微粒之间的相互作用
一．构成物质的微粒
二．化学键
1、定义：直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用
注意：①必须是分子内相邻的原子或离子之间
②必须是“强烈的相互作用”，作用力为80-120kJ/mol，而非直接相邻的原子之间的作用力。
③化学键形成后，I原子形成稳定的结构，II相邻原子间存在强烈的相互作用，III体系能量降低
2、化学键的类型
离子键、共价键、金属键
三．离子键
1、定义：使带相反电荷的阴阳离子结合的相互作用，称为离子键
①成键的微粒：阴、阳离子
②成键的性质：静电作用，不是静电引力
③成键条件：活泼的金属和活泼非金属，离子化合物中可能不含金属元素，如NH4Cl
④成键原因：I原子相互得失电子形成稳定的阴阳离子，II原子间引力和斥力处于平衡状态，III体系总能量降低
2、离子化合物：含有离子键的化合物
典型的金属与非金属形成的二元化合物
大多数盐、强碱、金属氧化物
例子：
3、离子化合物的电子式书写
电子式：在元素符号周围用·或x来表示原子的最外层电子，以简明的表示原子、离子的最外层电子的排布
书写原子的电子式时，一般将原子的最外层电子写在元素符号的上下左右四个位置上，分开写。
书写离子的电子式时，简单阳离子只写元素符号，并在右上角注明所带电荷数，简单阴离子书写时要在元素符号周围标出电子，用[ ]括起来，并在右上角注明所带的电荷
Na＋Mg2＋
书写时注意原子直接相邻的事实
4、离子的结构特征
①离子的电符：离子是带电的原子或原子团，离子所带的电荷符号和数目取决于成键时得
2-
O O Na+
Na+
H C Cl
O
-
O H
Na
H -
Na+
Na+Na+
N
H
H
H
+ -
Ca2+
-
O H N
H
H
H
+
Cl
-
失电子的数目
②电子层结构：主族元素形成的离子，电子层一般是饱和的，副族元素形成的离子，电子层一般是不饱和的
③离子键的强弱
阴阳离子所带的电荷越多，键越强
阴阳离子半径越大，键越弱
④离子键强弱对化合物熔沸点的影响
离子键越强，相应的离子化合物的熔沸点越高
【例1】短周期元素组成的AB型的离子化合物中，A、B两种离子的核外电子数之和为20，请书写此离子化合物的化学式和电子式
【例2】下列性质中，可以用来证明某化合物一定是离子化合物的是（）
A、可以溶于水
B、具有较高的熔点
C、水溶液能导电
D、熔融状态能导电
四．共价键
1、定义：原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用。
以共用电子对形成的化合物叫共价化合物。
2、成键粒子：
3、成键条件：同种或不同种非金属原子间（稀有气体外），极少部分金属元素与非金属原子间AlCl3、BeCl2等
4、成键原因：①通过共用电子对，各原子最外层电子数目一般能达饱和，由不稳定变稳
定②两原子核都吸引共用电子对使之处于平衡状态③体系能量降低
5、实质：原子间通过共用电子对所形成的相互作用
6、存在：绝大多数非金属单质（稀有气体除外）、共价化合物（非金属氧化物、氢化物、
大多数有机物、酸）及复杂离子或离子化合物中。
如：H2、HCl、NH4＋、OH－、NaOH、H2SO4、CH3COOH
7、破坏条件：溶于水
同种元素原子间形成的共价键——非极性键如：H2、O2
不同种元素原子间形成的共价键——极性键如：HCl、CO2、H2O
8、表示方法：电子式、结构式
用电子式表示下列物质：
H2 Cl2 N2 HF OH－
H2O NH3CH4CCl4 NH4＋
CO2HClO H2O2C2H2
书写注意点：每个原子要满足最外层为8电子或2电子，一般说来形成的共价键数和最外层电子数之和为8，氢、氯等只需形成一对共用电子对的原子一般在中心原子的上下左右四个位置，写完后检查原来原子的最外层电子数。
用电子式表示下列物质的形成过程：
H2O：
CO2：
结构式：将共价化合物或单质中的每一对共用电子对改成一条短线的形式就叫结构式。
{说明}：结构式的书写有助于书写较难物质的电子式，把握住一个基本原则，即原子的最外层电子数加短线数等于8，氢、氯等原子总是在中心原子的四周。
先写CO2、HClO 、H2O2、C2H6、C2H4、C2H2的结构式，后写电子式。
9、含碳化合物种类繁多的原因
①碳原子最外层有个电子，一个碳原子可以和其他原子形成个共价键。
②碳原子之间可以通过一对、两对或三对共用电子对相结合，分别构成碳碳单键（），碳碳双键（），或碳碳三键（）；
③碳原子之间可以通过共价键彼此结合形成，也可以连接形成。
练习：C3H8、C4H10的结构式
判断原子满足8电子结构：最外层电子数＋︳化合价︳＝8
10、共价化合物
11、注意以下概念辨析
①稀有气体是单原子分子，故不存在共价键。Ar
②共价化合物没有离子键，只含共价键。只含共价键的物质可能是单质。N2
③离子化合物中可能含共价键，但一定有离子键。含有共价键的离子化合物：NaOH、
K2SO4、NH4Cl、Na2O2等
④含有金属元素的化合物可能是共价化合物。AlCl3、BeCl2
⑤全部是非金属元素组成的化合物可能是离子化合物。NH4Cl
五．共价键有关知识拓展
1、共价键的三个常见参数：键长、键能、键角
键长：我们把成键后，参与成键的两个原子的核间距离定义为键长。
键能：是指1.01*105Pa 和 25℃下（常温常压下），将1 mol 理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B 所需要的能量（单位 kJ·mol-1）。键能越大，共价键越牢固，含有该键的分子越稳定。
2
成对电子，两原子核间的电子密度增加，体系能量降低。共价键的具有性和性。
3、共价键的主要类型
(1).按照共价键的成键方式分为：键（“头碰头”重叠）和键（“肩碰肩”重叠）。
(2)按照成键原子吸引电子能力的差异分为键和键
极性键：种原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力，共用电子对
发生偏移.如：—
非极性键：原子之间形成的共价键，成键原子吸引电子的能力，共用电子对不
发生偏移. 如：—
【注】成键原子电负性差值越大，键的极性
(3)还有一类特殊的共价键：配位键
配位键是一类特殊的共价键，它的共用电子对仅由成键原子中的一方提供，而另一方提供空轨道。
如：铵根离子
有人曾利用原子示踪法研究这个问题。即用D+与氨气反应先变为铵根离子后，再用OH—和其作用，希望使其中的D+都变成HDO，结果得到的HDO中的D原子总物质的量只等于加
入的D+的物质的量的1/4左右，由此证明，在D+与NH3结合成铵根离子后，其中的四根共价键彼此并无差别。
水合氢离子
六．分子间作用力与氢键
问题的提出：为什么水加热到100℃就变成水蒸气，而加热到2000℃以上时才开始分解为氧气与氢气？
概念：分子间存在的将分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力，又称为范德华力。分子间作用力不是化学键。
①存在：分子间（由分子构成的物质）
由分子构成的物质：
②大小：比化学键弱得多。
一般，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。
2、意义：影响物质的熔沸点和溶解性等物理性质
相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。
如：沸点 F2＜Cl2＜Br2＜I2
CF4＜CCl4＜CBr4＜CI4
CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4
但是有反常现象
2、氢键
①概念：
与电负性大的且半径比较小的原子（如：N 、O、F）相结合的氢原子和另一分子中（或分子内部）电负性大且半径比较小的原子间所产生的静电作用力氢键也不是化学键，是一种比分子间作用力稍强的静电作用，可视为一种特殊的分子间作用力。
②形成条件：
有氢原子，有半径小且吸引电子能力强的非金属元素（如：N、O、F）
③表示方法：…
如水分子间的氢键：
分子间作用力不是化学键，是一种存在于分子之间的较弱的相互作用。对于由分子构成的物质来说，物质发生三态变化时，所克服的只是分子间作用力，不破坏其化学键，故不是化学变化。而化学键相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用。
化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。
七．不同类型的晶体
1晶体的分类
2离子晶体：阴：阳离子键通过离子键形成的化合物。构成晶体的微粒是，微粒间的作用力是：。
3分子晶体：分子间通过分子间作用力形成的晶体。
①构成分子晶体的微粒是：，②微粒间的作用力是：，有单个分子存在，化学式就是分子式
③物理性质：分子晶体熔点较低，硬度较小。导电性：液态不导电；电解质在水溶液中能导电或与水反应生成的电解质的水溶液能导电
4原子晶体：原子之间通过共价键形成的空间网状结构的晶体。构成原子晶体的微粒是：；微粒键的作用力是：；
中学阶段明确要求掌握的原子晶体有：
SiO2的晶体结构：最小环上有个原子，即有 O原子，个Si原子。每个Si原子周围结合个O原子，每个O原子周围结合个Si原子，Si原子和O原子以形成立体网状结构的晶体。
【练习】1 mol金刚石中 mol C—C；1 mol 晶体Si中 mol Si—Si
1 mol 晶体SiO２中 mol Si—O；1 mol 石墨中 mol C—C。
原子晶体也不存在单个的分子，我们也只能用化学式表明其组成。
原子晶体具有很大的硬度和很高的熔沸点。
熔化原子晶体需要破坏共价键
比较金刚石，碳化硅，晶体硅三者的熔点与硬度
4、分子晶体
①分子间通过分子间作用力形成的晶体。
②构成分子晶体的微粒是：，微粒间的作用力是：，有单个分子存在，化学式就是分子式
②分子晶体所含种类：
③物理性质：分子晶体熔点较低，硬度较小。
溶解性：
导电性：
【注意】：使分子晶体熔化需要破坏分子间作用力，在这个过程中共价键没有被破坏，比如由冰变成水，由水变成水蒸气，在这些过程中水分子中的共价键还是完好无损的。
再如，由HCl气体变为液态HCl，破坏了分子间作用力。但是需要引起重视的是，HCl 溶于水则破坏了共价键。这是因为HCl气体溶于水，在水分子的作用下发生了电离，形成了自由移动的离子，因而共价键被破坏了。
⑤干冰及其中二氧化碳分子的排列方式（书本p22页）
5、金属晶体
①金属阳离子与自由电子通过金属键构成的。
金属具有较低的电离能，其价电子容易电离，且轨道数目大于价电子数，故具有空轨道。金属的价电子可在晶体中自由移动，不专属与某个金属离子而为整个金属晶体所共有。价电子运动于所有金属阳离子之间，形成电子海，而电子海中的电子与金属阳离子之间作用即为金属键。由于价电子不会固定在特定的金属阳离子周围，所以当金属两端外接直流电时，金属内自由电子就会以固定的方向移动而造成导电现象。或是在金属局部受热时，自由电子便可经自由碰撞，而将热能传递至金属的每一部位。因此，金属通常是电或热的良导体。
金属键无方向性，无固定的键能，金属键的强弱和自由电子的多少有关，也和离子半径、
电子层结构等其他许多因素有关，很复杂。
②金属的不同分类
按密度分类可以分为重金属和轻金属。以4.5g·cm-1为界
按是否常见分为常见金属和稀有金属
按冶金工业的分类，可以分为黑色金属（铁，铬，锰）和有色金属（除去以上三种金属）③金属的性质
导电，导热和延展性但不同的金属在密度，硬度，熔点等方面差异较大。目前的研究发现：地壳中含量最高的金属；导电性最好的金属；熔点最高的金属；熔点最低的金属
八、总结分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用
九、掌握常见物质熔沸点比较规律
注意：要判断物质的熔沸点首先要区分物质所属晶体的类别。
（1）不同类晶体：一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体
金属晶体熔点相差较大
（2）同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔沸点高，反之则小。
①离子晶体：结构相似的的离子化合物，离子半径越小，所带电荷数越多，则晶体的晶格能越大，离子键越强，起熔沸点越高
②分子晶体：对于组成和结构相似的分子（如卤素单质、烷烃的同系物等）相对分子质量越大，范德华力越大，物质熔沸点越高。
烷烃的熔沸点随碳原子数的增大而升高。对于碳原子数相同的烷烃，支链越多沸点越低。
如沸点：正戊烷>异戊烷>新戊烷
若分子间存在氢键则分子的熔沸点会反常的高，但若分子内部存在氢键物质的熔沸点反而下降
③原子晶体：结构相似的原子晶体，键长越小、键能越大，则熔沸点越高。
（3）常温常压下状态
①熔点：固态物质>液态物质
②沸点：液态物质>气态物质
同素异形体
一、同素异形现象
1、同素异形现象（同素异形体）定义：同一种元素能够形成几种不同的单质，这种现象
叫同素异形现象。这些单质互称同素异形体。
2、常见的同素异形体：
金刚石、石墨、足球烯、纳米管氧气、臭氧
白磷、红磷斜方硫、单斜硫
不是所有元素都有同素异形体
二、同素异形体的联系与区别及相互转化
同素异形体间的结构不同，物理性质不同，化学性质相似。
几个同概念辨析
1、判断下面哪些是同素异形体（ AD ），哪些是同位素（C ）
A.红磷、白磷
B.水、重水
C.16O、17O、18O
D.金刚石、石墨 E、氢气、重氢
2、科学家最近发现一种新分子，具有空心类似足球状的结构，其化学式为C60，下列说法
不正确的是（ A ）
A.C60是一种有机物
B.它的相对分子质量为720
C.它的化学性质和金刚石相似
D.C60和金刚石、石墨一样,都是由碳元素组成的单质
3、纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管.下列说法错误的是 A
A.纳米碳管是一种新型的有机化合物
B.纳米碳管材料如果完全燃烧,生成物是二氧化碳
C.纳米碳管材料管道多,表面积大,吸附能力强
D.纳米碳管在常温下化学性质稳定
4、有关O3的说法中错误的是( C )
(1)O3具有特殊臭味,因此被称为“臭氧” (2)臭氧可用于漂白和消毒作用
(3)O3比O2在相同条件下密度大，,比O2易溶于水 (4)O3比O2稳定
(5)空气中高压放电、高压电机、复印机工作时都会有O3生成
(6)空气中O3含量越高越好 (7)NO和氟里昂会促使O3分解
A.①②③
B.④⑤⑥
C.④⑥
D.⑤⑦
5、在一定条件下,某元素的氢化物X可完全分解为两种单质：Y和Z。若已知:①反应前
后的X与反应后生成的Z的物质的量之比为2:3,②单质Y的分子为正四面体构型.
(1)单质Y是 ,单质Z是。(填写名称)
(2)1个Y分子中共含个共价键。
(3)X分解为Y和Z的化学方程式为。
同分异构体
碳原子的成键特点：
碳原子最外层有4个电子，一个碳原子可以形成4个共价键
碳原子之间可以通过一对、两对或者三对共用电子对相结合，分别构成碳碳单键（C－C)、碳碳双键(C=C)或碳碳叁键(C≡C)。碳原子间可以形成碳链，也可以形成碳环
一、同分异构体
－0.5 ℃－11.7℃
正丁烷异丁烷
同分异构体：分子式相同而结构不同的化合物互称同分异构体。
注意：
1、.同分异构现象主要表现在有机物中
2、两化合物互为同分异构体的有个必备条件:
①两者的分子式相同②两者的结构不同
3、两化合物互为同分异构体，其物理性质肯定不同,但化学性质有的相似有的不同
4、两化合物互为同分异构体，则两化合物的相对分子量和各元素的相对组成必然相同，
但相对分子量相同的两化合物不一定是同分异构体
二、有机物种类繁多的原因：
1、有机物中可以含一个碳原子,也可以含多个甚至成千上万个碳原子。
2、每个碳原子之间结合的方式可有单键、双键、三键，也可有环状结构。
3、大量存在同分异构现象。
练习：
1、有下列各组物质:
A、612C与613C
B、金刚石与石墨
C、乙醇与二甲醚
D、
（1）互为同位素的是__A___ ___（2）互为同素异形体的是___ B ____ （3）互为同分异构体的是___ C D _____
2、写出C5H10的同分异构体