2021高考化学鲁科版一轮复习教师用书第五章第3课时 化学键与分子间作用力
展开第3课时 化学键与分子间作用力
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知识点一 化学键
1.共价键
(1)共价键的本质与特征
(2)共价键类型
(3)键参数
①概念
②键参数对分子性质的影响
键能越大,键长越短,分子越稳定。
2.离子键
(1)概念:使带相反电荷的阴、阳离子结合的相互作用。
(2)形成过程:Na·+Na+。
(3)本质:静电作用。
(4)强弱判断及对物质性质的影响
一般来说离子所带电荷数越多,离子的半径越小,离子键越强。
离子形成的离子晶体越稳定,且熔点越高,硬度越大。
3.配位键
(1)孤对电子
分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤对电子。
(2)配位键
①配位键的形成:成键原子一方提供孤对电子,另一方提供空轨道形成共价键。
②配位键的表示:常用“→”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子,如N可表示为[]+,在N中,虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同,但是一旦形成之后,4个共价键就完全相同。
(3)配合物
①概念:金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。
②形成条件
③组成
4.金属键
(1)概念:金属阳离子与“自由电子”之间存在强的相互作用称为金属键。
(2)金属键对金属物理性质的影响
①导电性:在外电场的作用下,自由电子的定向移动形成电流。
②导热性:“自由电子”的运动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,当金属受外力作用时,金属原子之间发生相对滑动,但各层金属原子之间仍保持金属键的作用。
[名师点拨] (1)化学键与物质类别的关系
(2)判断离子化合物和共价化合物的方法
1.下列有关化学键类型的叙述正确的是( D )
A.化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构,则1 mol NH5中含有5NA个N—H σ键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.乙烯酮的结构简式为CH2CO,其分子中含有极性共价键和非极性共价键,且σ键与π键数目之比为 1∶1
C.已知乙炔的结构式为H—C≡C—H,则乙炔中存在2个 σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D.乙烷分子中只存在σ键,不存在π键
解析:NH5为离子化合物,1 mol NH5中含有4NA个σ键,还含有离子键,A项错误;乙烯酮分子中σ键与π键之比为2∶1,B项错误;乙炔中存在3个σ键和2个π键,2个 C—H键和碳碳叁键中的1个键是σ键,而碳碳叁键中的另外两个是π键,C项错误。
2.下列说法中正确的是( B )
A.键长越长,键能越大,分子越稳定
B.H—Cl的键能为431.8 kJ·mol-1,H—I的键能为298.7 kJ·mol-1,这可以说明HCl分子比HI分子稳定
C.水分子可表示为H—O—H,分子的键角为180°
D.H—O键键能为462.8 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗能量为2×462.8 kJ
解析:键长越长,键能越小,分子越不稳定,A项错误;水分子中键的夹角为104.5°,C项错误;断裂2 mol H—O键吸收2×462.8 kJ能量,18 g水分解成H2和O2时,包含断裂2 mol O—H键,同时还形成0.5 mol OO键、1 mol H—H键,D项错误。
3.下列有关金属键的叙述中,错误的是( B )
A.金属键没有饱和性和方向性
B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C.金属键中的电子属于整块金属
D.金属的性质和金属固体的形成都与金属键有关
解析:金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”,被所有原子所共用,从而把所有的金属原子维系在一起,故金属键无饱和性和方向性;金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈作用,既包括金属阳离子与自由电子之间的静电吸引作用,也存在金属阳离子之间及自由电子之间的静电排斥作用;金属键中的电子属于整块金属;金属的性质及固体的形成都与金属键的强弱有关。
4.下列有关化学键的叙述正确的是( B )
A.非金属元素组成的化合物中只含有共价键
B.金属元素与非金属元素化合时不一定形成离子键
C.碳酸亚乙烯酯()分子中只有极性键
D.所有物质中均含有化学键
解析:非金属元素组成的化合物中也有可能含有离子键,如铵盐中含有离子键和共价键,故A项错误;金属元素与非金属元素化合不一定形成离子键,如AlCl3就是由金属元素和非金属元素形成的共价化合物,只含有共价键,故B项正确;碳酸亚乙烯酯()分子中存在碳碳双键,属于非极性共价键,故C项错误;稀有气体分子是由单原子构成,不含化学键,故D项错误。
5.(1)K+、Fe3+、F-三种离子组成的化合物K3FeF6,其中化学键的类型有 ;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为 ,配体是 。
(2)锌的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1 mol 该配合物中含有σ键的数目为 。
(3)若BCl3与XYm通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物中提供孤对电子的原子是 。
解析:(1)K+、Fe3+、F-三种离子组成的化合物K3FeF6,其中化学键的类型有离子键、配位键;该化合物中存在复杂离子[FeF6]3-,配体是F-。
(2)[Zn(NH3)4]2+中Zn与NH3之间以配位键相连,共4个 σ键,加上4个NH3的12个σ键,共16个σ键,即1 mol 配合物中共有16NA个σ键。
(3)在BCl3分子中B原(2)[Zn(NH3)4]2+中Zn与NH3之间以配位键相连,共4个 σ键,加上4个NH3的12个σ键,共16个σ键,即1 mol 配合物中共有16NA个σ键。
子最外层的3个电子与Cl原子形成σ键,所以在该配合物中提供孤对电子的应该是X原子,B原子提供空轨道。
答案:(1)离子键、配位键 [FeF6]3- F-
(2)16×6.02×1023 (3)X
知识点二 分子间作用力
1.分子间作用力
(1)概念:物质分子之间普遍存在的相互作用力,称为分子间作用力。
(2)分类:分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
(3)强弱:范德华力<氢键<化学键。
2.范德华力
范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强,物质的熔点、沸点越高,硬度越大。一般来说,组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增大;分子的极性越大,范德华力也越大。
3.氢键
(1)形成:已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力,称为氢键。
(2)表示方法:A—H…B
①A、B为电负性很强的原子,一般为N、O、F三种元素的原子。
②A、B可以相同,也可以不同。
(3)特征:具有一定的方向性和饱和性。
(4)分类:氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
(5)分子间氢键对物质性质的影响
主要表现为使物质的熔、沸点升高,对电离和溶解度等产生影响。
[名师点拨] 氢键属于一种较强的分子间作用力,但不属于化学键。常见的能形成氢键的物质有NH3、H2O、HF、醇、羧酸等。
1.(2019·浙江嘉兴模拟)下列说法不正确的是( C )
A.加热使碘升华是因为吸收的热量克服了分子间作用力
B.二氧化硅和干冰晶体类型不同,但晶体中的化学键类型相同
C.H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,说明H—O键键能为22 kJ/mol
D.冰醋酸晶体溶于水的过程中既破坏了分子间作用力,也破坏了部分化学键
解析:固体碘受热升华,是物理变化,碘分子本身没有变化,吸收的热量克服了分子间作用力,故A正确;二氧化硅为原子晶体、干冰为分子晶体,但晶体中的化学键类型相同,都是共价键,故B正确;H2O(l)H2O(g)克服的主要是分子间作用力即氢键,H—O键没有发生断裂,所以H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,无法计算H—O键的键能,故C不正确;冰醋酸晶体溶于水的过程中破坏了分子间作用力,部分电离产生醋酸根离子和氢离子,破坏部分共价键,故D正确。
2.(2019·河北沧州一中模拟)下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是( A )
A.液溴和苯分别受热变为气体
B.干冰和氯化铵分别受热变为气体
C.二氧化硅和铁分别受热熔化
D.食盐和葡萄糖分别溶解在水中
解析:液溴和苯分别受热变为气体都需克服分子间作用力,A符合题意;干冰受热变为气体克服分子间作用力,而氯化铵受热会发生分解反应,破坏的是化学键,故B不符合题意;二氧化硅受热熔化破坏共价键,铁受热熔化破坏金属键,故C不符合题意;食盐溶解在水中需破坏离子键,葡萄糖溶解在水中,破坏的是分子间作用力,故D不符合题意。
3.下列现象与氢键有关的是( B )
①NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素氢化物的高
②C原子个数小于4的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔、沸点比醋酸的高
⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑥水分子在高温下也很稳定
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤
C.①②③④ D.①②③
解析:因第ⅤA族中,N的非金属性最强,NH3中分子之间存在氢键,则NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素氢化物的高,故①正确;C原子个数小于4的醇、羧酸与水分子之间能形成氢键,则可以和水以任意比互溶,故②正确;冰中存在氢键,其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,故③正确;尿素分子间可以形成的氢键比醋酸分子间形成的氢键多,尿素的熔、沸点比醋酸的高,故④正确;对羟基苯甲酸易形成分子之间氢键,而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低,故⑤正确;水分子高温下也很稳定,其稳定性与化学键有关,而与氢键无关,故⑥错误。
