第三单元 微粒之间的相互作用力与物质的多样性
[基础知识自查]
1．化学键 (1)概念与分类
(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。 2．离子键和共价键 (1)概念
①离子键：带相反电荷离子之间的相互作用。 ②共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 (2)比较
4．分子间作用力
(1)定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。
(2)特点
①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质、微粒之间不存在分子间作用力。
(3)变化规律
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、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2。
5．氢键
分子间存在氢键的物质(如H2O、HF、NH3)在同族氢化物中熔沸点反常的高，如H2O>H2S，HF>HCl。
[应用体验]
现有以下物质：
①NaCl②Na2O ③Na2O2④NaOH⑤H2SO4
⑥H2O ⑦N2⑧(NH4)2CO3⑨CO2⑩H2O2
?Ne ?C2H4
(1)只含离子键的物质有________，只含共价键的物质有________，不含化学键的有________。
(2)属于离子化合物的有________；其中含有非极性键的是________，其中含有极性键的是________。
(3)属于共价化合物的有________，其中含有非极性键的是________。
(4)分子间能形成氢键的是________。
[提示](1)①②⑤⑥⑦⑨⑩??
(2)①②③④⑧③④⑧
(3)⑤⑥⑨⑩?⑩?
(4)⑤⑥⑩
[考点多维探究]
角度1 微粒间相互作用力与化合物的判断
1．下列说法正确的是( )
①非金属元素构成的单质中一定存在共价键；②非金属之间形成的化合物一定是共价化合物；③非金属的气态氢化物中一定存在极性共价键；④离子化合物中一定含有离子键；⑤金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物；⑥在一种化合物中只能存在一种类型的化学键；⑦含共价键的化合物不一定是共价化合物；⑧含离子键的化合物一定是离子化合物；⑨氯化钠和HCl溶于水都发生电离，克服粒子间作用力的类型相同
A．③④⑦⑧B．①③④⑦⑧
C．②⑤⑥⑧⑨D．①④⑦⑨
A[稀有气体元素为非金属，其单质中无共价键，①错；NH4Cl为离子化合物，②错；AlCl3为共价化合物，⑤错；NaOH中存在2种化学键，⑥错；NaCl为离子化合物而HCl为共价化合物，电离时克服的化学键不同，⑨错。]
2．(2017·三门峡联考)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与其他三种元素原子的内层电子数相同。X、Y均能与Z分别形成原子个数比为1∶1、1∶2的气态化合物。根据以上叙述，下列说法不正确的是( )
【导学号：37742136】A．W与X形成的气态化合物分子中所有原子最外层电子数均为8
B．X、Y、Z都可与W形成既有极性共价键又有非极性共价键的化合物
C．化合物W4XY2Z可能是离子化合物，也可能是共价化合物
D．沸点：W2Z>YW3>XW4
A[短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的阴离子的核外电子数与其他三种元素原子的内层电子数相同，由于短周期元素原子内层电子数为2或8，可推知W阴离子核外电子数为2，故W为H元素；X、Y、Z均处于第2周期，X、Y均能与Z分别形成原子个数比为1∶1、1∶2的气态化合物，可推知X为C、Y为N、Z为O，C元素与氧元素形成CO、CO2，N元素与O元素形成NO、NO2、N2O4。A项，C元素与H元素形成C2H2、C2H4，H原子一定不满足8电子结构，故A错误；B项，C元素与H元素形成C2H6等，N元素与H元素可以形成N2H4，O元素与H元素可以形成H2O2，既有极性共价键又有非极性共价键，故B正确；C 项，化合物H4CN2O，可能为NH4CNO，也可能为CO(NH2)2，前者属于离子化合物，后者属于共价化合物，故C正确；D项，常温下水为液态，而甲烷、氨气为气体，故水的沸点最高，而氨气分子之间存在氢键，沸点高于甲烷，故沸点：H2O>NH3>CH4，故D正确。] 3．(2017·连云港模拟)已知X、Y、Z三种元素的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两
种以上气态化合物，则下列说法错误的是( )
A．Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的共价化合物
B．X、Y、Z能组成既含离子键又含共价键的离子化合物
C．X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1，常温下为液态的两种化合物
D．由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的具有10电子的微粒仅有2种
D[由X原子的电子层数与它的核外电子总数相等知，X为氢元素；原子的最外层电子数是次外层的3倍的Z为氧元素；与氧形成两种以上气态化合物的Y为氮元素。]
化学键与化合物的关系
说明：①离子化合物中一定含离子键，可能含非极性键和极性键，②共价化合物一定含极性键，可能含非极性键，一定不含离子键。
角度2 物质变化与化学键变化的关系
4．(2014·上海高考)在“石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气→裂化气”的变化过程中，被破坏的作用力依次是( )
A．范德华力、范德华力、范德华力
B．范德华力、范德华力、共价键
C．范德华力、共价键、共价键
D．共价键、共价键、共价键
B[石蜡→液体石蜡→石蜡蒸气属于物质的三态变化，是物理变化，破坏的是分子间作用力。石蜡蒸气→裂化气需要经过裂化，裂化是化学变化，破坏的是共价键。] 5．(2017·郑州调研)在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
【导学号：37742137】A．将SO2通入水中
B．烧碱熔化
C．将HCl通入水中
D．硫酸氢钠溶于水
D[A项，没有离子键破坏；B项，没有共价键破坏；C项，没有离子键破坏。]
1．物质的溶解或熔化与化学键变化
(1)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
(2)共价化合物的溶解过程
①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。
③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
(3)单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
2．粒子间作用力对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。
NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。
(2)对化学性质的影响
N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。
(3)分子间作用力越大，熔、沸点越高，氢键使物质的熔、沸点反常高。
考点2| 描述粒子结构的化学用语
[考点多维探究]
角度1 电子式的书写
1．书写下列粒子或物质的电子式
(1)Mg________ S________
(2)Na＋________Cl－________NH＋4________H3O＋________OH－________ —OH________—CHO________ —NH2________
(3)Cl2________ H2________ N2________O2________
(4)MgF2________Na2S________Na2O2________NaOH________NH4Cl________ NaH________
(5)H2O________NH3________CO2________CCl4________H2O2________ C2H4________ HClO________ C2H5OH________
(6)(2015·全国卷Ⅰ)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为________。
(7)(2016·全国甲卷)联氨分子的电子式为________，其中氮的化合价为________。
[答案](1)
(2)
2．用电子式表示下列物质的形成过程
(1)MgBr2：________________________________________________________
(2)H2O：_________________________________________________________
(3)H2：________________________________________________________
(4)Na3N：___________________________________________________
[答案]
(1)同一原子的电子式最好不要既用“·”又用“×”表示；在化合物中“·”或“×”最好也不要混用(若特殊需要可标记)，可将电子全部标成“·”或“×”。
(2)单一原子形成的简单阳离子，其离子符号就是该阳离子的电子式，如Al3＋就可以表示铝离子的电子式。“[]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。
(3)在化合物中，如果有多个阴、阳离子，阴、阳离子必须是相隔的，即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起。
如：CaF2要写成，不能写成，也不能写
成。
(4)不要漏写未成键的电子，如N2：N??N是错误的。
(5)不要弄错原子间的连接，如HClO分子中H与O相连。
(6)在用电子式表示物质形成的过程时，由于不是化学方程式，所以不能出现“===”。“―→”前是原子的电子式，“―→”后是物质的电子式。
角度2 结构式及其简式、空间构型
3．(1)H2O、CH4、NH3、H2O2、N2H4的结构式分别为
(2)乙酸的结构式为，结构简式为CH3COOH。
(3)乙烯、乙醇的结构简式分别为CH2===CH2、C2H5OH。
(4)CO2、H2O、CH4、NH3的空间构型分别为直线形、V形、正四面体型、三角锥型。
角度3 原子符号与结构示意图
4．(1)氕、氘、氚的符号分别为________、________、________。
(2)中子数为10的氧原子符号为________。
(3)S、S2－的结构示意图分别为________、________。
(4)Ca、Ca2＋的结构示意图分别为________、________。
[答案](1)11H 21H(或D) 31H(T)
(2)18 8O
(3)
(4)
角度4 8e－稳定结构的判断
5．下列粒子中所有原子的最外层都达到8电子结构的是________(填序号)。
①BF3②NCl3③H3O＋④SiCl4⑤PCl3⑥PCl5⑦NO2⑧XeF4⑨SO2⑩HClO ?N2?N2H4
[答案]②④⑤?
8e－稳定结构的快速判断技巧
(1)最外层电子数＋|化合价|＝8的原子均达到8e－稳定结构。
(2)含氢化合物中的氢原子一定不是8e－稳定结构。
考点3| 物质的多样性——同素异形体与晶体类型
[基础知识自查]
1．同素异形现象
(1)同素异形现象指同一种元素能够形成几种不同单质的现象，这些单质互称为该元素的同素异形体。
(2)碳元素的同素异形体
①金刚石：晶体中每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合，形成空间网状结构。 ②石墨：晶体为层状结构，层内碳原子间以共价键结合，层内形成平面六边形排列的平面网状结构，层间碳原子间存在分子间作用力。
③C 60：分子是由60个碳原子形成的封闭笼状结构分子，人们称为“足球烯”。 (3)氧元素的两种同素异形体
①O 2转化为O 3的方程式为3O 2=====放电
2O 3。
②O 3在通常状况下是淡蓝色气体，有鱼腥味，氧化性极强，可用于杀菌和漂白。 ③臭氧层破坏原因一般认为是氟氯烃的大量使用。 2．不同类型的晶体
(1)晶体：具有规则的几何外形，是其内部构成微粒有规则排列的结果。 (2)构成晶体的微粒可以是分子、离子、原子。
(3)分类：晶体分为分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。 (4)四种晶体类型的比较
角度1 同素异形体的判断
1．(2017·贵阳模拟)随着科学技术的发展，科学家在宇宙深处发现了H 3分子，同时在
其他领域合成了如N5、O4、C60等新物质。关于上述物质的有关说法中，正确的是( )
【导学号：37742138】A．O2与O4属于同位素
B．C60的摩尔质量为720
C．H2与H3属于同素异形体
D．多数时候N5带有正电荷，以N＋5的形式存在，N＋5中含有36个电子
C[A项，O2、O4属于同素异形体，错误；B项，摩尔质量有单位，错误；D项，该微粒为N5失去电子形成的阳离子，所以含电子数为34，错误。]
在区别同位素、同素异形体的概念时，可从概念的字面加深理解。同位素的研究对象是原子，“同位”是指同一种元素的几种核素在元素周期表中的位置相同，即质子数相同，中子数不同；同素异形体的研究对象为单质，“同素”是指元素种类相同。
角度2 不同晶体的判断与性质比较
2．共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列晶体：①Na2O2②SiO2③NH4Cl ④金刚石
⑤NaCl⑥白磷中，含有两种作用力的是( )
A．①②③B．①③⑥
C．②④⑥D．①②③⑥
B[过氧化钠中含Na＋和过氧根之间形成的离子键，而过氧根内部是共价键；SiO2中只含有极性共价键；NH4Cl中铵根和Cl－间形成的是离子键，NH＋4内部是共价键；金刚石中只含有非极性共价键；NaCl只含有离子键；白磷为P4分子，P原子间存在非极性共价键，分子间存在范德华力。含有两种作用力的有三种：Na2O2、NH4Cl和白磷。]
3．自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是( )
【导学号：37742139】A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
C[离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下能够被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的实验依据。]
4．下列各组晶体类型相同的是( )
A．NaCl和NaOH B．金刚石与干冰(CO2)
C．金属钠与晶体I2D．SiO2与干冰(CO2)
【答案】 A
晶体类型的判断方法
(1)依据物质的分类判断
①金属氧化物(如K2O等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。
②大多数非金属单质(除金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼外)、气态氢化物、非金属氧化物(除SiO2外)、酸、绝大多数有机物(除有机盐外)都是分子晶体。
③常见的原子晶体单质有金刚石、晶体硅、晶体硼等；化合物有碳化硅、二氧化硅等。
④金属单质(除汞外)与合金是金属晶体。
(2)依据晶体的物理性质不同进行判断
①离子晶体一般熔沸点较高，硬度较大，其水溶液或熔化时能导电。
②原子晶体一般熔沸点较高，硬度更大，一般不导电，但也有例外，如晶体硅。
③分子晶体一般熔沸点低，硬度小，一般不导电，但也有部分(如酸和部分气态氢化物)溶于水导电。
④金属晶体一般熔沸点较高(Hg除外)，硬度较大，能导电。
[课堂小结·反馈达标1＋1] 全新理念探究高考明确考向1．一组判断，展示高考易误点
【导学号：37742140】
(1)H与C、Cl、N、Na形成氢化物中氢均呈＋1价。( )
(2)(2015·全国卷Ⅱ)60 g丙醇中存在的共价键总数为10N A。( )
(3)(2015·全国卷Ⅰ)是一种含C、H、N的有机物，其分子式为C6H12N4。
( )
(4)(2012·课标卷)N与H可形成既含极性键又含非极性键的化合物。( )
(5)1 mol苯分子中含有3N A C===C。( )
(6)OH－与—OH的电子式均为。( )
(7)离子化合物中一定含离子键，不可能含共价键。( )
(8)(2015·江苏高考)质子数为17、中子数为20的氯原子：2017Cl。( )
(9)非金属元素组成的化合物中不可能含离子键。( )
(10)乙酸的结构简式为C2H4O2。( )
(11)离子晶体中只含离子键，原子晶体中只含共价键( )
(12)离子晶体和原子晶体中一定都不含分子( )
[答案](1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)×(11)×(12)√
2．一题串知，覆盖高考考什么
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(2016·全国丙卷改编)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，W是地壳中含量最多的元素，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：W B．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性 C．气态氢化物的热稳定性：W D．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z ———————————————————————— (1)W、X、Y、Z的元素符号为________、________、________、________。 [考查利用“位—构—性”元素推断] (2)W与X形成的化合物有________，所属化合物类型及其含有的化学键类型_____________________________________________________________。 [考查化学键和化合物的判断] (3)写出下列物质的电子式 ①W与X形成的化合物________； ②X的最高价氧化物的水化物________； ③Z与Y形成化合物Y2Z2________。 [考查电子式书写] (4)Y与W形成的化合物类型为________，含有化学键类型________。 [考查化学键与化合物类型判断] (5)W、Y的气态简单氢化物，沸点较高的为________(填分子式)。 [考查分子间作用力大小] [答案] B (1)O Na S Cl (2)Na2O、Na2O2离子化合物，Na2O只含离子键，Na2O2既含离子键又含非极性键 (4)共价化合物共价键 (5)H2O
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