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1、第二章 物质的结构,2-1 化学键和分子间作用力,概述1.化学键的定义：分子或晶体中直接相邻的两个或多 个原子或离子之间强烈的相互作用,2.化学键的类型：离子键 共价键 金属键,*化学键的强弱直接决定该物质的稳定性,一、离子键1.定义(本质)：阴、阳离子之间通过强烈的静电作用所 形成的化学键 静电作用指阴阳离子间的吸引力？,2.形成条件：通常活泼金属与活泼非金属；金属阳离 子与酸根离子之间易形成离子键,*NH4+看作是活泼的金属阳离子,3.特性：无方向性和饱和性,4.单核离子的结构特征：(1)电子层结构(2)所带电荷：a.电性 b.数值(3)半径,5.影响离子键强弱的因素：(1)离子电荷(2)
2、离子核间距(阴、阳离子半径之和),绝大多数盐,强碱,金属氧化物,6.离子化合物：含有离子键的化合物,活泼的金属原子和活泼非金属原子间形成离子键。非金属原子间能否形成离子键？非金属元素间能否形成离子键？,思考：,二、共价键1.定义(本质)：原子间通过共用电子对(电子云重叠)所 形成的化学键,2.形成条件：(1)两个原子的外围电子层上有未成对的 电子(2)两个电子的自旋状态不同,3.特性：(1)有方向性：由成键电子的电子云伸展 方向决定,(2)有饱和性：通常有未成对的电子数决 定,*由共价键形成的物质分子可用结构式表示,4.共价键的类型：(1)非极性(共价)键(2)极性(共价)键,键的极性的判断依
3、据是什么？,思考：,是否由同种元素的原子形成的共价键。即共用电子对是否偏移，成键原子是否显电性,非极性键：,共用电子对无偏向(电荷分布均匀),如：H2(H-H),Cl2(Cl-Cl),N2(NN),极性键：,共用电子对有偏向(电荷分布不均匀),如：HCl(H-Cl)H2O(H-O-H),共用电子对是否有偏向是由什么因素引 起的?,由成键原子的吸引电子能力,如何度量成键原子的吸引电子能力?,元素的电负性 课本P27/资料库,(3)配位键特殊的共价键 可表示为：AB A提供孤对电子对 B具有空轨道练习：用电子式表示水合氢离子的形成过程,练习：指出下列物质中的化学键类型,O2 CH4 CO2 H2O
4、2 Na2O2 NaOH,5.共价化合物：只含有共价键的化合物,酸,非金属氢化物、非金属氧化物,大多数有机物,极少数盐,思考：所有由非金属元素组成的化合物都是共 价化合物吗？举例说明如何区别共价化合物和离子化合物？,练习一：判断下列说法是否正确,任何物质中都存在化学键。,离子键一定只存在于活泼金属阳离子和阴离子之间。,离子化合物中可以存在非极性键,共价化合物中可能存在离子键,含有共价键的物质一定是共价化合物,全部由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物,两个非金属原子之间不能形成离子键,金属和非金属原子之间形成的都是离子键,练习二：下列物质中，含有共价键的化学式是_；只含有共价键的化学式是_。
5、（填序号）A、NaOH B、NaCl C、NH4Cl D、H2SE、Cl2F、HCl G、CO2H、Na2O2,练习三：写出下列微粒或物质的电子式：H3O+Na2S Ba(OH)2 H2O2 PCl3 CS2 CaC2 HCN NaClO HClO BF3(NH4)2S,用电子式表示下列物质的形成过程 MgO CaCl2 Br2 N2 HF H2S NH3,练习四：下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是_。,H2O2 BF3 四氟化氙(XeF4)PCl3 PCl5 CCl4 CO2 白磷(P4),6.共价键的三个参数：键长：分子中,两个成键原子的核间距 影响键长的主要因素有哪些?成键原子
6、的半径、共用电子对数 键长越短，共价键越强，物质越稳定,(2)键能：拆开1mol共价键所需要的能量 影响键能的主要因素有哪些?成键原子的核间距、共价键数 键能越大，共价键越强，物质越稳定,结论：键长和键能决定了 键的强弱 物质的稳定性,*键能的应用求算反应的热效应:,例：根据下列数据,确定下列反应是放热还是吸热的?(已知：H-H键能为436kJ/mol Br-Br键能为193kJ/mol H-Br键能为368J/mol N-H键能为391kJ/mol NN键能为946kJ/mol)(1)H2(g)+Br2(g)2HBr(g)(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),(3)键角：多原子(2个
7、以上)分子中,键与键之间 的夹角 CH4和P4分子中的键角,结论：键角的大小决定了 分子的空间构型 分子的极性,三、极性分子和非极性分子1.定义：任何一个分子都能找到一个正电荷重心 和一个负电荷重心。则正、负电荷的重 心是否重合(即电荷分布是否对称),非极性分子：电荷在分子中分布对称 极性分子：电荷在分子中分布不对称,如何判断分子是否有极性？,(1)实验(2)分析：分子中正负电荷的分布情况,思考：比较以下分子中共价键的极性和 分子的极性,共用电子对,O-H键为极性键H2O分子为极性分子,C=O键为极性键CO2分子为非极性分子,NH3,N-H键为极性键NH3分子为极性分子,三角锥形分子空间构型不
8、对称,BF3,B-F键为极性键BF3分子为非极性分子,平面正三角形分子空间构型对称,CH4,C-H键为极性键CH4分子为非极性分子,正四面体形分子空间构型对称,CH3Cl分子为极性分子,四面体形分子空间构型不对称,分子的极性由共价键的极性 和分子的空间构型共同决定,2.分子的空间构型及分子的极性 课本P31,分子的空间构型对称非极性分子分子的空间构型不对称极性分子*常见而特殊的非极性分子：*常见而特殊的极性分子：,3.注意：(1)分子的极性对物质性质的影响“相似相溶”原理(2)最外层电子数8,但稳定存在的分子,练习：判断下列分子中键的极性和分子的极性：CH3CH3 CO2 SO2 BCl3 P
9、Cl3,下列含有非极性键的共价化合物是()A.HCl B.Na2O2 C.C2H2 D.CH4,下列各组分子中,都属于含极性键的非极 性分子的是()A.CO2 H2S B.C2H4 CH4 C.Cl2 C2H2 D.HCl NH3,思考：,下列变化时：烧碱熔化 食盐溶于水 氯化氢溶于水 过氧化钠溶于水 碘升华 加热使液态氦气汽化仅破坏离子键的是()仅破坏共价键的是()既破坏离子键又破坏共价键的是()未破坏化学键的是(),四、分子间作用力1.定义：使分子聚集在一起的相互作用力 叫分子间力，又称为范德华力,2.特性：(1)分子间作用力存在于所有分子间(2)它不是化学键，比化学键弱得多,3.影响分子
10、间作用力强弱的因素 对分子组成和结构相似的物质，物质的 相对分子质量越大，范德华力越大，物 质的溶、沸点越高,注意：分子间力只存在于由分子构成的物质(即分子晶体)中分子间力的形成和被破坏不影响物质 的化学性质，主要影响熔、沸点等物 理性质,思考：对于对于四氟化碳、四氯化碳、四溴化碳、四碘化碳，其熔沸点如何变化？,为何HF、H2O和NH3的沸点会反常高呢？,一些氢化物的沸点,拓展：氢键特殊的分子间作用力1.氢键也是分子间力,2.氢键形成的条件：(1)有电负性大，原子半径小，且有孤对电 子的非金属原子(N、O、F)(2)有半径很小，带部分正电荷的氢核,3.易形成氢键的物质的分子，易形成缔合分子,4
11、.氢键理论的应用解释一些物质的性质(1)NH3、H2O、HF在相应一系列物质中熔沸点反 常高(2)能与水形成氢键的物质易溶于水、且溶解 度大(3)分子间能形成氢键的物质，易液化,(4)等量的H2O由液体变为固体时，为何体积增 大，而密度减小？(5)蛋白质具有固定的-螺旋状几何结构(6)为何纸张润湿后易被撕开？,1.下列物质中含有共价键的离子化合物是()A.Ba(OH)2 B.CaCl2 C.H2O D.Na2O2,2.在下列分子结构中，原子的最外层电子不能 满足8电子稳定结构的是()A.CO2 B.PCl3 C.CCl4 D.NO2,练习：,3.下列各分子中，化学键类型有差异的是()A.H2O
12、、CO2 B.MgF2、H2O2 C.NaOH、Ba(OH)2 D.NaCl、KCl,4.下列物质中，所含化学键完全相同的是()A.Na2O2 B.H2O2 C.H2O D.NH4Cl,5.下列过程中，共价键被破坏的是()A.碘升华B.溴蒸气被木炭吸附 C.蔗糖溶于水D.氯化氢气体溶于水,6.最近，科学研制得一种新的分子，它具有空 心的类似足球状结构，化学式为C60，下列说 法正确的是()A.C60的熔沸点高 B.C60和金刚石都是碳单质 C.C60中含离子键 D.C60中只有共价键,Ti,金属样品,金属共同的物理性质,导电、导热、有延展性、有金属光泽,金属由金属阳离子按一定规律紧密堆积，而释
13、放出的价电子在整个晶体中自由运动,五、金属键1.定义(本质)：金属(阳)离子间通过自由电子产生的较 强的相互作用，叫做金属键,2.形成条件：同种金属原子间或不同种金属原子间,3.特性：无方向性和饱和性*金属释放出的价电子分布在整个晶体中 自由地运动，不为某个特定的原子所拥 有，称为自由电子,思考：用金属键解释金属为何易导电、导热，具有较好的延 展性？为何NaMgAl熔沸点依次升高，硬度 逐渐增大？,4.影响金属键强弱的因素(1)金属阳离子电荷数(或价电子数)(2)金属阳离子半径,金属之最,熔点最低的金属是,汞,熔点最高的金属是,钨,密度最小的金属是,锂,密度最大的金属是,锇,硬度最小的金属是,
14、铯,硬度最大的金属是,铬,最活泼的金属是,铯,最稳定的金属是,金,延展性最好的金属是,金,金属晶体的形成是因为晶体中存在()A.金属离子间的相互作用 B.金属原子间的相互作用 C.金属离子与自由电子间的相互作用 D.金属原子与自由电子间的相互作用,练习：,金属能导电的原因是()A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间 的相互作用较弱 B.金属晶体中的自由电子在外加电场作 用下可发生定向移动 C.金属晶体中的金属阳离子在外加电场 作用下可发生定向移动 D.金属晶体在外加电场作用下可失去电子,下列叙述正确的是()A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含 有阴离子 B.原子晶体中只含有共价键 C.离子晶体中只含有离子键，不含有共 价键 D.分子晶体中只存在分子间作用力，不 含有其他化学键,为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐 渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下 却升高？,
