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（同步课件）

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第三章 微粒间作用力与物质性质 目录CONTENTS第一节 金属键　金属晶体第二节 离子键 离子晶体第三节 共价键 共价晶体第四节 分子间作用力　分子晶体第一节 Part One金属键　金属晶体一、金属键金属晶体中的金属键示意图金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间存在着强烈的相互作用，化学上把这种金属离子与自由电子之间强烈的相互作用称为金属键。①成键微粒：金属阳离子、自由电子②成键本质：金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用一、金属键金属特性导电性1导热性2延展性3金属光泽4一、金属键金属键强弱的主要影响因素金属元素的原子半径单位体积内自由电子的数目金属元素的原子半径越小，金属键越强。单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。或金属阳离子所带电荷或价电子数或金属阳离子半径的大小二、金属晶体定义：金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体。微粒间的作用力：金属键铜的晶体结构模型组成粒子：金属阳离子和自由电子。二、金属晶体金属晶体常见堆积方式如果金属原子在平面上（二维空间）紧密放置，可有两种排列方式非密置层密置层金属晶体的4种基本堆积方式：简单立方、体心立方、面心立方和六方。晶胞中粒子数目的计算——均摊法二、金属晶体金属晶体的四种堆积方式对比二、金属晶体二、金属晶体第二节 Part Two离子键 离子晶体一、离子键的形成当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡核间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。只存在于离子化合物中：大多数盐、强碱、活泼金属氧化物、氢化物等。成键条件：成键元素的原子得、失电子的能力差别很大，电负性差值大于1.7。存在：二、离子晶体1、定义：由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。2、成键粒子：阴、阳离子3、相互作用力：离子键强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。4、常见的离子晶体：二、离子晶体是指拆开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。NaCl(s)→ Na+(g)＋Cl－(g) U=786 kJ·mol－1晶格能符号为：U——衡量离子晶体中阴、阳离子间相互作用力的大小。二、离子晶体离子晶体的性质1具有较高的熔、沸点，难挥发离子晶体的熔、沸点取决于构成晶体的阴、阳离子间离子键的强弱，而离子键的强弱，可用晶格能的大小来衡量。2硬而脆，无延展性离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎二、离子晶体离子晶体的性质3导电性离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，离子晶体不导电。二、离子晶体典型离子晶体的结构二、离子晶体二、离子晶体二、离子晶体第三节 Part Three共价键 共价晶体一、共价键的形成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。共价键形成的本质：通常情况下，吸引电子能力相近的原子(电负性差值一般小于1.7)之间易通过共用电子对形成共价键。一、共价键的形成形成共价键的条件非金属单质、共价化合物、某些离子化合物。存在共价键的物质一、共价键的形成共价键具有饱和性→共价键的饱和性决定了分子的组成→所有的共价键都具有饱和性。共价键具有方向性→决定分子的空间结构→并不是所有的共价键都具有方向性二、共价键的类型s-s σ键H-H1、σ键原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做σ键。s — p σ键H-Clp—p σ键Cl-Cl二、共价键的类型头碰头；轴对称；形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性。 σ键二、共价键的类型 概念：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫π键，主要类型为p－p π键，其形成过程可以表示为下图：2、π键二、共价键的类型(1)电子云为镜面对称(2)不稳定性 π键的特征(3)以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键。二、共价键的类型①s-s电子、s-p电子只形成σ键；p-p电子既形成σ键，又形成π键；且 p-p电子先形成σ键，后形成π键。判断σ键、π键的一般规律二、共价键的类型判断σ键、π键的一般规律②共价单键是σ键；共价双键中一个σ键,另一个π键；共价三键中一个σ键,另两个π键。σ键可以独立存在,π键不能单独存在。二、共价键的类型由同种原子形成的共价键电子对发生偏移，F原子一端相对地显负电性，H原子一端相对地显正电性电子对不发生偏移H—HH—F由不同种原子形成的共价键两个成键原子吸引电子的能力相同非极性共价键，简称非极性键两个成键原子吸引电子的能力不同极性共价键，简称极性键3、极性键与非极性键二、共价键的类型配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成共价键。在NH4+中，4个N—H键是完全相同的。NH4+的结构式在表示分子或离子的结构式时，常用“→ ”表示配位键，其箭头指向接受孤电子对的原子。4、配位键三、共价键键能与化学反应的反应热键能：人们把在101 kPa、298 K（25℃）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，或气态基态原子A原子和B原子形成1 mol气态AB分子释放的最低能量。通常是298 K、101 KPa条件下的标准值。单位：kJ·mol-1 键能越大,共价键越牢固, 由此形成的分子越稳定。注意：键能是指共价键，其他化学键的能量不能叫做键能。三、共价键键能与化学反应的反应热思考共价键的键长影响因素1、原子半径：同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。2、共用电子对数：相同的两个原子间形成共价键时, 单键键长>双键键长>三键键长。三、共价键键能与化学反应的反应热ΔH＜0时，为放热反应ΔH＞0时，为吸热反应在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量。反应焓变与键能的关系为：ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和四、共价晶体概念：相邻原子间以共价键结合而形成空间网状结构的晶体。金刚石、用金刚石制成的钻头组成的粒子：原子粒子间的作用力：共价键常见的共价晶体（1）硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和灰锡（Sn）（2）金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）和二氧化硅（SiO2）（3）极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3)四、共价晶体在金刚石晶体里以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面内。晶体中C—C—C夹角为109°28′；四、共价晶体晶体硅：将金刚石晶胞中的碳原子换成硅原子，就是晶体硅的晶胞。每个晶体硅晶胞中有8个硅原子。碳化硅：将晶体硅晶胞的顶点、面心上的硅原子换成碳原子，体内4个硅原子不变，就是碳化硅的晶胞。晶体硅的结构示意图碳化硅的晶胞每个碳化硅晶胞中有4个碳原子、4个硅原子。四、共价晶体共价晶体的物理性质①熔点很高 共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量。②硬度很大：共价键作用强。③一般不导电，但晶体硅是半导体④难溶于一般溶剂熔点高（通常＞1000 ℃），如金刚石的熔点大于3 550 ℃。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。第四节 Part Four分子间作用力　分子晶体气体分子能够凝聚成相应的固体或液体，表明分子之间存在着分子间作用力。分子间作用力实质上是一种静电作用，它比化学键弱得多。范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。共价分子之间都存在着分子间作用力。一、范德华力一、范德华力大多数共价化合物，例如：1. CO2、H2SO4、HF, H2O, AlCl3、各种有机化合物等；2. 大多数非金属单质，例如： H2、P4、S8、C60等。3. 各种稀有气体（例如Ar、Kr）等。 范德华力存在：一、范德华力1、范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级。 范德华力特点2、对于组成和结构相似的物质，范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大。3、范德华力一般没有饱和性和方向性，只要分子周围空间允许，当气体分子凝聚时，它总是尽可能多地吸引其他分子。一、范德华力可以影响物质的溶解度 范德华力对物质性质的影响溶质与溶剂分子间的范德华力越大，物质的溶解度越大。二、氢键水分子之间形成氢键的示意图2、氢键通常是物质在液态时形成的，但有时也存在于某些晶体或气态物质中，如氟化氢在三种状态下均存在氢键。 氢键的存在：1、氢键是一种既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部的作用力。邻羟基苯甲醛分子内的氢键二、氢键 X—H----Y强弱 与X和Y的电负性有关. 电负性越大，则氢键越强如F原子电负性最大，因而F-H…F是最强的氢键; 原子吸引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为： F-H…F > O-H…O > O-H…N > N-H…N C原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。 氢键强弱二、氢键1、氢键比化学键的键能小，但比范德华力强，不属于化学键，是除范德华力外的另一种分子间的作用力。 氢键特点2、饱和性3、方向性二、氢键 氢键对物质性质的影响1、氢键主要影响物质的熔、沸点。2、氢键可影响物质的溶解度。3、氢键可影响液体的黏度。本章小结金属键 金属晶体共价键 共价晶体不良反应离子键 离子晶体共价键的形成共价键类型共价晶体离子键晶格能离子晶体特点及类型金属键及金属性质金属晶体类型金属晶体计算分子间作用力 分子晶体范德华力氢键分子晶体谢谢观看THANKS