高一化學(xué)學(xué)案：知識梳理第二單元微粒之間的相互作用力

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第二單元微粒之間的相互作用力知識梳理一、離子鍵1.構(gòu)成宏觀物質(zhì)的微觀粒子的種類有原子、分子、離子等。不同的物質(zhì)含有不同的微粒，這些微粒間通過一定的作用力彼此結(jié)合?；瘜W(xué)鍵是物質(zhì)中直接相鄰的原子或離子之間存在的強(qiáng)烈的相互作用。常見的化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵和金屬鍵。(其中金屬鍵在中學(xué)階段不作要求，只作了解）2.氯化鈉的形成過程鈉原子和氯原子的電子層結(jié)構(gòu)為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),鈉原子最外電子層電子數(shù)為1,少于4，容易失去最外層的1個電子,而形成以原子的次外電子層為最外層的8個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；而氯原子最外層電子數(shù)為7,多于4個，容易得1個電子，而形成最外層為8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。當(dāng)鈉與氯氣相互接觸并加熱時，反應(yīng)過程中，其中Na和Cl分別失去和得到電子形成穩(wěn)定的Na+和Cl-.帶異性電荷的Na+和Cl—之間發(fā)生靜電作用，形成了穩(wěn)定的離子化合物氯化鈉.3.離子鍵的概念離子鍵是使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用。4.離子鍵的形成由氯化鈉的形成過程可知，形成離子鍵的首要條件是參加反應(yīng)的原子雙方，一方容易失去電子，而另一方得到電子，電子由容易失去電子的一方轉(zhuǎn)移到容易得到電子的一方，進(jìn)而形成陽、陰離子，形成離子鍵。即活潑金屬與活潑非金屬化合時，一般能形成離子鍵.5。離子鍵的存在—-離子化合物離子化合物是許多陰、陽離子通過離子鍵而形成的化合物。因此，凡是離子化合物，其中一定存在離子鍵。6.電子式(1）電子式的概念電子式是在元素符號周圍用“·”或“×"來表示原子或離子的最外層上電子的式子。（2）電子式的書寫①試寫出第一和第二周期內(nèi)各元素原子的電子式H·∶He·Li∶Be或·Be·②試寫出鈉、鎂、鋁、氯、氧、硫形成的簡單離子的電子式Na+Mg2+Al3+③試寫出銨離子和氫氧根離子的電子式④試寫出氧化鈉、過氧化鈉、氯化鎂、溴化銨、氫氧化鈣的電子式(3)用電子式表示離子化合物的形成過程試用電子式表示出氯化鎂、氧化鈉、氮化鎂的形成過程（說明：Mg3N2是Mg在氮?dú)庵械娜紵a(chǎn)物，反應(yīng)的方程式為3Mg+N2Mg3N2,鎂在空氣中燃燒也有Mg3N2生成。）或或或或7。離子的特征（1）離子電荷的電性、電荷數(shù)目離子電荷的電性、電荷數(shù)目,決定于原子得、失電子及其數(shù)目.離子所帶的電荷數(shù)等于該離子表現(xiàn)的化合價數(shù)。(2)離子的電子層結(jié)構(gòu)在周期表中與稀有氣體元素原子相鄰的元素原子，形成的簡單離子的電子層結(jié)構(gòu),與同周期的稀有氣體元素原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，且陰離子的核電荷數(shù)比稀有氣體原子的核電荷數(shù)小，陽離子的核電荷數(shù)比稀有氣體原子的大.(3)原子、離子的半徑①同種元素的原子、單核離子，半徑大小關(guān)系為：陽離子小于中性原子小于陰離子，價態(tài)越高的陽離子半徑越小.②同主族元素的陽離子、陰離子，半徑均隨著原子序數(shù)遞增而增大。③電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，半徑(包括陰、陽離子)隨著核電荷數(shù)增加而減小.④核電荷數(shù)不同，電子層結(jié)構(gòu)也不同的陰、陽離子的半徑相對大小，可借助元素周期表判斷。核外電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒，隨著核電荷數(shù)的增大半徑減小。二、共價鍵1.共價鍵原子間通過共用電子對所形成的強(qiáng)烈的相互作用稱為共價鍵。2.共價鍵的形成當(dāng)參加反應(yīng)的原子得失電子能力差別較小時，一般以形成共用電子對的方式相互結(jié)合,即形成共價鍵.從元素種類上來說，一般是同種或不同種非金屬元素的原子結(jié)合時，原子之間能形成共價鍵。如H2、C(金剛石和石墨）、HNO3等。3.共價鍵的存在（1）共價化合物分子內(nèi)存在共價鍵，如H2O、HClO等。(2)非金屬單質(zhì)(稀有氣體除外)如H2、O2、Cl2等的分子里存在共價鍵。(3）復(fù)雜的原子團(tuán)中存在共價鍵。如、、、等.4。共價鍵的表示方法(1）為了更能直觀地表示原子間結(jié)合情況，通常我們可以用電子式或結(jié)構(gòu)式來表示原子間的結(jié)合情況。(2）用電子式表示共價分子（或共價鍵)的形成過程。試用電子式表示出Cl2、H2O、CO2分子的形成過程?；蚧?。結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式（1）結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式是表示共價分子的一種方式。結(jié)構(gòu)式中，原子間的一條短線表示一個共用電子對.電子式和結(jié)構(gòu)式的關(guān)系:將電子式中的共用電子對換為短線,每個共用電子對用一條短線表示，去掉電子式中的非共用電子對,所得即為結(jié)構(gòu)式。結(jié)構(gòu)式與球棍模型的關(guān)系:將結(jié)構(gòu)式中的短線換作棍，每條短線換為一根棍;將結(jié)構(gòu)式中的元素符號代表的原子換為球，同一種元素用同一種球表示，所得即球棍模型。(2)結(jié)構(gòu)簡式省去結(jié)構(gòu)式部分或全部化學(xué)鍵所得式子，叫做結(jié)構(gòu)簡式.如乙烷和乙烯的結(jié)構(gòu)簡式分別為CH3CH3（或CH3CH3等）、CH2==CH2。三、分子間作用力1.分子與分子之間存在相互作用我們把分子聚集在一起的作用力，叫做分子間作用力，又叫做范德瓦耳斯力（或范德華力；譯音）。2。分子間作用力存在的范圍分子間作用力存在于組成物質(zhì)的分子與分子之間。不僅存在于純凈物里的同種分子間，也存在于混合物的不同分子之間。3.分子間作用力的實(shí)質(zhì)與強(qiáng)弱分子間作用力是分子之間的電性作用，分子間作用力比化學(xué)鍵弱得多.4.影響分子間作用力大小的因素不同物質(zhì)，分子之間的作用力往往不同，影響分子間作用力大小的因素較多，如分子的質(zhì)量、分子的極性(其實(shí)是分子的一種電性顯示）、分子之間的距離(聚集狀態(tài)）等。例如：組成與結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大.5.分子間作用力與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系分子間作用力的大小，直接影響著由分子組成的物質(zhì)的某些物理性質(zhì),如熔沸點(diǎn)的高低和溶解性的大小.分子間作用力越大,物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高，溶解度越大。比較以下物質(zhì)分子間作用力以及物質(zhì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高低：F2＜Cl2＜Br2＜I2；He＜Ne＜Ar＜Kr＜Xe。6.水分子間的氫鍵(1）水分子氫鍵的存在：一個分子中的氫原子跟另一個水分子中的氧原子形成的較強(qiáng)的分子間作用力。（2)水分子間的氫鍵對水的物理性質(zhì)的影響以及原理。由于水分子間氫鍵的存在,使水的熔沸點(diǎn)升高,使冰的密度減小。在水蒸氣中水以單個的H2O分子形式存在；在液態(tài)水中，經(jīng)常是幾個水分子通過氫鍵結(jié)合起來,形成(H2O)n；在固態(tài)水(冰）中，水分子大范圍地以氫鍵互相聯(lián)結(jié)，形成相當(dāng)疏松的晶體，從而在結(jié)構(gòu)中有許多孔隙，造成體積膨脹，密度減小,因此冰能浮在水面上。如果沒有氫鍵的存在，冰的密度就會比水大，則地球上的所有水體在冬天結(jié)冰時，水生生物都會凍死。知識導(dǎo)學(xué)該單元知識是學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，更是研究并掌握大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)的根本。特點(diǎn)是概念較多，內(nèi)容抽象。學(xué)習(xí)前要先復(fù)習(xí)初中所學(xué)的離子化合物和共價化合物以及原子結(jié)構(gòu)的知識。學(xué)習(xí)中要善于想象類比、歸納，特別注意從微觀到宏觀的過渡連接.一、關(guān)于離子鍵1。離子鍵的概念中的“靜電作用力”,既包括陰、陽離子間的靜電吸引力，又包括原子核與原子核以及電子與電子之間的相互靜電斥力。2?！版I”的含義，其實(shí)是某種“作用"的意思，往往是多個作用的綜合作用效用，這里有作用著的離子之間的原子核與原子核、電子與電子之間的排斥作用以及原子核與電子間的吸引作用達(dá)到的平衡。“離子鍵”中的“離子”和“共價鍵”中的“共價”是指作用方式.3。判斷離子鍵的存在的幾個結(jié)論:(1)離子化合物中一定存在離子鍵。（2）含有陰陽離子的化合物一定是離子化合物，則一定含有離子鍵.（3）含有離子的晶體中不一定有離子鍵（還有一種叫金屬晶體,其中有陽離子和自由電子，而無陰離子）.（4)離子鍵不一定存在金屬陽離子和陰離子之間，非金屬元素之間也可以形成離子鍵，如NH4Cl等銨鹽的陰陽離子之間.(5）離子化合物中不含分子和原子。4。關(guān)于電子式的說明：由于在化學(xué)反應(yīng)中，一般是原子的最外層電子發(fā)生變化，因此,為了簡便起見,可以在元素符號周圍用小黑點(diǎn)(或×）來表示原子的最外層電子.使用時，至于用“·”還是用“×”，注意前后對應(yīng)和統(tǒng)一即可。5。離子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒之一。在中學(xué)化學(xué)中占了很重要的成分和地位。關(guān)于離子的結(jié)構(gòu)特征和性質(zhì)特征（離子的電荷、電性、電子層結(jié)構(gòu)、離子的半徑),以及離子的性質(zhì)所決定的反應(yīng)等,是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。離子與離子以及離子與原子等的半徑的大小,是影響物質(zhì)性質(zhì)的因素之一，例如金屬晶體熔沸點(diǎn)的高低、金屬性的強(qiáng)弱，離子晶體熔沸點(diǎn)的高低等物理性質(zhì)，直接與離子半徑大小有關(guān)，所以要重視這個知識點(diǎn).二、關(guān)于共價鍵1。概念說明:共價鍵的實(shí)質(zhì)是共用電子對(負(fù)電荷）與原子核(正電荷）及內(nèi)層電子(負(fù)電荷）之間的電性作用。2.形成說明：少部分金屬元素原子與非金屬元素原子結(jié)合時，也有可能形成共價鍵。如AlCl3、FeCl3分子里原子之間是以共價鍵結(jié)合的。（具體結(jié)構(gòu)，中學(xué)不要求）3。存在說明：單原子分子如稀有氣體分子內(nèi)無共價鍵也無離子鍵。所有酸不論強(qiáng)弱，分子中只存在共價鍵，不存在離子鍵.H2SO4、HCl的溶液里沒有分子，是因?yàn)樗岬姆肿釉谒肿拥乃孟峦耆x解成自由移動的離子了.4。表示說明:用電子式表示的共價分子中，由于沒有離子出現(xiàn)，因此，不能出現(xiàn)［］以及電荷符號。5。共價分子的形成過程與離子鍵形成過程的表示的區(qū)別：(1)不用彎箭頭表示電子的得失，因?yàn)楦静淮嬖陔娮拥摹暗?和“失”，而只是電子對的共用.（2）產(chǎn)物中也不出現(xiàn)電荷符號和中括號。6.化學(xué)鍵的分類是依據(jù)了構(gòu)成化學(xué)鍵的微粒的種類和成鍵方式不同而進(jìn)行的。7。結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式是兩種重要的化學(xué)用語。特別是有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)，必須用結(jié)構(gòu)式或結(jié)構(gòu)簡式表示物質(zhì)的組成才有意義。在有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)中，正確書寫有關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式和簡式，是學(xué)好有機(jī)化學(xué)的前提之一。注意：（1)未成鍵的電子不能用短線表示.(2)碳碳雙鍵、碳碳叁鍵中的化學(xué)鍵不能省去。（3)乙烯的雙鍵不能省略。三、關(guān)于分子間作用力1.必須是由分子組成的物質(zhì)內(nèi)的分子之間才有分子間作用力。歸納總結(jié)：(1)在由分子組成的物質(zhì)中，分子與分子之間存在著分子間作用力，而在分子內(nèi)部的成鍵原子之間存在共價鍵.（2）離子化合物中不存在分子間作用力。(3)金剛石、單質(zhì)硅、二氧化硅等由原子通過共價鍵相結(jié)合組成的物質(zhì)中，鋁、銅、鐵等金屬單質(zhì)中，均不存在分子間作用力。(4）稀有氣體是由分子組成的物質(zhì),但其分子是單原子分子，所以其原子(實(shí)為分子)間的作用力是分子間作用力。2.關(guān)于氫鍵強(qiáng)調(diào)：氫鍵屬于特殊分子間的一種特殊的分子間作用力，不屬于化學(xué)鍵。即“雖叫鍵，但不是化學(xué)鍵".疑難突破1.共價鍵與離子鍵的有什么區(qū)別？剖析：理解并掌握好離子鍵和共價鍵等化學(xué)鍵的概念,是學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)性質(zhì)的前提和關(guān)鍵,因此，對這兩個相似、相關(guān)的概念要從多個方面進(jìn)行比較區(qū)分.區(qū)別的方法，可以用列表的方式，會起到一目了然的效果。區(qū)別的角度或比較的項(xiàng)目,可以從概念的含義（概念)、成鍵微粒、成鍵原因、成鍵的方式和相互作用實(shí)質(zhì)、形成條件、存在、實(shí)例等多方面列表比較.在中學(xué)化學(xué)概念的學(xué)習(xí)中，很多相似、相關(guān)、易混淆的概念進(jìn)行比較的時候，都可以采用列表、多角度，從定義到要點(diǎn)、事例等進(jìn)行比較。鍵型離子鍵共價鍵概念陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用,叫離子鍵原子之間通過共用電子對所形成的相互作用,叫做共價鍵成因通過得失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)通過形成共用電子對達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)微粒陰、陽離子原子性質(zhì)靜電作用靜電作用形成條件活潑金屬與活潑非金屬化合時形成離子鍵同種或不同種非金屬元素原子形成共價鍵(惰性元素除外）表示方法（示例）電子式,如；離子鍵的形成過程：①結(jié)構(gòu)式，如H-Cl；②電子式，如的形成過程：存在離子化合物(絕大多數(shù)鹽；強(qiáng)堿；活潑金屬的氧化物)絕大多數(shù)非金屬單質(zhì)、共價化合物、某些離子化合物2。如何判斷共價型分子中8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)？剖析：其實(shí)在研究物質(zhì)的性質(zhì)、制備原理和方法等問題時,經(jīng)常需要分析構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子間的成鍵情況，而要解決該問題，最基本的方法是先從原子的最外電子層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和最外層電子的“飽和”趨勢出發(fā)，來分析該原子成鍵時，要達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需要的成鍵個數(shù)和方式等。有些原子在不同的條件下，還可以達(dá)到非8電子的結(jié)構(gòu),如H的2電子、B的6電子等；S很多情況下是8電子，但有時也是12電子，如在SF6中，等等，我們中學(xué)階段接觸的大都是8電子結(jié)構(gòu)的物質(zhì).若有非8電子的情況，我們不要求直接掌握。高考化學(xué)試題中曾多次出現(xiàn)判斷分子結(jié)構(gòu)中各原子的最外層電子是否滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的題目.下面介紹一種簡捷的判斷方法。（1）分子中若含氫元素,則氫原子不能滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因?yàn)闅湓又挥幸粋€電子層，K層若為最外層，若有2個電子則為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，即與He的核外電子排布情況相同。(2）分子中若不含有氫元素，則按下述方法逐一進(jìn)行判斷：若某元素化合價絕對值與其原子最外層電子數(shù)之和等于8,則該元素的原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；否則將不滿足。如，CO2分子中，碳元素的化合價為+4，碳原子最外層電子數(shù)為4，二者之和為8，則碳原子滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu);氧元素化合價為—2(其絕對值為2)，氧原子最外層電子數(shù)為6，二者之和為8，則氧原子也滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故CO2分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)。再如NO2分子中,氮元素化合價為+4，氮原子最外層電子數(shù)為5，二者之和為9，故氮原子不滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu).再如BF3分子中,硼元素化合價為+3，硼原子最外層電子數(shù)為3，二者之和為6，所以硼原子也不滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。3。如何理解分子間作用力的實(shí)質(zhì)與強(qiáng)弱？剖析：(1)組成和結(jié)構(gòu)相同的分子，極性相同,分子間庫侖力相同。分子間力只受分子質(zhì)量和分子間距的影響，可借助萬有引力公式來說明。如F2、Cl2、Br2、I2在組成上都是雙原子分子；結(jié)構(gòu)上都以單鍵相結(jié)合。它們的相對分子質(zhì)量漸大，故分子間力也漸大，熔沸點(diǎn)就升高。(2)若相對分子質(zhì)量相同，則由相對分子質(zhì)量引起的作用力是相同的。若極性不同。則分子極性越大，分子間作用力越大，可借助庫侖定律來說明.如N2比NO分子間作用力小，則熔沸點(diǎn)就低.(3）同分異構(gòu)體之間，支鏈越多，分子間作用力越小,熔沸點(diǎn)越低。如異丁烷的熔沸點(diǎn)低于正丁烷的熔沸點(diǎn).(4)分子間作用力的大小,只對由分子