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(共52張PPT)
專題5　微觀結構與物質的多樣性
第二單元　微粒之間的相互作用力
課標定位素養闡釋
1.能說出離子鍵、共價鍵的概念、形成與特點,從原子、分子角度認識離子鍵和共價鍵,并能用電子式模型表示離子鍵和共價鍵及其形成過程。
2.能說出離子化合物、共價化合物的概念,并能識別常見的離子化合物和共價化合物。
3.能從化學鍵變化的角度和微觀粒子組成的角度解釋化學反應的實質。
一、離子鍵及離子化合物
1.氯化鈉的形成過程。
鈉原子和氯原子最外層電子數分別為1和7,均不穩定。
即它們通過得失電子后最外電子層都達到8電子穩定結構,分別形成Na+和Cl-,兩種帶相反電荷的離子通過靜電作用結合在一起,形成新物質氯化鈉。
2.離子鍵。
3.離子化合物。
(1)定義:由陰、陽離子構成的化合物。
(2)常見類型。
①強堿:如NaOH、KOH、Ba(OH)2等。
②絕大多數鹽:如NaCl、KNO3、NH4Cl等。
③金屬氧化物:如Na2O、CaO、MgO等。
(3)表示方法。
①電子式:在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子、離子的最外層電子的式子。如:
②用電子式表示離子化合物的形成過程,如,
二、共價鍵和共價化合物
1.共價鍵。
(1)定義:原子間通過共用電子對形成的強烈的相互作用。
如用電子式表示Cl2的形成過程:
(2)成鍵微粒:原子。
(3)成鍵元素:一般是同種或不同種的非金屬元素。
2.共價分子和共價化合物。
(1)定義:原子間全部以共價鍵結合的分子叫作共價分子。原子間全部以共價鍵結合的化合物,叫作共價化合物。如H2O、CO2、SiO2等都是共價化合物。
(2)用電子式表示共價分子的形成過程:
(3)結構式:將電子式中的一對共用電子用一條短線“—”表示的式子。
如下列物質的結構式為HCl:H—Cl,H2O:H—O—H,
NH3: ,N2:N≡N。
(4)常見的共價化合物。
①非金屬氫化物:如HCl、H2O等;
②非金屬氧化物:如CO2、SO3等;
③含氧酸:如H2SO4、HNO3等;
④大多數有機化合物:如甲烷、乙醇等。
(5)常見共價分子的球棍模型和空間填充模型。
(6)有機物中碳原子的成鍵方式。
三、化學鍵
1.定義:物質中直接相鄰的原子或離子之間的強烈的相互作用。
2.分類:
3.化學反應的本質:
表象:反應物中的原子重新組合為生成物;
本質:舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。
4.用化學鍵的觀點解釋H2與Cl2反應形成HCl的過程:
(1)步驟1:H2和Cl2中的化學鍵斷裂(舊化學鍵斷裂)生成H和Cl;
(2)步驟2:H和Cl結合成HCl,形成了H和Cl之間的化學鍵H—Cl(新化學鍵形成)。
四、分子間作用力
1.分子間作用力。
(1)要使水分解,需要先破壞水分子內部存在的共價鍵;若使液態水汽化,需要加熱克服水分子之間存在的分子間作用力;二者相比較,難易程度是水分解比水汽化難。
(2)定義:分子間存在著一種將分子聚集在一起的作用力,稱為分子間作用力。
(3)主要特征:
①廣泛存在于分子之間;
②分子間作用力比化學鍵弱得多;
③分子間作用力是影響物質的熔點、沸點和溶解性等物理性質的重要因素之一。
2.氫鍵。
(1)像H2O、NH3、HF這樣的分子之間存在著一種比一般的分子間作用力強的相互作用,這種作用使它們只能在較高的溫度下才能汽化,這種相互作用叫氫鍵。
(2)氫鍵不是化學鍵,通常把氫鍵看作是一種較強的分子間作用力。氫鍵比化學鍵弱,比一般的分子間作用力強。
(3)分子間形成的氫鍵會使物質的熔點和沸點升高,對物質的水溶性有影響,如NH3極易溶于水,主要是氨分子與水分子之間易形成氫鍵。
【自主思考1】 由金屬元素和非金屬元素形成的化合物,一定是離子化合物嗎
提示:不一定。AlCl3是共價化合物。
【自主思考2】 完全由非金屬形成的化合物,一定不含離子鍵嗎
提示:不一定。銨鹽,如NH4Cl屬于鹽,是離子化合物。
【自主思考3】 下列變化:①I2升華、②燒堿熔化、③NaCl溶于水、④HCl溶于水、⑤O2溶于水、⑥Na2O2溶于水。上述變化中僅破壞分子間作用力的是哪些 其他變化過程中化學鍵是如何變化的
提示:①⑤僅破壞分子間作用力。②③僅破壞離子鍵;④僅破壞共價鍵;⑥既破壞離子鍵又破壞共價鍵。
【效果自測】
1.下列表示物質結構的化學用語或模型圖正確的是(　　)。
B
2.寫出下列物質的電子式。
(1)S　 。
(2)O2-　 。
(3)H2O　 。
(4)MgCl2　 。
3.用電子式表示下列物質的形成過程。
(1)CaO　 。
(2)NH3　 。
問題引領
有以下幾種物質:①N2　②CO2?、跦2O ④Na2O　⑤Na2O2?、轓aOH?、逪2O2　⑧NH4Cl ⑨MgBr2。
探究任務1 化學鍵與化合物類型的判斷
1.上述物質中只含共價鍵的有哪些 只含離子鍵的有哪些 既含共價鍵又含離子鍵的有哪些
提示:①②③⑦;④⑨;⑤⑥⑧。⑤Na2O2中鈉離子與過氧根離子之間存在離子鍵,過氧根離子中的兩個氧原子之間為共價鍵。⑥NaOH中氫氧根離子中氧原子與氫原子之間為共價鍵。⑧NH4Cl中銨根離子中氮原子與氫原子之間存在共價鍵。
2.根據上述判斷你同意如下觀點嗎 請說出你的理由。
(1)離子化合物一定含有金屬元素
(2)離子化合物中一定只含有離子鍵
(3)含共價鍵的物質一定是共價化合物
提示:(1)不同意。離子化合物中不一定含金屬元素,例如NH4Cl無金屬元素,是離子化合物。
(2)不同意。離子化合物中一定含有離子鍵,但也可能含有共價鍵,如Na2O2、NaOH除含有離子鍵外還含有O—O、O—H共價鍵。
(3)不同意。如非金屬單質(N2等)中含共價鍵,但不屬于化合物;某些離子化合物(如NaOH、Na2O2、NH4Cl等)中既含離子鍵,也含共價鍵,屬于離子化合物。
歸納提升
1.離子鍵與共價鍵的比較。
分類 離子鍵 共價鍵
概念 使帶相反電荷的陰、陽離子結合的相互作用 原子間通過共用電子對所形成的強烈的相互作用
成鍵
微粒 陰、陽離子 原子
成鍵
元素 活潑金屬元素與活潑非金屬元素(銨鹽除外) 大多數為非金屬元素
2.離子化合物與共價化合物的比較。
分類 離子化合物 共價化合物
概念 由陰、陽離子構成的化合物 原子之間全部以共價鍵結合的化合物
構成
粒子 陰、陽離子 原子
熔、沸點 較高 一般較低,少部分很高(如SiO2)
導電性 熔融態或水溶液導電 熔融態不導電,溶于水有的導電(如硫酸),有的不導電(如葡萄糖)
分類 離子化合物 共價化合物
熔化時
破壞的
作用力 破壞離子鍵 一般不破壞共價鍵,極少數破壞共價鍵(如SiO2)
實例 強堿、大多數鹽、活潑金屬氧化物 酸、非金屬氫化物、非金屬氧化物、大多數有機物
3.化學鍵與化合物的關系。
(1)“三個一定”:
①離子化合物中一定含離子鍵;②含離子鍵的一定是離子化合物;③共價化合物中一定不含離子鍵。
(2)“三個可能”:
①離子化合物中可能含有共價鍵,如NaOH;②金屬元素與非金屬元素形成的化合物可能是共價化合物,如AlCl3;③完全由非金屬元素形成的化合物可能是離子化合物,如NH4Cl。
典型例題
【例題1】 下列敘述中,不正確的是(　　)。
A.共價化合物可能含有離子鍵
B.CCl4和NH3都是共價化合物
C.Na2O2是含有共價鍵的離子化合物
D.CaO和NaCl晶體熔化時要破壞離子鍵
答案:A
解析:共價化合物中一定無離子鍵,A錯誤;CCl4和NH3分別含有C—Cl和N—H,都屬于共價化合物,B正確;Na2O2中的 中含有共價鍵:O—O,C正確;CaO和NaCl都屬于離子化合物,熔化時要破壞離子鍵,D正確。
(1)含有共價鍵的分子不一定是共價化合物。例如H2、O2等單質。
(2)含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物。例如NaOH、Na2O2。
(3)離子化合物中可能含有共價鍵,共價化合物中一定不含離子鍵,只有共價鍵。
【變式訓練1】 下列各組物質中,每種物質都是既有離子鍵又有共價鍵的一組是(　　)。
A.NaOH　 H2SO4　 (NH4)2SO4
B.MgO　 Na2SO4　 HNO3
C.NH4Cl　 KOH　 Na3PO4
D.HCl　 Na2O　 MgCl2
答案:C
解析:H2SO4中只有共價鍵,A錯誤;MgO中只有離子鍵, HNO3中只有共價鍵,B錯誤;C項各物質中既有離子鍵又有共價鍵,C正確;HCl中只有共價鍵,Na2O、MgCl2中只有離子鍵,D錯誤。
問題引領
1.按要求填空。
(1)寫出下列物質的電子式:
N2:　　　　　　　　,CO2:　 ,
NH3:　　　　　　　,Na2S:　 ,
Na2O2:　　　　　　,NaOH:　 ,
NH4Cl:　　　　　　。
探究任務2 電子式、結構式的書寫
(2)寫出下列物質的結構式:
N2:　　 　　,CO2:　 　　,NH3:　 　　,H2O:　　　　,
CH4:　　　　,H2O2:　　　　。
(3)用電子式表示物質的形成過程:
①N2:　 。
②NH3:　 。
③CaBr2:　 。
提示:
2.有下列分子①CO2　②NO?、跦Cl?、躊Cl3 ⑤PCl5?、轓2　⑦BCl3?、郤iCl4,其中分子中所有原子均滿足最外層為8e-結構的是　　　　(填序號)。
提示:①④⑥⑧。一般來說,化合物中原子的最外層電子數+化合價絕對值的結果等于8,則各原子滿足最外層8e-穩定結構;否則不滿足。
歸納提升
(1)電子式的書寫類型。
特別提醒 用電子式表示化合物形成過程時,“→”左邊是構成化合物的原子電子式,“→”右邊是化合物的電子式。
(2)結構式是將電子式中的每對共用電子對改為一短線,未
成鍵電子省去。如N2:N≡N,CCl4: 。
(3)“8e-”結構判斷技巧。
若原子的最外層電子數+|化合價|=8,說明該化合物中的該原子為“8e-”結構,如CO2中C:4+|+4|=8,C原子最外層滿足8e-穩定結構。
典型例題
【例題2】 下列電子式或用電子式表示的化合物的形成過程正確的是(　　)。
D
電子式書寫常見的“八大錯誤”:
【變式訓練2】 下列分子中所有原子都滿足最外層為8電子穩定結構的是(　　)。
A.BF3 B.H2O C.SiCl4 D.PCl5
答案:C
解析:分子中原子最外層是否達到8個電子的穩定結構,取決于兩個因素,一是該中性原子的最外層電子數;二是該元素的化合價的絕對值。在分子中的原子如果滿足兩者之和為8,則滿足8電子穩定結構。A項中硼原子最外層為6個電子;B項中H原子最外層為2個電子;D項中P原子最外層超過8個電子。

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