苏教版2019高二化学选择性必修第二册第3章+微粒间作用力与物质性质（知识梳理）

这是一份苏教版2019高二化学选择性必修第二册第3章+微粒间作用力与物质性质（知识梳理），文件包含第3章微粒间作用力与物质性质知识梳理原卷版docx、第3章微粒间作用力与物质性质知识梳理解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共19页， 欢迎下载使用。

第三章 微粒间作用力与物质性质知识梳理金属键　金属晶体第1节一、金属键1．金属键(1)概念：金属离子与自由电子之间强烈的相互作用。(2)成键微粒：金属离子和自由电子。(3)影响金属键强弱的因素金属元素的原子半径越小、单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。(4)金属键的强弱对金属物理性质的影响金属的硬度和熔、沸点等物理性质与金属键的强弱有关。金属键越强，金属晶体的硬度越大，熔、沸点越高。运用金属键理论解释金属的物理性质(1)导电性在外电场作用下，自由电子在金属内部会发生定向移动，形成电流。温度升高，金属的导电性减弱。(2)导热性金属受热时，自由电子与金属离子(或金属原子)碰撞频率增加，自由电子把能量传给金属离子(或金属原子)，从而把能量从温度高的区域传到温度低的区域。(3)延展性金属键没有方向性，在外力作用下，金属原子之间发生相对滑动，各层金属原子之间仍然保持金属键的作用，不会断裂。二、金属晶体1．晶体与晶胞(1)晶体一般是具有规则的几何外形的固体。(2)晶胞是反映晶体结构特征的基本重复单位。2．金属晶体(1)概念：金属离子和自由电子之间通过金属键结合而形成的晶体。(2)微粒构成：金属离子和自由电子。3．堆积方式(1)二维空间(2)三维空间4．晶胞中微粒个数的计算(均摊法)(1)均摊法：是指每个图形平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n个图形(晶胞)所共有，则该粒子有eq \f(1,n)属于某个图形(晶胞)。(2)立方体晶胞中不同位置的粒子数的计算： ①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞共享，每个粒子有eq \f(1,8)属于该晶胞； ②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞共享，每个粒子有eq \f(1,4)属于该晶胞； ③处于面上的粒子，同时为2个晶胞共享，每个粒子有eq \f(1,2)属于该晶胞； ④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。在晶胞中，处在立方体顶点的金属原子为8个晶胞共享，处于立方体棱上的金属原子为4个晶胞共享，处于立方体面上的金属原子为2个晶胞共享，处于立方体体心的金属原子完全属于该晶胞。5．合金第2节离子键　离子晶体一、离子键1．概念：带相反电荷的阴、阳离子通过静电作用形成的化学键。2．成键微粒：阴、阳离子。3．成键本质：阴、阳离子间的静电作用(包括静电引力和静电斥力_)。4．成键条件：活泼金属元素的原子和活泼非金属元素的原子。5．成键特征：没有方向性和饱和性。6．离子化合物中的化学键表示方法——电子式二、离子晶体1．概念及性质2．晶格能(符号为U)(1)定义：拆开1_mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收的能量。(2)影响因素以及与晶体物理性质的关系①离子所带电荷越多，离子半径(或核间距)越小，晶格能越大。②一般而言，晶格能越大，离子键越牢固，离子晶体的熔、沸点越高，硬度越大。两种离子晶体的结构(1)NaCl型的晶体结构(晶胞如图)①每个晶胞中平均含有4个Na＋，4个Cl－，故此晶体的化学式为NaCl。②每个Na＋同时吸引着6个Cl－，每个Cl－同时吸引着6个Na＋；即NaCl的配位数为6。③每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－构成的空间结构是正八面体_。④每个Na＋周围最近的Na＋12个，每个Cl－周围最近的Cl－12个。(2)CsCl型的晶体结构(晶胞如图)①每个晶胞中平均含有1_个Cs＋，1个Cl－，故此晶体的化学式为CsCl。②每个Cs＋同时吸引着8个Cl－，每个Cl－同时吸引着8个Cs＋；即CsCl的配位数为8。③每个Cs＋周围最近的Cs＋6个，每个Cl－周围最近的Cl－6个。(3)离子晶体中不同离子周围异电性离子数目的多少主要取决于阴、阳离子的相对大小。第3节共价键　共价晶体一、共价键的形成1．共价键的概念原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用称为共价键。吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。2．共价键形成的本质当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。3．共价键的特征(1)饱和性：成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。所以在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的。(2)方向性：两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，共价键越牢固。s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性。4．共价键的存在共价键可能存在于非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中。二、共价键的类型1．按成键原子轨道的重叠方式分类2．按成键原子吸引电子的能力分类3．特殊的共价键——配位键三、共价键键能与化学反应的反应热1．键能在101 kPa、298 K条件下，1 mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，称为AB间共价键的键能。2．键长两个原子形成共价键时，两原子核间的平均间距。3．键能与反应热的关系E1、E2分别表示反应物和生成物的键能ΔH＝E1－E2eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(若ΔH＞0，则该反应吸热,若ΔH＜0，则该反应放热))四、共价晶体1．共价晶体的概念和结构特点(1)概念：相邻原子间以共价键结合而形成空间网状结构的晶体，叫做共价晶体。(2)构成微粒：原子。(3)微粒间作用：共价键。(4)共价晶体结构特征：以金刚石为例，在晶体中，每个碳原子都以共价单键与相邻的4个碳原子结合，C—C—C夹角均为109°28′，形成空间网状结构。金刚石晶体的结构2．共价晶体的物理性质(1)一般具有很高的熔点和沸点：共价晶体中原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔、沸点就越高。(2)难溶于水。(3)硬度大：共价键作用强。3．常见共价晶体(1)某些单质；如：晶体硼、晶体Si、晶体Ge、金刚石和灰锡(Sn)等。(2)某些非金属化合物；如：金刚砂(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等。第4节分子间作用力　分子晶体一、范德华力1．分子间作用力(1)概念：将分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力。(2)存在：共价分子之间都存在着分子间作用力。(3)特点：分子间作用力本质上是一种静电作用，比化学键弱得多。(4)分类：范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。2．范德华力(1)存在：范德华力是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子之间的作用力。(2)特点：与共价键不同，范德华力比较小，且一般没有饱和性和方向性。(3)影响因素①分子的大小、空间构型以及分子中电荷分布是否均匀等。②对于组成和结构相似的分子，其范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大。(4)对物质性质的影响：主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质。①分子间范德华力越大，物质的熔、沸点越高。②溶质与溶剂分子间的范德华力越大，物质的溶解度越大。二、氢键1．氢键的形成和表示H原子与电负性大、半径较小的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个电负性大、半径较小的原子Y之间形成氢键，通常用X—H…Y表示。上述X、Y通常指N、O、F等。2．氢键的特点(1)氢键可以存在于分子之间，也可以存在于分子内部。(2)氢键比化学键弱，比范德华力强。(3)氢键有分子内氢键和分子间氢键两种。3．氢键对物质物理性质的影响(1)含有分子间氢键的物质具有较高的熔、沸点。如氟化氢的熔、沸点比氯化氢高。(2)含有分子间氢键的液体一般黏度比较大。如甘油、硫酸等。(3)分子间氢键的存在使溶质在水中的溶解度比较大。如氨极易溶于水，乙醇和水能以任意比例互溶等。(4)含有分子内氢键的物质具有较低的熔、沸点。如：对羟基苯甲醛的熔点高于邻羟基苯甲醛()。醋酸和硝酸相对分子质量接近，但两种物质的熔点和沸点相差很大，因为醋酸分子形成了分子间氢键，而硝酸分子形成了分子内氢键。(5)对物质密度的影响：氢键的存在会使某些物质的密度反常，如水的密度比冰的密度大。三、分子晶体1．分子晶体的概念：分子通过分子间作用力构成的固态物质，称为分子晶体。2．分子晶体中存在的微粒：分子。3．微粒间的作用力：分子间作用力。4．分子晶体的物理性质由于分子晶体中相邻分子靠分子间的作用力相互作用，因此分子晶体有熔、沸点较低、硬度较小、易升华的特性。5．典型的分子晶体(1)所有非金属氢化物，如水、硫化氢、氨、甲烷等。(2)部分非金属单质，如卤素(X2)、氧(O2)、硫(S8)、氮(N2)、白磷(P4)、碳-60(C60)等。(3)部分非金属氧化物，如CO2、SO2、SO3、P4O6、 P4O10等。(4)几乎所有的酸，如H2SO4、HNO3、H3PO4、 H2SiO3、H2SO3等。(5)绝大多数有机物的晶体，如苯、乙醇、乙酸、葡萄糖等。6．常见典型分子晶体的结构特征分子间作用力只有范德华力——干冰(1)每个CO2分子周围等距离且最近的CO2分子有12个。(2)每个晶胞中含有CO2分子为4个。四、混合型晶体混合型晶体(以石墨晶体为例)(1)结构特点：二维网状结构。①在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与3个碳原子结合，形成六元环层。碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用了3个价电子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的2p轨道上。层内碳原子的这些p轨道相互平行，相邻碳原子的p轨道相互重叠，形成大π键，这些p轨道中的电子可在整个层内运动。②层与层之间是靠范德华力来维系的。(2)晶体类型：混合型晶体。(3)性质①质软。②导电性：由于相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面，所以石墨的导电性只能沿石墨平面的方向。五、晶体的共性和个性1．晶体概述金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体是最常见的晶体类型。但不论上述晶体颗粒的大小如何，晶体内部结构均是由原子、离子或分子按周期性规律重复排列组成的。因此，在研究这些晶体类型时，我们均可通过研究能够反映晶体结构特征的基本重复单位——晶胞来进行。2．晶体的共性(1)晶体物质各个部分的宏观性质总是相同的，例如具有相同的密度、相同的化学组成等。(2)晶体总能自发地形成多面体外形。(3)晶体都具有确定的熔点。3．晶体的个性不同类型的晶体因构成微粒及其相互作用力的不同，常常表现出各自的特性。例如，绝大多数金属晶体是电和热的良导体，延展性好；食盐为离子晶体，质脆，熔融状态下能导电；金刚石为共价晶体，无色透明、 坚硬、质脆，常温下不导电；干冰属于分子晶体，只能在低温下存在。图示排列方式非密置层密置层堆积方式图示实例简单立方堆积钋体心立方堆积钠、钾、铬、钼、钨面心立方堆积金、银、铜、铅六方堆积—镁、锌、钛定义一种金属与另一种或几种金属(或非金属)的融合体性能①一般地，合金的熔点比各成分金属要低；②一般地，合金的硬度比各成分金属要大概念由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体构成微粒阴离子和阳离子微粒间作用力离子键物理性质具有一定的硬度和较高的熔点σ键π键原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠重叠部位：在两原子核之间重叠部位：核间连线两侧重叠程度：大重叠程度：小键的强度：牢固键的强度：容易断裂判断方法：共价单键是σ键，双键中一个是σ键，一个是π键，三键中一个是σ键，另两个是π键非极性键两个成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移极性键两个成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移①在极性键中，成键原子吸引电子的能力差别越大，共用电子对发生偏移的程度越大，共价键的极性越强②成键元素间的电负性差值越大，形成的共价键的极性越强定义由一个原子提供孤电子对与另一个有空轨道可接受电子的原子形成共价键表示方法常用“→”表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NHeq \o\al(＋,4)的结构式可表示为