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1、化学键分子结构穆第1页，本讲稿共34页一、化学键一、化学键一、化学键一、化学键(概念、种类、存在、应用）概念、种类、存在、应用）概念、种类、存在、应用）概念、种类、存在、应用）离子键离子键离子键离子键化学键化学键化学键化学键 共价键共价键共价键共价键 极性键极性键极性键极性键 非极性键非极性键非极性键非极性键 金属键第2页，本讲稿共34页活泼金属与活泼非金属活泼金属与活泼非金属离子半径越小，离子带电荷越离子半径越小，离子带电荷越多，键越强多，键越强1.离子键离子键概念概念强弱因素强弱因素成键条件成键条件存在存在表示方法表示方法用电子式表示离子化合物用电子式表示离子化合物形成过程阴阳离子阴阳离子
2、 静电作用静电作用只存在于离子化合物中：离子化合物中一定有离子键，离子化合物中一定有离子键，可能有共价键！可能有共价键！强碱：强碱：NaOH等；等；大多数盐：大多数盐：NaCl、NH4Cl、BaSO4、等等;活泼金属氧化物：活泼金属氧化物：Na2O等；等；类盐：类盐：Na2O2、CaC2、Mg3N2、NaH等等;离子化合物与离子键的关系？离子化合物与离子键的关系？第3页，本讲稿共34页非金属与非金属（为主）非金属与非金属（为主）原子半径越小，键越强原子半径越小，键越强原子共用电子对原子共用电子对2.共价键共价键概念概念强弱因素强弱因素成键条件成键条件存在存在表示方法表示方法用电子式表示共价键的
3、形成用电子式和结构式表示共价型分子的结构共价化合物内原子之间共价化合物内原子之间原子晶体：原子晶体：SiO2分子晶体：酸、非金属氧化物、氢分子晶体：酸、非金属氧化物、氢化物、互化物、有机物化物、互化物、有机物非金属单质内原子之间非金属单质内原子之间（稀有气（稀有气体除外）体除外）原子晶体：金刚石、硅原子晶体：金刚石、硅分子晶体：分子晶体：H2、P4、C60.离子化合物的复杂离子内：离子化合物的复杂离子内：NaOH、NH4 4Cl、Na2O2、CaC2等等;共价化合物和非金属单质中一定有共价键共价化合物和非金属单质中一定有共价键（惰性气体分子除外），一定无离子键！（惰性气体分子除外），一定无离子
4、键！共价键与共价化合物的关系？共价键与共价化合物的关系？第4页，本讲稿共34页.共价键的类别共价键的类别离子键：电子对完全偏移=电子得失 Na:Cl:-:极性键：由不同元素的原子形成的 共价键(共用电子对偏向吸引电子能力强的一方)H :Cl:非极性键:由同种元素的原子形成的共价键(共用电子对不偏移):Cl:Cl:共共价价键键化化学学键键第5页，本讲稿共34页 非极性键一般存在于：非极性键一般存在于：单质：单质：H2、Cl2、O2、N2 共价化合物共价化合物:H2O2 离子化合物离子化合物:Na2O2 极性键一般存在于极性键一般存在于:共价化合物共价化合物:CO2、HCl、H2O、H2SO4 离
5、子化合物：离子化合物：NaOH、NH4Cl、Na2SO4 第6页，本讲稿共34页键长：成键原子核与核间的平均距离。键长：成键原子核与核间的平均距离。键越短，键越短，键能越键能越_，分子越，分子越_。键能：拆开键能：拆开键能：拆开键能：拆开1mol1mol共价键所消耗的能量。键能越大，键共价键所消耗的能量。键能越大，键共价键所消耗的能量。键能越大，键共价键所消耗的能量。键能越大，键越越越越_，分子越分子越_。键角：多原子分子中相邻键与键之间的键角：多原子分子中相邻键与键之间的 夹角。夹角。键能和键长决定分子的键能和键长决定分子的_，键角和键长决定分子的，键角和键长决定分子的_。共价键的三个键参数
6、：键能、键长、键角共价键的三个键参数：键能、键长、键角第7页，本讲稿共34页分子形状与键角的关系分子形状与键角的关系 分子形状分子形状 分子及键角分子及键角 正四面体型正四面体型 三角锥型三角锥型 平面正三角型平面正三角型 直线型直线型 折线型折线型 平面分子平面分子CHCH4、CClCCl4、NHNH4+、P P4、SiClSiCl4、SiHSiH4NH3、PH3、AsH3CO2、CS2、C2H2H2O、H2SC2H4、C6H6第8页，本讲稿共34页化学键小结（举例）1）只有非极性键的物质：2）只有极性键的物质：3）既有极性键、又有非极性键的：4）只有离子键的：5）既有离子键、又有极性键的6
7、）既有离子键、又有非极性键的7）无化学键的：8）既有离子键、共价键，又有配位键的：第9页，本讲稿共34页电子式：电子式：在元素符号周围用小黑点在元素符号周围用小黑点“”或小叉或小叉“”来表示原子的来表示原子的最外层电子最外层电子的式子的式子。练习练习1写出下列原子的电子式：写出下列原子的电子式：Mg、F、S、Na、Al、N练习练习2写出下列离子的电子式：写出下列离子的电子式：Na+、Mg2+、Al3+、H+、H-、S2-、Cl-、NH4+小结离子的电子式单核阳离子：离子符号所有阴离子：n-的形式多核阳离子：n+3、电子式、电子式第10页，本讲稿共34页练习练习3写出下列微粒的电子式和结构式：写
8、出下列微粒的电子式和结构式：H2、Cl2、HCl、H2O2、PCl3、CO2、N2练习练习5用电子式表示下列物质的形成过程：用电子式表示下列物质的形成过程：H2O、NH3、MgCl2 练习练习4写出下列离子化合物的电子式：写出下列离子化合物的电子式：NH4Cl、Na2O、Na2O2、CaF2、NaOH、第11页，本讲稿共34页书写电子式时应注意：书写电子式时应注意：(1)要清楚是离子化合物还是共价化合物要清楚是离子化合物还是共价化合物(2)不要混淆不要混淆“用电子式表示物质用电子式表示物质”还是还是“用电子式表示形成过程用电子式表示形成过程”第12页，本讲稿共34页下列化合物中含有非极性键的离
9、子化合物是（）A Na2O2 B KOH C CaCl2 D HClE H2O2 F CO2第13页，本讲稿共34页下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是（）A XeF6 B HClO C S2Cl2 D BF3 E PCl3 F PCl5G BeCl2 H N2 化合价绝对值最外层电子数化合价绝对值最外层电子数8或共用电子对数最外层电子数或共用电子对数最外层电子数8第14页，本讲稿共34页（1）.非极性分子非极性分子:整个分子的电荷分布均匀整个分子的电荷分布均匀对称（即整个分子的正负电荷的重心重合）。对称（即整个分子的正负电荷的重心重合）。极性分子极性分子：整个分子的电荷分布不均匀、不
10、：整个分子的电荷分布不均匀、不 对称（即整个分子的正负电荷的重心不重合）。对称（即整个分子的正负电荷的重心不重合）。4、极性分子和非极性分子第15页，本讲稿共34页（2）.键的极性与分子极性的关系：键的极性与分子极性的关系：两者的视角差异：键的极性仅由成键原子两者的视角差异：键的极性仅由成键原子是否属于同种元素决定。分子的极性看整个是否属于同种元素决定。分子的极性看整个分子电荷分布是否对称。分子电荷分布是否对称。均由非极性键构成的分子一定是非极性分均由非极性键构成的分子一定是非极性分子，如子，如H2、Cl2、N2、P4等。等。含极性键的分子含极性键的分子 对称，无极性对称，无极性 分子的极性是
11、由键的极性和分子的极性是由键的极性和不对称，有极性不对称，有极性 分子的空间构型共同决定的分子的空间构型共同决定的第16页，本讲稿共34页 极性分子 非极性分子双原子分子三原子分子四原子分子五原子分子 HClCl2H2O、H2SCO2、CS2NH3C2H2、P4CH4、CCl4CHCl3第19页，本讲稿共34页相似相溶原理相似相溶原理极性物质易溶于极性溶剂中（水）。极性物质易溶于极性溶剂中（水）。非极性物质易溶于非极性溶剂中。非极性物质易溶于非极性溶剂中。例如：卤素单质较难溶于水，易溶于例如：卤素单质较难溶于水，易溶于CCl4、苯等有机溶剂；白磷、硫难溶于、苯等有机溶剂；白磷、硫难溶于水，易溶
12、于水，易溶于CS2第20页，本讲稿共34页金属金属金属离子半径越小，离子带电荷越多，金属离子半径越小，离子带电荷越多，金属离子半径越小，离子带电荷越多，金属离子半径越小，离子带电荷越多，键越强键越强键越强键越强5.金属键金属键概念概念强弱因素强弱因素成键条件成键条件存在存在金属阳离子金属阳离子 和自由电子和自由电子 静电作用静电作用有阳离子的晶体不一定是离子晶体，有有阳离子的晶体不一定是离子晶体，有阴离子的阴离子的晶体一定是离子晶体晶体一定是离子晶体第21页，本讲稿共34页二二.分子间作用力及氢键分子间作用力及氢键（1）分子间作用力（范德瓦耳斯力）分子间作用力（范德瓦耳斯力）概念：概念：概念：
13、概念：存在：存在：影响因素：影响因素：分子分子之间微弱的电性作用。之间微弱的电性作用。分子晶体内分子分子晶体内分子间间非金属单质（除非金属单质（除C、Si）分子、稀有气体分子、共价化合物（除分子、稀有气体分子、共价化合物（除SiO2)分分子子；石墨片层之间。；石墨片层之间。与式量有关与式量有关组成结构相近的分子，分子量越大，熔组成结构相近的分子，分子量越大，熔沸点越高沸点越高第22页，本讲稿共34页相对分子质量相近的物质，分子极性越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就高。如：CO N2与分子极性有关与分子极性有关第23页，本讲稿共34页如有机同分异构体中，支链越多，如有机同分异构体中，支链越多
14、，沸点越低。沸点越低。例如：正戊烷例如：正戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷与支链多少有关与支链多少有关第24页，本讲稿共34页组成结构相近的有机物，一般含碳碳组成结构相近的有机物，一般含碳碳双键越多，熔、沸点越低双键越多，熔、沸点越低例如：例如：油酸油酸 硬脂酸硬脂酸 油酸甘油酯油酸甘油酯 硬脂酸甘油酯硬脂酸甘油酯与不饱和键多少有关与不饱和键多少有关第25页，本讲稿共34页（2）氢键）氢键概念：概念：存在：存在：存在：存在：应用：应用：表示方法：表示方法：由于氢核裸露产生的分子间较强的静电作用。由于氢核裸露产生的分子间较强的静电作用。（比（比化学键弱的多，比分子间作用力稍强化学键弱的多，比分子
15、间作用力稍强)N、F、O的氢化物分子之间（非气态）的氢化物分子之间（非气态）影响物质的一些物理性质如：影响物质的一些物理性质如：熔沸点、溶解度、熔沸点、溶解度、密度。密度。FH-+FH-+共价键氢键FH第26页，本讲稿共34页F2Cl2Br2I2F2Cl2Br2I2沸点熔点相对分子质量0-50-100-150-200-2505010015020025050100 150200250温度温度/卤素单质的熔、沸点与相对分子质量的关系第27页，本讲稿共34页0-50-100-150-200-25050100150200250100300200400温度温度/相对分子质量500CF4CCl4CBr4C
16、F4CCl4CBr4CI4沸点熔点四卤化碳的熔沸点与相对分子质量的关系第28页，本讲稿共34页2345-150-125-100-75-50-250255075100CH4SiH4GeH4SnH4NH3PH3AsH3SbH3HFHClHBrHIH2OH2SH2SeH2Te沸点沸点/周期一些氢化物的沸点第29页，本讲稿共34页(09(09全全全全国国国国卷卷卷卷2929）已已已已知知知知周周周周期期期期表表表表中中中中，元元元元素素素素QQ、R R、WW、Y Y与与与与元元元元素素素素X X相相相相邻邻邻邻。Y Y的的的的最最最最高高高高化化化化合合合合价价价价氧氧氧氧化物的水化物是化物的水化物是
17、化物的水化物是化物的水化物是强强强强酸。回答下列酸。回答下列酸。回答下列酸。回答下列问题问题问题问题：（1 1）WW与与与与QQ可可可可以以以以形形形形成成成成一一一一种种种种高高高高温温温温结结结结构构构构陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料。WW的的的的氯氯氯氯化化化化物物物物分分分分子子子子呈呈呈呈正正正正四四四四面面面面体体体体结结结结构构构构，WW的的的的氧氧氧氧化物的晶体化物的晶体化物的晶体化物的晶体类类类类型是型是型是型是 ；（2 2）QQ的具有相同化合价且可以相互的具有相同化合价且可以相互的具有相同化合价且可以相互的具有相同化合价且可以相互转变转变转变转变的氧化物是的氧化物是的氧化
18、物是的氧化物是 ；（3 3）R R和和和和Y Y形成的二元化合物中，形成的二元化合物中，形成的二元化合物中，形成的二元化合物中，R R呈呈呈呈现现现现最高化合价的化合物的化学式是最高化合价的化合物的化学式是最高化合价的化合物的化学式是最高化合价的化合物的化学式是 ；（4 4）这这这这5 5个个个个元元元元素素素素的的的的氢氢氢氢化化化化物物物物分分分分子子子子中中中中，立立立立体体体体结结结结构构构构类类类类型型型型相相相相同同同同的的的的氢氢氢氢化化化化物物物物的的的的沸沸沸沸点点点点从从从从高高高高到到到到低低低低排列次序是（填化学式）排列次序是（填化学式）排列次序是（填化学式）排列次序是
19、（填化学式），其原因是，其原因是，其原因是，其原因是 电电电电子子子子总总总总数相同的数相同的数相同的数相同的氢氢氢氢化物的化学式和立体化物的化学式和立体化物的化学式和立体化物的化学式和立体结结结结构分构分构分构分别别别别是是是是 （5 5）WW和和和和QQ所所所所形形形形成成成成的的的的结结结结构构构构陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷材材材材料料料料的的的的一一一一种种种种合合合合成成成成方方方方法法法法如如如如下下下下：WW的的的的氯氯氯氯化化化化物物物物与与与与QQ的的的的氢氢氢氢化化化化物物物物加加加加热热热热反反反反应应应应，生生生生成成成成化化化化合合合合物物物物W(QHW(QH2 2)4 4和和
20、和和HCLHCL气气气气体体体体；W(QHW(QH2 2)4 4在在在在高高高高温温温温下下下下分分分分解解解解生生生生成成成成QQ的的的的氢氢氢氢化化化化物物物物和和和和该该该该陶瓷材料。上述相关反陶瓷材料。上述相关反陶瓷材料。上述相关反陶瓷材料。上述相关反应应应应的化学方程式（各物的化学方程式（各物的化学方程式（各物的化学方程式（各物质质质质用化学式表示）是用化学式表示）是用化学式表示）是用化学式表示）是原子晶体原子晶体原子晶体原子晶体NO2NO2和和和和N2O4N2O4As2S5As2S5NH3 AsH3 PH3NH3 AsH3 PH3SiH4SiH4、PH3PH3和和和和H2SH2S结
21、构分别为正四面体，三角锥和结构分别为正四面体，三角锥和结构分别为正四面体，三角锥和结构分别为正四面体，三角锥和V V形形形形SiCl4+4NH3=Si(NH2)4+4HClSiCl4+4NH3=Si(NH2)4+4HCl，3Si(NH2)4=8NH3+Si3N43Si(NH2)4=8NH3+Si3N4第31页，本讲稿共34页(09(09重庆卷重庆卷重庆卷重庆卷29)29)（1515分）化合物分）化合物分）化合物分）化合物A A由周期不同的短周期元素由周期不同的短周期元素由周期不同的短周期元素由周期不同的短周期元素X X、Y Y组成，是良好的耐热冲击材料。组成，是良好的耐热冲击材料。组成，是良好
22、的耐热冲击材料。组成，是良好的耐热冲击材料。X X的单质既可与盐酸反应，又可与的单质既可与盐酸反应，又可与的单质既可与盐酸反应，又可与的单质既可与盐酸反应，又可与NaOHNaOH溶液反应，溶液反应，溶液反应，溶液反应，X X的原子结的原子结的原子结的原子结构示意图为构示意图为构示意图为构示意图为 。X X的硫酸盐溶液与过量的硫酸盐溶液与过量的硫酸盐溶液与过量的硫酸盐溶液与过量NaOHNaOH溶液反应的离子方程式为溶液反应的离子方程式为溶液反应的离子方程式为溶液反应的离子方程式为 一定条件下，一定条件下，一定条件下，一定条件下，A A和水缓慢作用生成含和水缓慢作用生成含和水缓慢作用生成含和水缓慢
23、作用生成含Y Y的化合物的化合物的化合物的化合物Z Z，Z Z分子含有分子含有分子含有分子含有1010个电子。个电子。个电子。个电子。Z Z与与与与H2O2H2O2反应，其产物之一是反应，其产物之一是反应，其产物之一是反应，其产物之一是Y Y的单质，的单质，的单质，的单质，Y Y的单质地电子的单质地电子的单质地电子的单质地电子式为式为式为式为 ；Z Z分子的结构呈分子的结构呈分子的结构呈分子的结构呈 A A的化学式是的化学式是的化学式是的化学式是 （4 4）X X的单质、石墨和二氧化钛（的单质、石墨和二氧化钛（的单质、石墨和二氧化钛（的单质、石墨和二氧化钛（TiO2TiO2）按比例混合，高）按
24、比例混合，高）按比例混合，高）按比例混合，高温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型陶瓷材料（在火箭和导弹上有重要应用），其反应的化陶瓷材料（在火箭和导弹上有重要应用），其反应的化陶瓷材料（在火箭和导弹上有重要应用），其反应的化陶瓷材料（在火箭和导弹上有重要应用），其反应的化学方程式是学方程式是学方程式是学方程式是第32页，本讲稿共34页第33页，本讲稿共34页（0808全国全国全国全国卷）卷）卷）卷）Q Q、R R、X X、Y Y、Z Z为前
25、为前为前为前2020号元素中的五种，号元素中的五种，号元素中的五种，号元素中的五种，Q Q的的的的低价氧化物与低价氧化物与低价氧化物与低价氧化物与X X单质分子的电子总数相等，单质分子的电子总数相等，单质分子的电子总数相等，单质分子的电子总数相等，R R与与与与Q Q同族，同族，同族，同族，Y Y和和和和Z Z的的的的离子与离子与离子与离子与ArAr原子电子层结构相同且原子电子层结构相同且原子电子层结构相同且原子电子层结构相同且Y Y的原子序数小于的原子序数小于的原子序数小于的原子序数小于Z Z(1)Q(1)Q的最高价氧化物，其固体属于的最高价氧化物，其固体属于的最高价氧化物，其固体属于的最高
26、价氧化物，其固体属于_ _晶体，俗名叫晶体，俗名叫晶体，俗名叫晶体，俗名叫_。(2)R(2)R的氢化物的分子的空间构型是的氢化物的分子的空间构型是的氢化物的分子的空间构型是的氢化物的分子的空间构型是_，属于，属于，属于，属于_分子分子分子分子(填填填填“极性极性极性极性”或或或或“非极性非极性非极性非极性”)”)，它与，它与，它与，它与X X形成形成形成形成的化合物可作为一种重要陶瓷材料，其化学式是的化合物可作为一种重要陶瓷材料，其化学式是的化合物可作为一种重要陶瓷材料，其化学式是的化合物可作为一种重要陶瓷材料，其化学式是_(3)X(3)X的常见氢化物的空间构型是的常见氢化物的空间构型是的常见
27、氢化物的空间构型是的常见氢化物的空间构型是_；它的另；它的另；它的另；它的另一种氢化物一种氢化物一种氢化物一种氢化物X2H4X2H4是一种火箭燃料的成分，其电子式是是一种火箭燃料的成分，其电子式是是一种火箭燃料的成分，其电子式是是一种火箭燃料的成分，其电子式是_。(4)Q(4)Q分别与分别与分别与分别与Y Y、Z Z形成的共价化合物的化学式是形成的共价化合物的化学式是形成的共价化合物的化学式是形成的共价化合物的化学式是_和和和和_；Q Q与与与与Y Y形成的分子的电子式是形成的分子的电子式是形成的分子的电子式是形成的分子的电子式是_，属于，属于，属于，属于_分子分子分子分子(填填填填“极性极性极性极性”或或或或“非极性非极性非极性非极性”)”)。第34页，本讲稿共34页