物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教案

1、專題3微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì)第一單元 金屬鍵 金屬晶體一、金屬鍵1、 金屬晶體定義：由金屬陽離子和自由電子通過金屬鍵形成的具有一定幾何外形的晶體。晶體類型金屬晶體離子晶體原子晶體分子晶體構(gòu)成粒子金屬陽離子自由電子陰陽離子原子分子粒子間作用力金屬鍵離子鍵共價鍵分子間作用力2、金屬的物理性質(zhì) 導電性：自由電子 導熱性：自由電子 延展性：金屬原子的相對滑動 硬度和熔沸點：與金屬鍵的強弱有關(guān)。（由庫侖定律推導）一般規(guī)律：原子半徑越小、價電子數(shù)越多（即陽離子的的電荷越多），金屬鍵就越強，硬度就越大，熔沸點就越高。二、合金的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、合金的定義兩種和兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特

2、性的物質(zhì)，叫做合金，合金屬于混合物。2、合金的特點仍保留金屬的化學性質(zhì)，但物理性質(zhì)改變很大；熔點比各成份金屬的都低；強度、硬度比成分金屬大；有的抗腐蝕能力強；導電性比成分金屬差。 3、合金的種類：防腐性優(yōu)異的不銹鋼、 儲氫材料LaNi5合金、形狀記憶合金、高強度的錳鋼、高磁性的硅鋼、航空材料鈦合金。三、金屬晶體原子堆積模型類型簡單立方 體心立方 鉀型面心立方 銅型六方堆積鎂型代表物Po(釙)鉀、鈉等堿金屬及鐵、鋇金、銀、銅、鋁、鈣、鍶鈹、鎂、鋅、鈦配位數(shù)(晶體結(jié)構(gòu)中，與任何一個原子最近的原子數(shù)目)681212晶胞中的原子數(shù) 125-原子半徑設(shè)立方體邊長為a注：相鄰的球彼此接觸r(原子)= 注：

3、體心對角線上的球彼此接觸注：立方體面上對角線上的球彼此接觸注：六邊形上的球彼此接觸空間利用率（晶胞中原子的體積占晶胞空間的百分率）52%68%74%74%第二單元 離子鍵 離子晶體一、離子鍵 1、離子鍵的定義：使陰、陽離子結(jié)合成離子化合物的靜電作用 【小結(jié)】：常見的離子化合物 活潑的金屬元素（IA、IIA）和活潑的非金屬元素（VIA、VIIA）形成的化合物。 活潑的金屬元素和酸根離子（或氫氧根離子）形成的化合物 銨根和酸根離子（或活潑非金屬元素離子）形成的鹽。 【小結(jié)】：離子化合物電子式的書寫 簡單陰離子的電子式不但要表達出最外層所有電子數(shù)（包括得到的電子），而且用方括號“ ”括起來，并在右上

4、角注明負電荷數(shù) 簡單陽離子的電子式就是離子符號 離子化合物的電子式由陰離子和陽離子電子式組成，相同的離子不能合并二、離子鍵的特征 通常情況下，陰、陽離子可以看成是球形對稱的，其電荷分布也是球形對稱的，只要空間條件允許，一個離子可以同時吸引多個帶相反電荷的離子。因此離子鍵沒有方向性和飽和性。離子晶體中離子配位數(shù)的多少主要取決于陰陽離子的相對大小。三、離子鍵的強度晶格能在離子晶體中，陰、陽離子間靜電作用的大小用晶格能來衡量。晶格能（符號為U）是指拆開1mol離子晶體使之形成氣態(tài)陰離子和陽離子所吸收的能量。 離子電荷數(shù)的影響：電荷高，晶格能大，離子晶體的熔沸點高、硬度大。 離子半徑的影響：半徑大,

5、導致離子間距大, 晶格能小，離子晶體的熔沸點低、硬度小。4、 離子晶體的空間結(jié)構(gòu)離子晶體有多種晶體結(jié)構(gòu)類型，其中氯化鈉型和氯化銫型是兩種最常見的離子晶體結(jié)構(gòu)類型。首先看NaCl的晶胞:（KCl、NaBr、LiF、CaO、MgO、NiO、CaS）屬于氯化銫型晶胞的有：（CsBr、CsI、NH4Cl）第二單元 共價鍵 原子晶體一、共價鍵1共價鍵的形成：共價鍵是原子間通過共用電子對所形成的的化學鍵。2共價鍵的特點具有飽和性：形成的共價鍵數(shù) = 未成對電子數(shù)具有方向性3 用電子式表示共價鍵的形成4共價鍵的分類 鍵：頭碰頭重疊 鍵：肩并肩重疊 按成鍵方式分 極性分子 非極性分子 按鍵的極性分 單鍵 雙鍵

6、 三鍵 按兩原子間的共用電子對的數(shù)目分4一種特殊的共價鍵 -配位鍵定義：由一個原子單方面提供一對電子與另一個接受電子的原子共用而形成共價鍵。配位鍵的成鍵要求一個原子提供孤對電子，另一個原子有空軌道，兩者形成配位鍵配位鍵的存在2、 共價鍵的鍵能1鍵能的定義：在101KPa、298K條件下。1mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過程所吸收的能量，稱為AB鍵共價鍵得鍵能2鍵長：兩原子核間的平均間距3鍵能大小與鍵長長短的關(guān)系：鍵能越大，鍵長越短4鍵能大小與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：鍵能越大，分子越穩(wěn)定5鍵角：鍵角反映了分子的空間結(jié)構(gòu)，可幫助我們認識分子的形狀和判斷分子的極性6利用鍵能計算化學反應中的H反

7、應熱應該為斷開舊化學鍵（拆開反應物原子）所需要吸收的能量與形成新化學鍵（原子重新組合成反應生成物）所放出能量的差值。舊鍵斷裂所吸收的總能量大于新鍵形成所放出的總能量，反應為吸熱反應，反之為放熱反應。由于反應后放出的熱量使反應本身的能量降低，故規(guī)定H為“”，則由鍵能求反應熱的公式為H =反應物的鍵能總和生成物的鍵能總和。提醒：反應熱H =生成物的總能量反應物的總能量。（正好與上面相反）放熱反應的H為“”，H0；吸熱反應的H為“+”， H0。反應物和生成物的化學鍵的強弱決定著化學反應過程中的能量變化。三、原子晶體1原子晶體的定義相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。2常見的原子晶體

8、 金剛石（C） 石英（SiO2）3原子晶體的主要性質(zhì)熔點和沸點高 硬度大 一般不導電 且難溶于一些常見的溶劑4影響原子晶體熔沸點、硬度的主要因素結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體熔、沸點越高，硬度越大5過度型晶體-石墨簡介石墨為層狀結(jié)構(gòu)，各層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動，所以石墨很軟。石墨各層均為平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳原子之間存在很強的共價鍵（大鍵），故熔沸點很高。石墨為混合鍵型晶體第四單元 分子間作用力 分子晶體1、 分子間作用力1提出分子間存在作用力的依據(jù)氣體分子能夠凝聚成相應的固體或液體2分子間作用力的本質(zhì)存在于分子間的一種較弱的相互作用力。3分子間作用力的類型（1）取

9、向力極性分子之間靠永久偶極與永久偶極作用稱為取向力。僅存在于極性分子之間（2）誘導力誘導偶極與永久偶極作用稱為誘導力。極性分子作用為電場，使非極性分子產(chǎn)生誘導偶極或使極性分子的偶極增大(也產(chǎn)生誘導偶極)，這時誘導偶極與永久偶極之間形成誘導力，因此誘導力存在于極性分子與非極性分子之間，也存在于極性分子與極性分子之間。（3）色散力瞬間偶極與瞬間偶極之間有色散力。由于各種分子均有瞬間偶極，故色散力存在于極性分子與極性分子、極性分子與非極性分子及非極性分子與非極性分子之間。色散力不僅存在廣泛，而且在分子間力中，色散力經(jīng)常是重要的。4影響范德華力的因素1）組成和結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，范德華力

10、越大。（2）分子的極性越大，范德華力越大，一般來說極性分子間的作用力大于非極性分子間的作用力。5范德華力對物質(zhì)熔沸點的影響（1）結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點越高（2）相對分子質(zhì)量相同或相近時，分子的極性越大，范德華力越大, ，其熔沸點越高二、 氫鍵1.氫鍵的成因：當氫原子與電負性大的原子X以共價鍵相結(jié)合時，由于HX鍵具有強極性，這時H相對帶上較強的正電荷，而X相對帶上較強的負電荷。當氫原子以其唯一的一個電子與X成鍵后，就變成無內(nèi)層電子、半徑極小的核，其正電場強度很大，以至當另一HX分子的X原子以其孤對電子向H靠近時，非但很少受到電子之間的排斥，反而互相吸引，抵達一定平衡距離

11、即形成氫鍵。2氫健的形成條件：半徑小、吸引電子能力強的原子（ N 、 O 、 F ）與H核。3氫鍵對物質(zhì)的性質(zhì)的影響：可以使物質(zhì)的熔沸點 升高 ，還對物質(zhì)的 溶解度 等也有影響。4. 說明：氫鍵與范德華力之間的區(qū)別氫鍵與范德華力同屬于分子間作用力；但兩者的不同之處在于氫鍵具有飽和性與方向性。所謂飽和性是指H原子形成一個共價健后，通常只能再形成一個氫鍵。這是因為H原子比X、Y原子小得多，當形成XHY后，第二個Y原子再靠近H原子時，將會受到已形成氫鍵的Y原子的電子云的強烈排斥。而氫鍵的方向性是指以H原子為中心的3個原子XHY盡可能在一條直線上，這樣X原子與Y原子間的距離較遠，斥力較小，形成的氫鍵穩(wěn)

12、定。綜上所述可將氫鍵看做是較強的、有方向性和飽和性的分子間作用力。三、晶體類型及性質(zhì)比較晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體組成晶體的粒子陽離子和陰離子原子分子組成晶體粒子間的相互作用離子鍵共價鍵范德華力（有的還有氫鍵）典型實例NaCl金剛石、晶體硅、SiO2、SiC、氮化硼冰（H2O）、干冰（CO2）晶體的物理特性熔點、沸點熔點較高、沸點高熔、沸點高熔、沸點低導熱性不良不良不良導電性固態(tài)不導電，熔化或溶于水能導電差差機械加工性能不良不良不良硬度略硬而脆高硬度硬度較小4、 化學鍵與分子間作用力的比較化學鍵分子間力概念相鄰的兩個或多個原子間強烈的相互作用物質(zhì)的分子間存在的微弱的相互作用范圍分子內(nèi)或某些晶體內(nèi)分子間能量鍵能一般為：120800 kJmol1約幾個至數(shù)十個kJmol1性質(zhì)影響主要影響分子的化學性質(zhì)主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)5、 物質(zhì)熔沸點高低比較基本原理：