化学键和分子间作用力

2.1化学键和分子间作用力化学键化学键离子键形成离子化合物共价键极性键非极性键金属键直接相邻的两个或多个原子或离子之间的强烈相互作用一、离子键：阴阳离子之间强烈的静电作用(书P22)1、成键微粒：阴、阳离子2、相互作用：静电作用（静电引力和斥力）3、成键过程：阴阳离子接近到一定距离时，吸引和排斥达到平衡，就形成了离子键练习：请用电子式表示CaS和Na2O的形成过程。绝大多数盐强碱金属氧化物8、离子键的强弱因素：离子电荷离子半径6、离子键的特征:无方向性和饱和性5、离子的结构特征(书P23)7、离子化合物：含有离子键的化合物4、成键条件：活泼金属与活泼非金属;活泼金属阳离子与酸根离子思考哪些粒子能形成离子键？注意:NH4+看作是活泼的金属阳离子活泼的金属元素和活泼非金属元素之间能形成离子键。非金属元素之间能形成离子键吗？为什么？讨论二、共价键：原子之间通过共用电子对所形成的化学键1、成键微粒：原子2、相互作用：共用电子对3、形成共价键条件：同种或不同种非金属元素原子结合(少部分例外，如AlCl3，FeCl3）4、存在：不仅存在于非金属单质和共价化合物中，也存在于有些离子化合物中H2HClNaOHNH4ClNa2O2思考哪些粒子能形成共价键？共价化合物：只含有共价键的化合物酸非金属氢化物、非金属氧化物大多数有机物极少数盐5、共价键的特征:有方向性和饱和性思考：所有的由非金属元素组成的化合物都是共价化合物吗？举例说明练习：请用电子式表示Cl2和NH3的形成过程。6、、共价键的几个参数键长：成键原子核与核间的距离键能：拆开1mol共价键所消耗的能量键角：多原子分子中键与键之间的夹角键越长，共价键越弱键能越大，键越牢固思考：试从共价键角度来分析HF、HCl、HBr、HI分子的稳定性由强到弱的顺序2、共用电子对是否有偏向是由什么因素引起的?1、键的极性的判断依据是什么？7、共价键的极性思考:极性共价键非极性共价键非极性键:共用电子对无偏向（电荷分布均匀）如:H2(H-H)Cl2(Cl-Cl)N2(NN)极性键共用电子对有偏向（电荷分布不均匀）如:HCl(H-Cl)H2O(H-O-H)【比较整理】H2HCl特征组成原子吸引电子对能力共用电子对位置成键原子电性结论同种原子不同种原子相同不相同不偏向任何一个原子偏向吸引电子能力强的原子一方不显电性显电性非极性键A－A极性键A－B[练习]指出下列物质中的化学键类型1、O22、CH43、CO24、H2O25、Na2O26、NaOH非极性键极性键极性键(H-O-O-H)极性键非极性键离子键、非极性键离子键、极性键练习一:判断下列说法是否正确1、任何物质中都存在化学键。2、离子键一定只存在于活泼金属阳离子和阴离子之间。3、离子化合物中可以存在非极性键4、共价化合物中可能存在离子键5、含有共价键的物质一定是共价化合物╳√╳╳╳6、全部由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物╳练习二：下列物质中，含有共价键的化学式是_______________________________；只含有共价键的化学式是_______________（填序号）A、NaOHB、NaClC、NH4ClD、H2SE、Cl2F、HClG、CO2H、Na2O2D、E、F、GA、C、D、E、F、G、H[思考与交流]（1）共价化合物和离子化合物的区别及鉴别方法？（2）以上讨论的共价键的共用电子对都是由成键双方提供的，那么共用电子对能不能由成键原子单方面提供呢？举例说明8、共价键的种类极性共价键非极性共价键（配位键）例如：NH4+配位键：电子对由一个原子单方面提供,跟另一个原子共用而形成的共价键又如：H3O+练习三、写出下列微粒或物质的电子式MgSCaCl2(NH4)2SCO2Na2O2H2O2H2SHCNN2PCl3BF3HClONaClONaHS2-Na+OH-H3O+练习四：下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是①H2O2②BF3③四氟化氙（XeF4）④PCl3⑤PCl5⑥CCl4⑦CO2⑧白磷（P4）答案：④⑥⑦⑧根据电荷分布是否均匀，共价键有极性、非极性之分，以共价键结合的分子是否也有极性、非极性之分呢？分子的极性又是根据什么来判定呢?三、分子的极性非极性分子：电荷分布均匀的分子极性分子：电荷分布不均匀不对称的分子ClCl共用电子对ClCl2个Cl原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一个原子，整个分子的电荷分布均匀，∴为非极性分子HCl共用电子对HClHCl分子中，共用电子对偏向Cl原子，Cl原子一端相对地显负电性，H原子一端相对地显正电性，整个分子的电荷分布不均匀，∴为极性分子δ+δ-2、含有极性键的分子一定是极性分子吗？分析方法：从力的角度分析中心原子A所受合力是否为零来判断，F合=0，为非极性分子（极性抵消），F合≠0，为极性分子（极性不抵消）思考1、只含有非极性键的分子一定是非极性分子吗？C=O键是极性键，但CO2是直线型分子，两个C=O键是对称排列的，两键的极性互相抵消（F合=0），∴整个分子没有极性，电荷分布均匀，是非极性分子180ºF1F2F合=0OOCHOH104º30＇F1F2F合≠0O-H键是极性键，共用电子对偏O原子，由于分子是折线型构型，两个O-H键的极性不能抵消（F合≠0），∴整个分子电荷分布不均匀，是极性分子HHHN120º107º18'三角锥型,不对称，键的极性不能抵消，是极性分子F1F2F3F’平面三角形，对称，键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子BFFFCHHHH109º28'正四面体型，对称结构，C-H键的极性互相抵消（F合=0），是非极性分子分子的极性分子的空间结构键角决定键的极性决定小结：常见分子键的极性键角分子构型分子类型1、常见分子的构型及分子的极性双原子分子H2、Cl2无无直线型非极性HCl有无直线型极性H2O有104º30'折线型极性CO2、CS2有180º直线型非极性三原子分子四原子分子NH3有107º18'三角锥型极性BF3、BCl3有120º平面三角形非极性CH4、CCl4有109º28'正四面体型非极性五原子2、相似相溶原理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（苯、CCl4等）思考：下列变化时：①烧碱熔化②食盐溶于水③氯化氢溶于水④过氧化钠溶于水⑤碘升华⑥加热使液态氦气汽化仅破坏离子键的是（）仅破坏共价键的是（）既破坏离子键又破坏共价键的是（）未破坏化学键的是（）疑点既然碘升华、液态氦气汽化没有破坏化学键，那为什么还要消耗能量呢？①②③④⑤⑥1.分子间作用力四、分子间作用力和氢键（1）分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。（2）分子间作用力只存在于由分子构成的物质中，如：多数非金属单质、稀有气体、非金属氧化物、酸、氢化物、有机物等。把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力（也叫范德华力）（3）一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。如卤素单质.应用：对于四氟化碳、四氯化碳、四溴化碳、四碘化碳，其熔沸点如何变化？思考：分析气体H2、CO2、Ne中存在哪些作用力？归纳:分子间作用力与化学键的比较作用微粒作用力大小意义化学键分子间作用力原子间分子之间作用力大作用力小影响化学性质和物理性质影响物理性质（熔沸点等）为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？提问：一些氢化物的沸点（1）形成条件：原子半径较小，非金属性很强的原子Y(N、O、F)与H原子形成强极性共价键，与另一个分子中的半径较小，非金属性很强的原子Y(N、O、F)，在分子间H与Y产生较强的静电吸引，形成氢键（2）表示方法：X—H…Y—H（X.Y可相同或不同，一般为N、O、F）（3）氢键能级：比化学键弱，但比范德华力稍强2、氢键(4)特征：具有方向性结论1：氢键的形成会使含有氢键的物质的熔、沸点大大升高。如：水的沸点高、氨易液化等。这是因为固体熔化或液体汽化时，必须破坏范德华力和氢键结论2：氢键的形成使物质的溶解性也大大升高。如：NH3极易溶于水1.下列物质中含有共价键的离子化合物是（）A.Ba(OH)2B.CaCl2C.H2OD.Na2O2A2.在下列分子结构中，原子的最外层电子不能满足8电子稳定结构的是（）A.CO2B.PCl3C.CCl4D.NO2D【课堂演练】3.下列各分子中，化学键类型有差异的是（）A.H2O、CO2B.MgF2、H2O2C.NaOH、Ba(OH)2D.NaCl、KCl4.下列每种粒子中，所含化学键完全相同的是（）A.Na2O2B.H2O2C.H2OD.NH4ClBC5.下列过程中，共价键被破坏的是()A.碘升华B.溴蒸气被木炭吸附C.蔗糖溶于水D.氯化氢气体溶于水6.最近，科学研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为C60，下列说法正确的是（）A.C60的熔沸点高B.C60和金刚石都是碳单质C.C60中含离子键D.C60中只有共价键DBDTi金属样品金属共同的物理性质导电、导热、有延展性、有金属光泽金属为什么具有这些共同性质呢?组成粒子：金属阳离子和自由电子金属原子脱落下来的价电子遍布整个晶体,被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体金属阳离子和自由电子之间的较强的相互作用五、金属键：【讨论1】金属为什么易导电？在金属晶体中，存在着许多自由电子，在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。【讨论2】金属为什么易导热？自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。自由电子+金属离子金属原子错位+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？不同的金属在某些性质方面，如密度、硬度、熔点等又表现出很大差别金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径小金属键强，熔沸点高金属之最熔点最低的金属是--------汞熔点最高的金属是--------钨密度最小的金属是--------锂密度最大的金属是--------锇硬度最小的金属是--------铯硬度最大的金属是--------铬最活泼的金属是----------铯最稳定的金属是----------金延性最好的金属是--------铂展性最好的金属是--------金1、金属晶体的形成是因为晶体中存在（）A.金属离子间的相互作用B．金属原子间的相互作用C.金属离子与自由电子间的相互作用D.金属原子与自由电子间的相互作用C【课堂演练】2．金属能导电的原因是（）A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子C3、下列叙述正确的是（）A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子B．原子晶体中只含有共价键C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键D．分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键B4、为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？