高三化學(xué)化學(xué)鍵和晶體結(jié)構(gòu)

1、2009屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)教案：化學(xué)鍵 晶體結(jié)構(gòu)一、高考考綱解讀： 1、理解離子鍵、共價(jià)鍵的含義。理解極性鍵和非極性鍵。了解極性分子和非極性分子。了解分子間作用力。初步了解氫鍵。2、了解幾種晶體類型(離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體)及其性質(zhì)。二、復(fù)習(xí)方法物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理論是高考的熱點(diǎn)之一。要求理解高考資源網(wǎng)原子的組成和結(jié)構(gòu)，同位素，化學(xué)鍵，鍵的極性，晶體的類型和性質(zhì)等?？疾橹饕性?電子結(jié)構(gòu)判斷，電子式的書寫，微粒半徑的比較，晶體熔沸點(diǎn)高低判斷，化學(xué)式的推導(dǎo)及有關(guān)晶體模型的計(jì)算等，在體現(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)再現(xiàn)的同時(shí)，側(cè)重觀察、分析、推理能力的考查。近年來，往往從學(xué)科前沿或社會(huì)熱點(diǎn)立意命題，引導(dǎo)學(xué)生

2、關(guān)注科技發(fā)展，關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)。三、重點(diǎn)、難點(diǎn)剖析及典型例析 1.化學(xué)鍵、離子鍵的概念化學(xué)鍵定義晶體或分子內(nèi)直接相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子之間的強(qiáng)烈相互作用，通常叫做化學(xué)鍵。強(qiáng)烈的體現(xiàn)形式使原子間形成一個(gè)整體，彼此不能發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，只能在一定平衡位置 振動(dòng)。破壞這種作用需消耗較大能量。離子鍵定義陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵。本質(zhì)陰陽離子間的靜電作用形成條件和原因穩(wěn)定的陽離子 活潑金屬 MMn+活潑非金屬 Xm- 離子鍵 穩(wěn)定的陰離子形成過程表示方法mM+nX影響強(qiáng)度的因素及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1.離子半徑：離子半徑越小，作用越強(qiáng)。含有該鍵的離子化合物的熔沸點(diǎn)就越高。2.離子電荷：離子電荷

3、越多，作用越強(qiáng)。含有該鍵的離子化合物的熔沸點(diǎn)就越高。2.共價(jià)鍵定義原子間通過共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵,叫共價(jià)鍵形成條件一般是非金屬元素之間形成共價(jià)鍵,成鍵原子具有未成對(duì)電子本質(zhì)成鍵的兩原子核與共用電子對(duì)的靜電作用.表示方法1.電子式:H HH2.結(jié)構(gòu)式 HCl H HNH 形成過程H×+.H分類分類依據(jù)：共用電子對(duì)是否發(fā)生偏移非極性鍵定義：共用電子對(duì)不偏于任何一方特定：存在于同種原子之間 AA單質(zhì)、共價(jià)化合物、離子化合物、離子化合物中都可能含有此鍵。例：Cl2、H2O2、Na2O2極性鍵定義：共用電子對(duì)偏向成鍵原子的一方特點(diǎn)：存在于不同種原子之間 BA共價(jià)化合物、離子化合物中都可能含

4、有此鍵鍵參數(shù)鍵能折開1mol共價(jià)鍵所吸收的能量或形成1mol共價(jià)鍵所放出的能量，這個(gè)鍵能就 叫鍵能。鍵能越大，鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)兩成鍵原子核之間的平均距離叫鍵長(zhǎng)。鍵越短、鍵能較大，鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。鍵角分子中相鄰的鍵和鍵之間的夾高考資源網(wǎng)角叫鍵角。它決定分子的空間構(gòu)型和分子的極性3.極性分子和非極性分子類別結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電荷分布特點(diǎn)分子中的鍵判斷要點(diǎn)實(shí)例非極性分子空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)正負(fù)電荷重心重疊，電子分布均勻非極性鍵極性鍵空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)H2、CO2、BF3、CCl4、C2H2、C2H4極性分子空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱正負(fù)電荷重心不重疊，由于分布不均勻。極性鍵（可能還含有非極性鍵）空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。HCl、

5、H2O、NH3、CH3Cl4.晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)類型離子晶體原子晶體分子晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)成微粒陰離子、陽離子原子分子作用力離子鍵共價(jià)鍵分子間作用力性質(zhì)硬度較大很大很小熔沸點(diǎn)較高很高很低傳導(dǎo)固體不導(dǎo)電，溶化或熔于水后導(dǎo)電一般不導(dǎo)電，有些是半導(dǎo)體。固體不導(dǎo)電，有些溶于水后導(dǎo)電溶解性易溶于極性溶劑難溶相似相溶實(shí)例鹽、強(qiáng)堿等Si、SiO2、SiC干冰、純凈磷酸5.化學(xué)鍵與分子間力的比較概念存在范圍強(qiáng)弱比較性質(zhì)影響化學(xué)鍵相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子間強(qiáng)烈的相互作用分子內(nèi)或晶體內(nèi)鍵能一般120-800KL/mol主要影響分子的化學(xué)性質(zhì)。分子間力物質(zhì)的分子間存在的微弱的相互作用分子間約幾個(gè)或數(shù)十KJ/mol主要影響物質(zhì)的物

6、理性質(zhì)六、如何比較物質(zhì)的熔、沸點(diǎn) 低的決定因素. 一般規(guī)律:原子晶體離子晶體分子晶體 如:SiO2NaClCO2(干冰) 同屬原子晶體，一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，晶體的熔、沸點(diǎn)越高. 如:金剛石金剛砂晶體硅 同類型的離子晶體,離子電荷數(shù)越大,陰、陽離子核間距越小,則離子鍵越牢固,晶體的 熔、沸點(diǎn)一般越高. 如:MgONaCl 分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,一般分子量越大,分子間作用力越強(qiáng),晶體熔、沸點(diǎn)越 高. 如:F2Cl2Br2I2 www .ks5 u.c om 金屬晶體:金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多,原子半徑越小,金屬鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高. 如:NaMgAl 2.根據(jù)物質(zhì)在同條件下

7、的狀態(tài)不同. 一般熔、沸點(diǎn):固液氣. 如果常溫下即為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì),其晶體應(yīng)屬分子晶體(Hg除外).如惰性氣體,雖然構(gòu)成物質(zhì)的微粒為原子,但應(yīng)看作為單原子分子.因?yàn)橄嗷ラg的作用為范德華力,而并非共價(jià)鍵. 典型例析 （2008全國(guó)卷）下列化合物，按其品體的熔點(diǎn)由高到低排列正確的是（ ）ASiO2 CaCl CBr4 CF2 BSiO2 CsCl CF4 CBr4CCsCl SiO2 CBr4 CF4 DCF4 CBr4 CsCl SiO2解析：物質(zhì)的熔點(diǎn)的高低與晶體的類型有關(guān)，一般來說：原子晶體離子晶體分子晶體；即：SiO2CsClCBr4、CF4。當(dāng)晶體的類型相同時(shí)，原子晶體與原子半徑有關(guān)；

8、離子晶體與離子的半徑和離子所帶的電荷有關(guān)；分子晶體當(dāng)組成高考資源網(wǎng)和結(jié)構(gòu)相似時(shí)，與相對(duì)分子質(zhì)量的大小有關(guān)，一般來說，相對(duì)分子質(zhì)量大的，熔點(diǎn)高，即CBr4CF4。答案：A。點(diǎn)評(píng)： 一般規(guī)律:原子晶體離子晶體分子晶體 同屬原子晶體，一般鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，晶體的熔、沸點(diǎn)越高. 同類型的離子晶體,離子電荷數(shù)越大,陰、陽離子核間距越小,則離子鍵越牢固,晶體的 熔、沸點(diǎn)一般越高. 分子組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,一般分子量越大,分子間作用力越強(qiáng),晶體熔、沸點(diǎn)越 高. 例2（2008全國(guó)卷）下列敘述中正確的是（ ）ANH3、CO、CO2都是極性分子BCH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子C

9、HF、HCl、HBr、Hl的穩(wěn)定性依次增強(qiáng)DCS2、H2O、C2H2都是直線型分子解析：分子的極性一般與物質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱，這屬于非極性分子，反之屬于極性分子，對(duì)于ABn分子，其經(jīng)驗(yàn)規(guī)則是中心原子A的化合價(jià)的絕對(duì)值若等于最外層電子數(shù)，則屬于非極性分子，反之屬于極性分子。當(dāng)然根據(jù)分子的極性也可以判斷它的空間結(jié)構(gòu)。鍵的極性只與是否屬于同種非金屬有關(guān)，而物質(zhì)的穩(wěn)定性當(dāng)結(jié)構(gòu)相似的條件下，與原子半徑有關(guān)。所以選項(xiàng)A中CO2屬于非極性分子；選項(xiàng)C中HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性減弱；選項(xiàng)D中的H2O屬于V型結(jié)構(gòu)。答案：B。點(diǎn)評(píng)：極性分子和非極性分子的判斷和分子的穩(wěn)定性始終是高考的熱點(diǎn)和焦

10、點(diǎn)。解答此類問題一定要根據(jù)規(guī)律逐步判斷，各個(gè)擊破。例3(2008 海南)在硼酸B(OH)3分子中，B原子與3個(gè)羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是:ASP，范德華力 Bsp2，范德華力 Csp2，氫鍵 Dsp3，氫鍵解析：本題主要考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)作用力的本質(zhì)及其應(yīng)用，中等難度。在硼酸的晶體中，每個(gè)硼原子用3個(gè)sp2雜化軌道與3個(gè)氫氧根中的氧原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，每個(gè)氧原子除以共價(jià)被與一個(gè)硼原于和一個(gè)氫原子相結(jié)合外，還通過每個(gè)氧原子除以共價(jià)被與一個(gè)硼原于和一個(gè)氫原子相結(jié)合外，還通過氫鍵同另一個(gè)硼酸分子中的氫原于結(jié)合成片層結(jié)構(gòu)。綜上所述，

11、本題正確答案為C。答案：C例4(2008 海南)在基態(tài)多電子原子中，關(guān)于核外電子能量的敘述錯(cuò)誤的是: A最易失去的電子能量最高 B電離能最小的電子能量最高 Cp軌道電子能量一定高于s軌道電子能量 D在離核最近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低解析：本題主要考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)中原子核外電子能量大小比較及其應(yīng)用，較易。最易失去的電子能量最高，電離能最小的電子能量最高，在離核最近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低，選項(xiàng)ABD均正確。p軌道電子能量不一定高于s軌道電子能量，所以C錯(cuò)誤。綜上所述，本題正確答案為C。答案：C例5(2008 海南)已知X、Y、Z三種元素組成的化合物是離子晶體，其晶胞如圖所示，則下面表示該化合物的化

12、學(xué)式正確的:A、ZXY3 B、ZX2Y6 C、ZX4Y8 D、ZX8Y12 解析：本題主要考查了晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算及其應(yīng)用，較易。根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法可知，一個(gè)Z原子，X原子為8*1/8（被8個(gè)晶胞共有）=1，Y原子為12*1/4（被4個(gè)晶胞共有）=3。所以化學(xué)式為ZXY3 ，綜上所述，本題正確答案為A。答案：A例6、（2008山東）氮是地球上極為豐富的元素。( 1 ) Li3N 晶體中氮以 N-3存在，基態(tài)N-3的電子排布式為。 ( 2 ) 的鍵能為 942 kJ·mol-1 , NN 單鍵的鍵能為 247kJ·mol-1，計(jì)算說明N2 中的 鍵比鍵穩(wěn)定（填“ ”或“ ”）

13、。 ( 3 ) ( CH3 )3 NH+ 和AlCl4-可形成離子液體。離子液體由陰、陽離子組成，熔點(diǎn)低于 100 ，其揮發(fā)性一般比有機(jī)溶劑（填“大”或“小” ) ，可用作（填代號(hào)）。a 助燃劑 b . “綠色”溶劑 c 復(fù)合材料 d 絕熱材料( 4 ) x+中所有電子正好充滿 K 、 L 、 M 三個(gè)電子層，它與 N3-形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。 X的元素符號(hào)是，與同一個(gè)N3-相連的 x+今有個(gè)。 解析：本題主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原理及其應(yīng)用，較難?；鶓B(tài)N3核外電子數(shù)目是10，根據(jù)核外電子排布規(guī)律推斷，電子排布式為：1s22s22p6。根據(jù)題給數(shù)據(jù)可知，NN單鍵即鍵的鍵能為247kJ/mol，NN的鍵能為942kJ/mol，其中包含一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵，則鍵的鍵能是（942-247）/2=347.5kJ/mol，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定，由數(shù)據(jù)可以判斷鍵比鍵穩(wěn)定。有機(jī)溶劑多是共價(jià)化合物，二離子液體由陰、陽離子組成，則其性質(zhì)應(yīng)與離子晶體相似，揮發(fā)性小于共價(jià)化合物，有導(dǎo)熱性。題給離子液體