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化学键
北京四中:叶长军
一、化学键
使离子或原子相结合的强烈的相互作用力称为化学键。
离子化合物和共价化合物的判断:
(1)根据化合物类别判断:
离子化合物:活泼金属氧化物、强碱、大多数盐〔铵盐〕;
共价化合物:气态氢化物、含氧酸、非金属氧化物、大多数有机物。
(2)根据化合物的性质判断:
①熔融状态下能导电的化合物为离子化合物;
②溶解在水中不能电离的化合物通常是共价化合物。
(3)根据化学键类型判断:
离子化合物中一定含有离子键,有离子键的化合物一定是离子化合物;共价化合物中一定含有共价键,含有共价键的化合物不一定是共价化合物。极性键和离子键都只有存在于化合物中。非极性键可以存在于单质、离子化合物或共价化合物中。
二、分子间作用力、氢键
1.分子间作用力
把分子聚集在一起的作用力叫分子间作用力,又称范德华力。分子间作用力的实质是电性引力,其主要特征有:①广泛存在于分子间;②只有分子间充分接近时才存在分子间的相互作用力,如固态和液态物质中;③分子间作用力的强度远远小于化学键;④由分子构成的物质,其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。
2.氢键
F、O、N等原子因为吸引电子的能力很强,H-F〔O、N〕键的极性很强,共用电子对强烈的偏向F〔O、N〕原子,H原子几乎成为“裸露〞的质子。这个半径很小、带局部正电荷的H核,与另一个HF〔H2O、NH3〕分子带局部负电荷的F〔N、O〕原子相互吸引。这种静电吸引的作用就是氢键。乙醇、蛋白质中存在氢键。
3.物质沸点递变规律
①组成和结构相似的物质,随相对分子质量增大,分子间作用
力增大,沸点升高;
②含有氢键的物质沸点升高;
③同系物随相对分子质量增大,沸点升高;
④同分异构体中支链越多,沸点越低。
例1.以下关于化学键的表达正确的选项是
A.化学键可以存在于原子之间,也可以存在于分子之间
B.两个原子之间的相互作用叫做化学键
C.离子键是阴、阳离子之间的静电吸引力
D.化学键通常指的是相邻的两个或多个原子或离子之间强烈的
相互作用
例2.以下含有非极性键的共价化合物是
A.HCl B.Na2O2 C.C2H2
D.CH4E.H2C2O4F.H2O2
G.H.NaOH
例3.以下性质中,可以证明某化合物内一定存在离子键的是
A.可溶于水 B.具有较高的熔点
C.水溶液可以导电 D.熔融状态能导电
例4.以下每组物质发生状态变化所克服的微粒间的作用属同种类型的是
A.食盐和蔗糖熔化 B.石英和硫熔化
C.碘和干冰升华 D.二氧化碳和氧化钠熔化
例5.以下说法中正确的选项是
A.分子中键能越大,键长越长,分子越稳定
B.失电子难的原子获得电子的能力一定强
C.化学反响中,某元素由化合态变为游离态,该元素被复原
D.电子层结构相同的不同离子,其半径随核电荷数增多而减少
例6.以下表达正确的选项是
① 7Li+中含有的中子数与电子数之比为2︰1
② 在C2H6分子中极性共价键与非极性共价键数之比为3︰1
③ 常温下,11.2 L的甲烷气体中含有的氢、碳原子数之比为4︰1
④ 5.6 g铁与足量的氯气反响失去的电子与参与反响的铁的物质的量之比为2︰1
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
例7.A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中元素A、E的单质在常温下呈气态,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。以下说法正确的选项是
A.元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态
B.一定条件下,元素C.D的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反响
C.工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质
D.化合物AE与CE具有相同类型的化学键
例8.1919年,Langmuir提出等电子原理:原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
〔1〕根据上述原理,仅由第2周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是:
和;和。
〔2〕此后,等电子原理又有所开展。例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与NO2-互为等电子体的分子有、。
例9.Q、W、X、Y、Z为5种短周期元素,且原子序数依次增大。W、X与Y同周期,Y与Z同主族。Q与W可以按照原子个数比4∶1形成化合物甲,且甲分子中含有10个电子。Q与X形成化合物乙,乙可与Z的最高价氧化物的水化物按照物质的量之比2∶1反响形成盐丙。
〔1〕甲的电子式是。
〔2〕Q和Y形成的既含极性键又含非极性键的共价化合物的化学式是。
〔3〕向少量丙溶液中参加浓Ba(OH)2溶液至过量并加热,反响的离子方程式是。
例10.以下结构图中,●代表原子序数从1到10的元素的原子实
〔原子实是原子除去最外层电子后剩余的局部〕,小黑点代表未
用于形成共价键的最外层电子,短线代表价键。
例如:
根据以下各图表示的结构特点,写出各分子的化学式。
例11.通常情况下,微粒A和B为分子,C和E为阳离子,D为阴离子,它们都含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A、B、E三种微粒反响后可得C和一种白色沉淀。请答复:
〔1〕用化学符号表示以下4种微粒:
A:、B :、C:、D :。
〔2〕写出A、B、E三种微粒反响的离子方程式:
。
例12.甲、乙、丙、丁为前三周期元素形成的微粒,它们的电子总数相等。甲、乙、丙为双原子分子或负二价双原子阴离子,丁为原子。
〔1〕丙与钙离子组成的离子化合物跟水反响产生一种可燃性气体,反响的化学方程式是___________________________;
〔2〕乙在高温时是一种复原剂,请用化学方程式表示它在工业上的一种重要用途:___________________________;
〔3〕在一定条件下,甲与O2反响的化学方程式是______________;
〔4〕丁的元素符号是_____________,它的原子结构示意图为_____。
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