像冰的甲烷水合物。1試設(shè)想，若把它從海底取出，拿到地面上，它將有什么變化？為什么？它的晶體類(lèi)型是分子晶體、離子晶體還是原子晶體？判斷的根據(jù)是什么？2已知每l m3這種晶體能釋放出 164 m3的甲烷氣體，試估算晶體中水與甲烷的分子比（不足的數(shù)據(jù)由自己假設(shè)，只要假設(shè)得合理均按正確論）。解析：由

17、題意知，這種固體是在高壓條件下形成的甲烷的水合物，故從海底取出后，拿到地面上，甲烷水合物將熔化并放出甲烷氣體。由于甲烷分子與水分子都是由有限數(shù)目的原子以共價(jià)鍵結(jié)合而成的小分子，水分子與甲烷分子之間只可能存在范德華力，而水分子與水分子之間存在范德華力與氫鍵，故該晶體是分子晶體。第2小題具有開(kāi)放性。在實(shí)踐中，不可能告訴你許多已知的東西去解決某個(gè)實(shí)際的問(wèn)題，而必須靠自己去挖掘、去推斷、去假設(shè)，這才是解決問(wèn)題的出路所在。題目中已說(shuō)明，只要假設(shè)合理均按正確論，我們不妨假設(shè)164m3是標(biāo)準(zhǔn)狀況下的數(shù)據(jù)則l m3該晶體含甲烷當(dāng) 。因晶體的主體骨架是冰，就不妨假設(shè)其密度與冰相同（冰的密度為 900 kgm）。

18、說(shuō)明：甲烷水合物的組成可能是6CH4·46H2O，其實(shí)，CH4·nH2O中n的值，根據(jù)假設(shè)條件不同，應(yīng)有一個(gè)較寬的范圍。點(diǎn)評(píng)：信息給予題是以原有知識(shí)為基礎(chǔ)的，不可能空穴來(lái)風(fēng)。故在解答時(shí)，必須充分利用所給信息，加工整理，形成思路。我們未來(lái)的生活和能源可能與可燃冰有關(guān)，這是常賽題。例5（1997年全國(guó)競(jìng)賽試題）PCl5是一種白色固體，加熱到160不經(jīng)過(guò)液態(tài)階段就變成蒸氣，測(cè)得180下的蒸氣密度（折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況）為9.3 g/L，極性為零，PCl鍵長(zhǎng)為204 pm和211 pm兩種。繼續(xù)加熱到250時(shí)測(cè)得壓力為計(jì)算值的兩倍。PCl5在加壓下于148液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，測(cè)得

19、PCl的鍵長(zhǎng)為198pm和206 pm兩種。（P、Cl相對(duì)原子質(zhì)量為31.0、35.5）回答如下問(wèn)題：1180下PCl5蒸氣中存在什么分子？為什么？寫(xiě)出分子式，畫(huà)出立體結(jié)構(gòu)。2在 250下 PCl5蒸氣中存在什么分子？為什么？寫(xiě)出分子式，畫(huà)出立體結(jié)構(gòu)。3PCl5熔體為什么能導(dǎo)電？用最簡(jiǎn)潔的方式作出解釋。4PBr5氣態(tài)分子結(jié)構(gòu)與PCl5相似，它的熔體也能導(dǎo)電，但經(jīng)測(cè)定其中只存在一種PBr鍵長(zhǎng)。PBr5熔體為什么導(dǎo)電？用最簡(jiǎn)潔的形式作出解釋。解析：本題是四個(gè)雖相關(guān)卻又相互獨(dú)立的問(wèn)題。問(wèn)題1只涉及第一句話(huà)給出的信息。由折合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的蒸氣密度和五氯化磷的化學(xué)式量，經(jīng)過(guò)屬于中學(xué)教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單的計(jì)算，就

20、可以得出：180下的PCl5是單體，即PCl5就是它的分子式。PCl5分子有5個(gè)Cl原子圍繞著P原子排列，信息表明其中有兩種不同鍵長(zhǎng)的PCl鍵，可見(jiàn)不可能是平面的五角形的分子（它的磷氯鍵是一種），一定具有三維立體結(jié)構(gòu)；三維立體結(jié)構(gòu)還可能有兩種：三角雙錐或者四角錐體，后者的極性不等于零，所以PCl5分子是三角雙錐型分子。問(wèn)題2的相關(guān)信息是第二句話(huà)給出的。該信息無(wú)疑表明，PCl5分子在加熱到250時(shí)分解了，生成等物質(zhì)的量（摩爾）的兩種氣態(tài)分子。這種分解反應(yīng)從類(lèi)型上說(shuō)，有的學(xué)生可能是熟悉的，例如氧化銅分解生成氧化亞銅和氧氣，二氧化錳分解生成四氧化三錳和氧氣，三氧化硫分解生成二氧化硫和氧氣等等。本題是

21、將這種知識(shí)遷移到氯化物上來(lái)。所以，可以想到，五氯化磷的分解產(chǎn)物是三氯化磷和氯氣。問(wèn)題3涉及的是電解質(zhì)的基本概念：電解質(zhì)的定義之一是它的熔體能夠?qū)щ姟５侵袑W(xué)課本里對(duì)熔體的導(dǎo)電粒子的討論很少。本問(wèn)題首先給出PCl5熔體能導(dǎo)電的信息，由這個(gè)信息應(yīng)當(dāng)想象其中有正、負(fù)兩種離子存在。那么，是哪兩種離子呢？本題的信息是該熔體中有兩種不同的PCl鍵長(zhǎng)，這就排除了一種是Cl-，另一種是PCl4+的可能，因?yàn)樗呐湮坏腜Cl4+無(wú)論如何不會(huì)有兩種不同的鍵長(zhǎng)（不管它是正四面體型還是平面四邊形），所以?xún)煞N離子可能是PCl4+和PCl6-。這個(gè)小題在表述中避免了畫(huà)出結(jié)構(gòu)式之類(lèi)的用語(yǔ)，是為減少暗示。問(wèn)題4是對(duì)問(wèn)題3的一個(gè)

22、反饋性的暗示。意思無(wú)非是說(shuō)，若將氯改換成溴，與PCl6_相似的PBr6-是不能形成的，因而其中的陰離子只是氯離子。如果學(xué)生腦中浮現(xiàn)溴離子比氯離子大得多的圖像，就會(huì)想像，6個(gè)溴離子包在半徑很小的p5+外面可能實(shí)在太擠了，擠不下了，而較小的氯離子則是有可能的。19.5×22.4208.3 g/mol PCl5相對(duì)分子質(zhì)量 31.035.5×5208.5蒸氣組成為PCl5 (結(jié)構(gòu)式如圖123所示）呈三角雙錐體。三角雙錐分子無(wú)極性，有兩種鍵長(zhǎng)。（注：若答成四方錐體不給分，因它有極性，與題面給的信息不符）2PCl5 = PCl3 + Cl2 氯分子ClCl 三氯化磷分子（結(jié)構(gòu)式如圖1

23、24所示）（壓力為計(jì)算值的兩倍表明l mol PCl5完全分解成l mol PCl3和l mol Cl2，共2 mol。氣體由等摩PCl3和Cl2組成。）3 （注：含PCl4+和PCl6_兩種離子，前者為正四面體，后者為正八面體，因此前者只有一種鍵長(zhǎng)，后者也只有一種鍵長(zhǎng)，加起來(lái)有兩種鍵長(zhǎng)。）4PBr5PB4+Br- PBr4+結(jié)構(gòu)同PCl4+例6（1999年全國(guó)競(jìng)賽試題）A和B兩種物質(zhì)互相溶解的關(guān)系如圖12-6所示，橫坐標(biāo)表示體系的總組成，縱坐標(biāo)為溫度，由下至上，溫度逐漸升高。T1時(shí)a是B在A中的飽和溶液的組成，b是A在B中的飽和溶液的組成（T2時(shí)相應(yīng)為 C、d）。T3為臨界溫度，此時(shí)A和B完

24、全互溶。圖中曲線(xiàn)內(nèi)為兩相，曲線(xiàn)外為一相（不飽和液）。某些物質(zhì)如 H2O和(C2H5)3N，C3H5(OH)3和間CH3C6NH2有低的臨界溫度（見(jiàn)示意圖 126）。請(qǐng)根據(jù)上述事實(shí)，回答下列問(wèn)題：1解釋圖 126中 T3存在的原因。2說(shuō)明圖127所示的兩對(duì)物質(zhì)存在低的臨界溫度的原因。3描述圖127所示的兩對(duì)物質(zhì)的互溶過(guò)程。解析： 此題的信息是圖形，可稱(chēng)為圖形題?？疾閰①愓邔?duì)用圖傳遞的信息理解加工的能力。參賽者首先應(yīng)抓住試題的主題兩種溶劑的互溶性；然后要浮現(xiàn)中學(xué)化學(xué)中關(guān)于溶解性的一般性問(wèn)題為什么有的溶劑能夠互溶，有的卻不能？其次要回憶中學(xué)化學(xué)中有關(guān)溫度對(duì)溶解度影響的一般原理。若顛倒了思考的順序，思

25、路就會(huì)亂。中學(xué)化學(xué)有“相似相溶”的說(shuō)法，即分子間作用力的性質(zhì)相近大小也相近的溶劑會(huì)相互溶解。性質(zhì)相近和大小相近也有個(gè)順序。性質(zhì)相近才能再考慮大小是否相近。性質(zhì)不相近就不必再考慮大小是否相近。圖126和127給出了溶解性與溫度關(guān)系相反的信息，應(yīng)歸咎于兩者分子間力性質(zhì)不同。題面給出圖12一7容劑的實(shí)例，倒過(guò)來(lái)告訴我們圖126的溶劑不具有這種性質(zhì)，即表明圖126是通例，圖127是特例，因此參賽者需首先分析圖127特例具有什么特殊的分子間作用力，于是就找到了解題的關(guān)鍵氫鍵。具體答案為：1物質(zhì)的溶解度通常隨著溫度的升高而增大，所以在一定的溫度下A和B兩種物質(zhì)能達(dá)到完全互溶。2某些物質(zhì)如H2O和(C2H5

26、)3N，C3H5(OH)3和間CH3C6H4NH2存在低的臨界溫度的原因是它們?cè)谳^低溫度能形成分子間氫鍵，然而，隨著溫度的升高，分子間氫鍵破裂，所以溶解度反而減小。（氫鍵位置不同、生成1、2、3個(gè)氫鍵或其他合理答案也可）點(diǎn)評(píng)：此題是用結(jié)構(gòu)原理來(lái)解釋物理性質(zhì)的信息題，著重考查學(xué)生用分子間作用力的氫鍵分析和解決問(wèn)題。這類(lèi)競(jìng)賽試題還考查學(xué)生的表述能力。本題知識(shí)點(diǎn)是中學(xué)化學(xué)知識(shí)的自然增長(zhǎng)點(diǎn)，是切合學(xué)生實(shí)際水平的。全能訓(xùn)練 A級(jí)一、選擇題1以碳原子為中心與兩個(gè)氯原子及兩個(gè)碘原子相結(jié)合，形成CCl2I2分子，以下推理中正確的是（） A如果CCl2I2分子呈正方形結(jié)構(gòu)，則沒(méi)有同分異構(gòu)體 B如果CCl2I2分

27、子呈正方形結(jié)構(gòu)，則有兩個(gè)同分異構(gòu)體 C如果CCl2I2分子是四面體結(jié)構(gòu)，則沒(méi)有同分異構(gòu)體 D如果CCl2I2分子是四面體結(jié)構(gòu)，則有兩個(gè)同分異構(gòu)體2下列物質(zhì)中，既有極性鍵，又有非極性鍵的非極性分子是（） A二硫化碳B四氯化碳 C二氯甲烷D、乙炔二、非選擇題3碘在幾種液體中的顏色如下：在水中呈黃棕色，在酒精中呈棕褐色，在四氯化碳中呈紫色，在苯中呈紫紅色，在乙烯中呈無(wú)色。則碘在二硫化碳、丙酮和裂化汽油中的顏色依次是什么？4中學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)提到：讓蒸餾水通過(guò)酸式滴定管慢慢下流如線(xiàn)狀，把摩擦帶電的玻璃棒靠近水流，發(fā)現(xiàn)水流方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。問(wèn)：如果把盛在玻璃容器中的蒸餾水置于強(qiáng)磁場(chǎng)的兩極之間，蒸餾水的體積是增大、縮小還是保持不變？簡(jiǎn)述其原因。5在極性分子中，正電荷重心同負(fù)電荷重心間的距離稱(chēng)偶極長(zhǎng)，通常用d表示。極性分子的極性強(qiáng)弱同偶極長(zhǎng)和正（或負(fù)）電荷重心的電量（q）有關(guān)，一般用偶極矩（）來(lái)衡量。分子的偶極矩定義為偶極長(zhǎng)和偶極上一端電荷電量的乘積，即=d·q。試回答以下問(wèn)題：（1）HCl、CS2、H2S、SO2 4種分子中0的是；（2）對(duì)硝基氯苯、鄰硝基氯苯、間硝基氯苯，3種分子的偶極矩由大到小的排列順序是：