選修三 專題三 共價鍵_原子晶體

專題三 第三單元 共價鍵 原子晶體知識點一：共價鍵1、共價鍵的實質共用電子對與原子核之間的靜電作用使原子結合起來說明：原子之間通過核間高概率出現(xiàn)的共用電子對所產(chǎn)生的強烈相互作用2、共價鍵形成過程的表示方法說明：由于在化學反應中，一般是原子的最外層電子發(fā)生變化，所以，為了簡便起見，我們可以在元素符號周圍用小黑點（或×）來表示原子的最外層電子。這種式子叫做電子式例如： 說明：注意書寫分子的電子式和分子形成過程的電子式的區(qū)別。3、共價鍵的特征 飽和性：是指每個原子成鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的，因為共價鍵是有原子軌道重疊和共用電子形成的，而每個原子能提供的軌道和成單電子數(shù)目是一定的。 例如：當兩個H原子結合成H2分子后，不可能再結合第三個H原子形成“H3分子”。同樣，甲烷的化學式是CH4，說明碳原子最多能與四個氫原子結合。這些事實說明，形成共價鍵時，每個原子有一個最大的成鍵數(shù)，每個原子能結合其他原子的數(shù)目不是任意的。方向性：是指一個原子與周圍原子形成的共價鍵具有一定的方向，角度。這是由于原子軌道（S軌道除外）有一定的方向性，它和相鄰原子的軌道重疊要滿足最大重疊原理。最大重疊原理：在形成共價鍵時，原子間總是盡可能的沿著原子軌道最大重疊的方向成鍵。成鍵電子的原子軌道重疊程度越高，電子在兩核間出現(xiàn)的概率密度也越大，形成的共價鍵也越穩(wěn)固。 說明：共價鍵的方向性使共價分子都具有一定的空間構型。例如，在硫原子和氫原子結合生成H2S分子時，因為硫原子的最外層兩個不成對的3p電子的電子云互成直角，氫原子的1s電子云要沿著直角的方向跟3p電子云重疊，這樣H2S分子中兩個共價鍵的夾角應接近90度。4、共價鍵的類型(1)鍵：（以“頭碰頭”重疊形式）a、特征：以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉操作，共價鍵的圖形不變，軸對稱圖形。b、種類：s-s 鍵 s-p 鍵 p-p 鍵(2)鍵：（以“肩并肩”重疊形式）特征：每個鍵的電子云有兩塊組成，分別位于有兩原子核構成平面的兩側，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡像對稱。說明：a、鍵比鍵強度大，鍵易斷裂。例如：烯烴比烷烴活潑。b、只有當兩原子之間形成重鍵的時候才會出現(xiàn)鍵；原子間多重健中只有一個鍵其它均為鍵。5、共價鍵的形成條件一般非金屬元素的原子之間通過共價鍵結合。如非金屬氣態(tài)氫化物、水、酸、非金屬氧化物等物質中的元素都以共價鍵結合。共價鍵存在于非金屬單質、共價化合物中，也可存在于離子化合物中（例如，氫氧化鈉、過氧化鈉、硫酸鉀等）。說明:電負性相同或相差很小的非金屬元素原子之間形成共價鍵。一般成鍵原子有未成對電子(自旋相反)。成鍵原子的原子軌道在空間重疊。P29 ：科學探究123乙烷：7個鍵 乙烯 ：5個鍵一個鍵 乙炔：3個鍵兩個鍵知識點二：鍵參數(shù)、鍵能概念：氣態(tài)基態(tài)原子形成mol化學鍵所釋放出的最低能量。通常取正值。單位：kJ/mol說明：鍵能越大，形成化學鍵放出的能量越大，化學鍵越穩(wěn)定；含有該化學鍵的分子越穩(wěn)定。例如：氫化物的穩(wěn)定性HFHClHBrHI、鍵長概念：形成共價鍵的兩原子間的核間距單位：pm（pm10-12m）說明：鍵長越短，共價鍵越牢固，形成的物質越穩(wěn)定3、鍵角：多原子分子中的兩個共價鍵之間的夾角。例如：CO2 結構為，鍵角為180°；為直線形分子。H2O鍵角105°；形CH4鍵角109°28；正四面體注意：鍵能、鍵長、鍵角是共價鍵的三個參數(shù)鍵能、鍵長決定了共價鍵的穩(wěn)定性；鍵長、鍵角決定了分子的空間構型。知識點三：等電子原理等電子體概念：原子數(shù)相同，價電子數(shù)也相同的微粒，組成原子的核外電子總數(shù)不一定相等。如：CO和N2，CH4和NH4+說明：等電子體結構相似、性質相似?！疽?guī)律方法指導】一、離子鍵與共價鍵的比較注意：a、離子化合物中一定含有離子鍵，也可能含有共價鍵b、共價化合物中一定含有共價鍵，一定不含有離子鍵c、離子鍵只存在于離子化合物中，不存在共價化合物中d、共價鍵可能存在于單質、離子化合物和共價化合物中 二、電子式的書寫常見錯誤歸納（1）漏寫沒有參加成鍵的電子對 （2）漏寫或多加 及錯寫電荷數(shù)（3）漏標離子所帶的電荷數(shù)或與化合價混淆 （4）將相同離子錯誤合并（5）電子式中微粒排列錯誤（6）電子（電子對）排列錯誤 （7）用電子式表示形成過程時錯誤 三、共價鍵強弱的判斷規(guī)律1、電子云的重疊程度不同鍵的強弱不同。例如：鍵比鍵強度大。2、原子間共用電子對越多，共價鍵越強。例如：碳碳鍵的鍵能乙烷為348 kJ/mol，乙烯是 615 kJ/mol，乙炔是837 kJ/mol。3、成鍵原子半徑之和越小，共價鍵越強。例如：已知r(F)r(Cl)r(Br)r(I)，所以有下列共價鍵的大小關系：HFHClHBrHI【練習1】一、選擇題1下列分子結構中，原子的最外層電子不能都滿足8電子穩(wěn)定結構的是 （ ）（雙選）ACH4 BPCl3 CCO2 DBF32下列各組物質中，化學鍵的類型相同的是 （ ）（雙選）ACaO和MgCl2 BNH4F和NaF CNa2O2和H2O2 DH2O和SO23下列說法中正確的是 （ ）A兩種元素組成的分子中一定只有極性鍵 B金屬晶體的熔點一定比離子晶體的高C非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物D含有陰離子的化合物一定含有陽離子4下列有關鍵的說法錯誤的是                                            （    ）A如果電子云圖象是由兩個s電子重疊形成的，即形成ss鍵Bs電子與p電子形成sp鍵         Cp和p不能形成鍵                     DHCl分子里含有一個sp鍵5下列說法不正確的是 （ ）離子化合物不可能全部由非金屬元素組成；非金屬單質中一定含有共價鍵；共價化合物中可能含有離子鍵；離子化合物中可能含有共價鍵；非極性鍵只存在于非金屬的雙原子單質分子里；不同元素組成的多原子分子里的化學鍵一定都是極性鍵A         B         C           D只有6下列說法不正確的是 （ ）A鍵比鍵重疊程度大，形成的共價鍵強B兩個原子間形成共價鍵時，最多有一個鍵C氣體單質中，一定有鍵，可能有鍵DN2分子中有一個鍵，2個鍵7下列反應過程中，同時有離子鍵、極性共價鍵和非極性共價鍵的斷裂和形成的反應是 （ ）ANH4ClNH3+HCl BNH3+CO2+H2O=NH4HCO3 C2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O D2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 8媒體曾報道硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導的最高紀錄。如圖示意的是該化合物的晶體結構：鎂原子間形成正六棱柱，且棱柱的上下底面還各有一個鎂原子；6個硼原子位于棱柱內。則該化合物的化學式為 （ ）AMgB2 BMg3B2CMg2B DMg2B39幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表：元素代號 LMQRT原子半徑/nm0.160 0.1430.1020.0890.074主要化合價+2+3+6、-2+2-2下列敘述正確的是 （ ）AR的氧化物對應的水化物可能具有兩性BL、Q形成的簡單離子核外電子排布相同CT、Q的氫化物常溫下均為無色氣體 DL、M的單質中金屬鍵的強弱：ML10疊氮酸（HN3）與醋酸酸性相似，下列敘述中錯誤的是 （ ）AHN3水溶液中微粒濃度大小順序為：c(HN3)>c(H+)>c(N3-)>c(OH-)BHN3與NH3都只含有共價鍵CNaN3水溶液中離子濃度大小順序為：c(Na+)>c(N3-) >c(OH-)>c(H+)DHN3與NH3作用生成的疊氮酸銨中含離子鍵，無配位鍵二、填空題11寒冬遭遇的冰雪災害時，經(jīng)常使用的一種融雪劑，其主要成分的化學式為XY2，X、Y均為周期表前20號元素，其陽離子和陰離子的電子層結構相同，且1 mol XY2含有54 mol電子。 （1）該融雪劑的化學式是_，該物質中化學鍵類型是_，電子式是_。 （2）元素D、E原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，D與Y相鄰，則D的離子結構示意圖是_； D與E能形成一種結構類似于CO2的三原子分子，且每個原子均達到了8e- 穩(wěn)定結構，該分子的結構式為_，電子式為_，化學鍵類型為_（填“離子鍵”、“非極性共價鍵”或“極性共價鍵”）。 （3）W是與D同主族的短周期元素，Z是第三周期金屬性最強的元素，Z的單質在W的常見單質中反應時有兩種產(chǎn)物：不加熱時生成_，其化學鍵類型為_；加熱時生成_，其化學鍵類型為_，電子式為_。 12為維護社會秩序，保障公共安全，確保北京奧運會及殘奧會的順利進行，北京市人民政府對257種化學品實施了管制，化學品氮化鈉就是其中的一種，氮化鈉（Na3N）是科學家制備的一種重要的化合物，它與水作用可產(chǎn)生NH3。請回答下列問題： （1）Na3N的電子式是_，該化合物由_鍵形成。 （2）基態(tài)N3-的電子排布式為_。（3）Na3N與鹽酸反應生成_種鹽，其電子式分別是_。 （4）Na3N與水的反應屬于_反應（填基本反應類型）。（5）比較Na3N中兩種粒子的半徑：r(Na+)_ r(N3-)（填“”、“=”或“”）。13由氧化物經(jīng)氯化作用生成氯化物是工業(yè)生產(chǎn)氯化物的常用方法，Cl2、CCl4是常用的氯化劑。如：CaO晶胞CaONa2OCl2=2NaClO2CaOCl2=CaCl2O2SiO22CCl4=SiCl42COCl2Cr2O33CCl4=2CrCl33COCl2請回答下列問題： （1）Cr2O3、CrCl3中Cr均為+3價，寫出Cr3+的基態(tài)電子排布式 ；（2）分別寫出Na2O和CCl4的電子式_、_。（2）CaO晶胞如右上圖所示，CaO晶體中Ca2+的配位數(shù)為 。CaO晶體和NaCl晶體中離子排列方式相同，其晶格能分別為：CaO3 401kJmol-1、NaCl786kJmol-1。導致兩者晶格能差異的主要原因是 。14元素周期律是20世紀科學技術發(fā)展的重要理論依據(jù)之一。已知A、B、C、D、E五種元素都是元素周期表中前20號元素。A、B、C、D四種元素在元素周期表（長式）中的相對位置如下圖所示，B、C、D的最高價氧化物的水化物兩兩混合，均能發(fā)生反應生成鹽和水。E元素原子序數(shù)均大于A、B、C、D元素，且不與A、B、C、D元素位于同主族。ABCD根據(jù)以上信息，回答下列問題：（1）上述五種元素中電負性最大的是_。（填相關元素的元素符號）（2）請寫出D的電子排布式：_。（3）請寫出B、C的最高價氧化物的水化物相混合反應的離子方程式： _ （4）A和E可組成離子化合物，其晶胞結構如下圖所示，陽離子位于該正方體的頂點或面心；陰離子均位于小正方體中心。該化合物的電子式為_。【練習1參考答案】1-5 AD AD D C D 6-10 C D A AD D11（1）CaCl2，離子鍵， （2），S=C=S， （3）Na2O，離子鍵，Na2O2，離子鍵和共價鍵，12（1），離子 （2）1s22s22p6 （3）兩， （4）復分解 （5）<13（1）1s22s22p63s23p63d3（2）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m（3）6，CaO晶體中離子的電荷數(shù)大于NaCl14（1）F（2）1s22s22p63s23p4（3）Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（4）練習2高考資源網(wǎng)1下列哪種物質的中心原子的最外層不是8電子結構 ( )ACO2 BNF3 CPF5 DOF22下列分子結構中，原子的最外層電子滿足8電子穩(wěn)定結構的是（ ）ASO3BPF5CCCl4DNO23在a mol金剛石中含CC鍵數(shù)為（ ）A4a×6.02×1023 Ba×6.02×1023C2 a×6.02×1023 D8 a×6.02×10234下列物質中，既有離子鍵，又有非極性共價鍵的是（ ）ACaCl2BNa2O2CH2O DNH4F5下列物質中不屬于共價化合物的是（ ）（雙選） A.苛性鈉 B.碘單質 C.酒精 D.葡萄糖61999年曾報導合成和分離了含高能量的正離子N5 的化合物N5AsF6，下列敘述錯誤的是（ ）AN5共有34個核外電子BN5中氮氮原子間以共用電子對結合C化合物N5AsF6中As化合價為+1D化合物N5AsF6中F化合價為-17下列分子的電子式書寫正確的是（ ）A 氨 B 四氯化碳 C 氮 D 二氧化碳 8某元素基態(tài)原子的最外層電子排布為ns1，當它跟鹵素結合時可形成的化學鍵A一定是共價鍵B一定是離子鍵C可能是共價鍵，也可能是離子鍵D一定是極性共價鍵9下列物質中化學鍵類型完全相同的是 （ ）（雙選）ACaBr2、HCl BMgCl2、Na2SCKOH、HClDH2O、NH3 10下列鹵化氫分子中鍵長最短的是（）AHFBHCl CHBr DHI11下列關于共價鍵的敘述中不正確的是 （ ）（雙選）A由不同元素原子形成的共價鍵一定是極性鍵B由同種元素的兩個原子形成的雙原子分子中的共價鍵一定是非極性鍵C單質分子中不可能含有極性鍵D當O原子與F原子形成共價鍵時，共用電子對偏向O原子一方12根據(jù)元素在元素周期表中的相對位置，判斷下列化合物中，化學鍵極性最大的是（ ）AH2S BH2O CNH3 DCH413在下列化學反應中，既有離子鍵、極性鍵、非極性鍵斷裂，又有離子鍵、極性鍵、非極性鍵形成的是（ ）A2Na2O22H2O4NaOHO2BMg3N26H2O3Mg(OH)22NH3CCl2H2OHClOHClDNH4ClNaOHNaClNH3H2O14碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結構,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體金剛石、晶體硅、碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是（ ）A BC D15下列說法中正確的是（ ）A共價分子中鍵能越大，一定分子越穩(wěn)定B失去電子難的原子，獲得電子的能力一定強C在化學反應中,某元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),該元素被還原D電子層結構相同的不同離子,其半徑隨核電荷數(shù)增多而減小16下列分子中，既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵的是 （ ）（雙選）AC2H2BCO2CH2O2DP417下列有關硼元素的敘述中，正確的是（ ）A硼原子基態(tài)電子排布式為1s22s23s1 B三氯化硼分子中BF鍵是非極性鍵C(BN)n是一種耐高溫材料 D硼元素與氫氧根結合形成的化合物是一種強堿 18能與氫氧化鈉溶液反應的原子晶體是（）A鋁 B金剛石 C硅 D二氧化硅19氮化硼是一種新合成的結構材料，它的一種晶體類型與金剛石相似，是一種超硬、耐磨、耐高溫的物質。下列各組物質熔化時，所克服的微粒間作用力與氮化硼熔化所克服的微粒間作用力都相同的是( ) A硝酸鈉和金剛石 B硅晶體和水晶 C冰和干冰 D苯和萘20(1)氣態(tài)氯化鋁(Al2Cl6)是具有配位鍵的化合物，分子中原子間成鍵的關系如下圖所示。請將圖中，你認為是配位鍵的斜線上加上箭頭。(2)NH3分子的氮原子上有孤對電子，BF3可與NH3反應生成H3N·BF3。請用電子式表示H3N·BF3的形成過程?！揪毩?參考答案】1C 2C 3C 4B 5 A B 6C 7C 8C 9BD 10A 11CD 12B 13A14A 15D 16AC 17C 18D 19B 20（1）（2）【練習3】1.下列分子的電子式書寫正確的是（ ）2.下列說法中正確的是（ ）A.分子中鍵能越大，鍵越長，則分子越穩(wěn)定B.失電子難的原子獲得電子的能力一定強C.在化學反應中，該元素由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，使元素被還原D.電子層結構相同的不同離子，其半徑隨核電荷數(shù)增多而減小3.下列物質的熔沸點高低順序正確的是（ ）A.金剛石晶體硅二氧化硅碳化硅 B.Cl4CBr4CCl4CH4C.MgOH2OO2N2 D.金剛石生鐵鈍鐵鈉4.下列化合物中，含有離子鍵和非極性共價鍵的是（ ）A.H2O2 B.K2O2 C.CaCl2 D.FeS25.下列物質在溶于水和熔化時，破壞的作用力完全相同的是（ ）A.干冰 B.KOH C.NaHSO4 D.冰醋酸6.從實驗測得不同物質中OO之間的鍵長、鍵能的數(shù)據(jù)為：OO鍵數(shù)據(jù)O2鍵長/10-12m149128121112鍵能/kJ·mol-1xyz=494w=628其中x、y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測定，但可根據(jù)規(guī)律性推導鍵能的大小順序為wzyx。該規(guī)律性是（ ）A.成鍵時電子數(shù)越多，鍵能越大 B.鍵長越長，鍵能越大C.成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越大 D.成鍵時電子對越偏移，鍵能越大7.物質的下列性質不能用鍵能來解釋的是（ ）A.氮氣的化學性質沒有氯氣活潑 B.鋁的硬度比鎂高C.金剛石的熔點比晶體硅高 D.常溫下溴呈液態(tài)，碘呈固態(tài)8.1999年美國科學雜志報道，在40 GPa的高壓下，用激光加熱到1 800 K，人們成功地制得了原子晶體CO2，下列有關該物質的推斷中正確的是（ ）A.該原子晶體中含CO2分子 B.該原子晶體易汽化，可用作制冷材料C.該原子晶體有很高的熔點、沸點 D.該原子晶體硬度大，可作耐磨材料9.下列各分子中，所有原子都滿足最外層8電子結構的是（ ）A.H2O B.BF3 C.CCl4 D.PCl510.在下列有關晶體的敘述中錯誤的是（ ）A.離子晶體中，一定存在離子鍵 B.原子晶體中，只存在共價鍵C.金屬晶體的熔沸點均很高 D.離子晶體中可能有共價鍵11.氮化硼（BN）是一種新型結構材料，具有超硬、耐磨、耐高溫等優(yōu)良特性，下列各組物質熔化時，所克服的微粒間作用力與氮化硼熔化時克服的微粒間作用力都相同的是（ ）A.硝酸鈉和金剛石 B.晶體硅和水晶C.冰和干冰 D.苯和萘12.氮化碳晶體是新發(fā)現(xiàn)的一種高硬度材料，該晶體類型應該是_晶體。試根據(jù)物質結構知識推測氮化碳晶體與金剛石比較，硬度更大的應該是_晶體，熔點較低的應是_晶體。13.(2006四川高考理綜，7)下列物質發(fā)生變化時，所克服的粒子間相互作用力屬于同種類型的是（ ）A.液溴和苯分別受熱變?yōu)闅怏w B.干冰和氯化銨分別受熱變?yōu)闅怏wC.二氧化硅和鐵分別受熱熔化 D.食鹽和葡萄糖分別溶解在水中14.(2006天津高考理綜，7)下列說法正確的是（ ）A.用乙醇或CCl4提取碘水中的碘單質B.NaCl和SiC晶體熔化時，克服粒子間作用力類型相同C.24Mg32S晶體中電子總數(shù)與中子總數(shù)之比為11D.H2S與SiF4分子中各原子最外層都滿足8電子結構15.(2005遼寧高考，26)在下列分子中，電子總數(shù)最少的是（ ）A.H2S B.O2 C.CO D.NO16.(2005廣東高考，5)下列反應過程中，同時有離子鍵、極性共價鍵和非極性共價鍵的斷裂和形成的反應是（ ）A.NH4ClNH3+HCl B.NH3+CO2+H2O=NH4HCO3C.2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O D.2Na2O2+2CO2=Na2CO3+O2【練習3答案】1、D 2、D 3、BC 4、B 5、B6、A 7、D 8、CD 9、C 10、C11、B12、原子 氮化碳 金剛石13、A 14、C 15、C 16、：D 11 / 11