堿金屬規(guī)律習題A

1、一、堿金屬規(guī)律及例外、堿金屬單質(zhì)活潑，一般保存在煤油及石蠟中以隔絕空氣和水，但鋰只能保存在石蠟中；、堿金屬單質(zhì)的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但(K)(Na)；、堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒后的生成物可以是Li2O、Na2O2及MO2 (MK、Rb、Cs) ；、堿金屬單質(zhì)都能與水反應成生堿和H2 ；但Li、Na、K在水面上，Rb、Cs在水底；、堿金屬單質(zhì)一般用電解法制取，但K例外； 、堿金屬的氫氧化物一般易溶于水，為強堿，受熱不分解，但2LiOH Li2O + H2O ；、一般酸式鹽的溶解度大于正鹽，但堿金屬的碳酸酸式鹽卻小于正鹽；、活潑金屬的氧化物一般都是典型的堿性氧化物，但Na2O2、KO2等

2、不是；、焰色反應雖稱之為“反應” ，但卻是元素的物理性質(zhì)；、堿金屬單質(zhì)不能將其它可溶性鹽溶液中的金屬置換出來。二、元素的性質(zhì)和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系1、原子結(jié)構(gòu)與化合價：價電子：參加化學反應顯示出化合價的電子。范圍：最外層、最外層十次外層、最外層次外層部倒數(shù)第三層；規(guī)律：8xy x3y xy3 等主族元素的族序數(shù)2、主族元素的主要化合物及主要化學性質(zhì)AAAAAAA正價+1+2+3+4+5+6+7負價4321氧化物M2OMOM2O3MO2M2O5MO3M2O7及水化物MOHM(OH)2M(OH)3H2RO3HRO3H2RO4HRO4氫化物RH4RH3H2RHR3、對角相似性：相鄰元素的左上角與右下角元素

3、的性質(zhì)相似。 如LiMg BeAl O Cl注意：Al(OH)3是兩性的，為一元酸三元堿：H+ + AlO2 + H2O Al(OH)3 Al3+ + 3OH B(OH)3是酸性的、為一元酸：B(OH)3 + H2O B(OH)4 + H+補充：A、B是同族上下相鄰的兩種元素，其核電荷數(shù)均為兩位數(shù)，若用x和y來表示每一個數(shù)字（取值0、1、2 9），則A的核電荷數(shù)為x y、B的核電荷數(shù)為y x，試推導A和B各可能為何處元素？ 例題：某元素的最高正價氧化物的水化物的分子式為HxROy，氣態(tài)氫化物的分子式為HzR；已知1 mol HxROy質(zhì)量比1 mol HxR質(zhì)量多64克，又已知1 mol Hx

4、ROy中R原子的核外電子總數(shù)比1 mol HxROy中氫原子和氧原子核外電子總數(shù)少16 mol，試 R的原子序數(shù)。 化學鍵一、化學鍵：定義：使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力。 可以斷裂亦可結(jié)合分類：離子鍵、共價鍵、金屬鍵等及其衍生的其它鍵型。二、離子鍵：1、離子鍵的形成及其特點： 2、特點：電子一定轉(zhuǎn)移。3、定義：帶相反電荷離子之間的相互作用。4、離子鍵的形成表達式： 原子結(jié)構(gòu)簡圖表示法：略 電子式表示法 一般與化學方程式無多大聯(lián)系。與分子式有關(guān)，復雜離子要用方括號表示出來 電子式：在元素符號的周圍用小黑點或“”來表示元素原子最外層電子數(shù)的式子。 注意：復雜離子是構(gòu)成份不單一離子，轉(zhuǎn)移的電子可

5、與原來的電子用不同的標記。課堂練習：2Mg + O2 2MgO Ca + Br2 CaBr25、離子鍵的形成條件： 原子鍵合時要形成離子。 陰、陽離子間要有一定的距離，使得吸引力與排斥作用達到平衡。 原子間得失電子能力相差較大（一般是典型的金屬如K、Na、Mg；典型的非金屬如F、C1、Br、O）及FeCl2、CuCl2等。6、離子的結(jié)構(gòu)特征： 離子的電荷：離子 帶電荷的原子或原子團。 注意離子的寫法：微粒符號的右上角，先寫數(shù)值后寫性質(zhì)（+、一 號） 離子的電子層結(jié)構(gòu)： 陰離子 得到電子后形成的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)是飽和的。 離子的半徑：注意參考態(tài)。 a、原子當丟失電子而形成陽離子時：r (陽)

6、r (原) b、原子當獲得電子而形成陰離子時：r (陰)r (原) c、對于陰、陽離子半徑的比較： 具有相同電子層數(shù)的離子，核電荷數(shù)越小，半徑越大，如：r (Ca2+) r (K+) r (Cl) r (S2) 不同電子層的陰、陽離子：陰層多，陽層少：r (陰) r (陽)陽層多陰層少：不比較。 越陽越小，越陰越大7、離子晶體：離子化合物：以離子鍵構(gòu)成的化合物。離子晶體：離子間通過離子鍵合而形成的晶體：晶體：具有一定的幾何外形的固體。離子化合物的特點：離子間存在較強的靜電引力。硬度高、密度較大、難于壓縮、質(zhì)脆、難于揮發(fā)、有較高的熔、沸點?；瘜W式：用元素符號表示各種物質(zhì)的化學組成的式子；如分子式

7、，結(jié)構(gòu)式等。介紹NaCl：每個Na+ 離子被6個Cl 所包圍，每個Cl被6個Na+ 所包圍。A4B4型 CsCl：每個Cs+ 離子被8個Cl 所包圍，每個Cl 被8個Cs+ 所包圍。 NaCl：每個Na+ 被與之最近的另外 個Na+ 所包圍；以Na+ 為中心， 個 與之形成正面八體。晶體具有規(guī)則的幾何外形，晶體中最基本的重要單位稱為晶胞，NaCl晶體的結(jié)構(gòu)已知：現(xiàn)測得Fe x O晶體的晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺限，x值小于1。測知Fe x O的密度為5.71克cm3 ，晶胞邊長為4.281010 m 。（1）Fe x O中X值（精確至0.01）為 （2）晶體中Fe分別為Fe2+、Fe3+

8、，在Fe2+ 和Fe3+ 的總數(shù)中，F(xiàn)e2+ 所占的分數(shù)（精確至0.001）為 。（3）此晶體的化學式為 （4）與某個Fe2+ （或Fe3+）距離最近且等距離的O2 圍成的空間幾何形狀是 。（5）在此晶體中，鐵元素的離子間最短距離為 。共價鍵討論：HC1為什么不可能形成離子鍵非金屬原子都有強的獲得電子的能力。三、共價鍵：以He為什么是單原子分子，H2為什么是雙原子為例解釋時有：1、共價鍵的形成： 2、特點： 有飽和性有方向性 共用電子對或中間或偏移。3、定義：原子間通過共用電子對所形成的相互作用。4、共價鍵的形成表達式。 用電子云表示法略 電子式表示法所有的原子均不同方括號 5、共價鍵的形成條

9、件： 兩原子必須有未成對電子，并且自旋方向必須相反 形成共價鍵時，電子云發(fā)生重疊，重疊程度越大，鍵越牢固。 原子間對電子對的吸引力相差不很大（無論是金屬非金屬還是非非） 課堂練習：用電子式表示2Na + O2 Na2O2 的形成過程。6、共價鍵的飽和性和方向性。 飽和性：以N為例，先寫出電子排布式，再畫出軌道表示式，再找出有多少個未成對電子，結(jié)合“共價鍵的形成”時情況及其“8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”而解釋有。 一個原子有幾個未成對電子，就可以和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵。 故不難可知氫氣的化學式為H2 ，而不是H3 及H4 的了。 方向性：由于除S軌道的電子云是球形對稱之外， 其它軌道（如p、d）的

10、電子云都具有一定的伸展方向，且共價鍵的形成盡可能沿著電子云密度最大的方向重疊，故不難可知，H2S的成鍵情況如圖： 鍵的參數(shù)： 鍵角：分子中鍵與鍵之間的夾角 鍵長：成鍵原子中兩原子的核間平均距離。 鍵能：斷開1 mol AB單鍵時所需要的能量；它能描述分子的穩(wěn)定與否。注意解釋清楚鍵長與鍵能的其它情況。 反應熱與鍵能的關(guān)系：Q7、配位鍵： 共價鍵的特例： 例形：以NH4Cl為例：著重講解三種化學鍵，先就NH4Cl講解離子鍵，后講解NH4+離子中的共價鍵，最后比較四個NH鍵，而依據(jù)N元素為3價講解孤對電了形成配位鍵情況 進而縮寫到為主NH4+ ，強調(diào)配位鍵： 定義：由一個原子單方面提供孤對電子，而跟

11、另一個原子共用所形成的化學鍵。 配位鍵的形成條件： 一個原子有空軌道，另一個原子有孤對電子 性質(zhì)：形成過程與共價鍵有區(qū)別，但鍵能、鍵長、鍵角都一樣；鍵的化學性質(zhì)完全相同。8、共價鍵的不同組成分類： 由相同原子所組成的：如 HH H2 OO O2 由不同原子所組成的：如 HCl HCl OCO CO2 由單方面原子提供孤對電子的：如 H3+O NH4+ 例題：近年用紅外激光技術(shù)研究液氫，發(fā)現(xiàn)分子間作用力也可以引起中微粒間的反應，在液氫中，有氫分子和質(zhì)子形成的H3+ 離子，其結(jié)構(gòu)是等邊三角形，屬于二電子三中心離子。同時H3+可進一步形成Hn+ ，下列判斷正確的是（ ）A、H3+ 的電子式是 B、H

12、3+ 可在液氫中形成H4+、H5+、H6+C、H3+ 可在液氫中形成H5+、H7+、H9+ D、H3+ 可廣泛存在于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)氫中解：由于研究的對象是液氫，故D不可能，又xH2 + H+ H+ 2x+1 ，故n為奇數(shù)即B不正確而C正確，又H3+ 的結(jié)構(gòu)等邊三角形結(jié)構(gòu) 故A正確。 使含重水(D2O)的水分解，得到H2、HD、D2 的混和氣體；現(xiàn)有1升含重水0.017%（質(zhì)量分數(shù)）的水，設其密度為1克/cm3 將其完全分解的后，分離得到HD和D2 的混和氣體，其平均分子量為3.5，試計算D2 和HD混和氣體在標準狀態(tài)時的體積。非極性分子和極性分子 由不同原子所組成的： HCl HCl 由一個

13、原子單方面提供共用電子對的： NH4+ 配位鍵下面，將討論這類化學鍵的性質(zhì)及分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系等。一、非極性鍵和極性鍵： 極 性：極端的性質(zhì) 事物順著某一方向達到的頂點：非極性鍵：同種原子所組成的共價鍵。原 因：兩個原子吸引電子對的能力相同，共用電子對不偏向任何一個原子。特 點：電子對在鍵的中央出現(xiàn)的機會最多。極 性 鍵：由不同種原子所形成的共價鍵：原 因：原子吸引電子對的能力不同，電子對偏向吸引電子能力強的一方。特 點：吸引電子能力較強的原子帶部分負電荷。思 考：配位鍵是屬于極性鍵還是屬于非極性鍵？為什么？不同種原子，極性鍵。二、電負性衡量原子吸引電子能力的價尺度，成鍵原子吸引電子能力大小的標志

14、：1、含義：衡量元素的原子在分子中吸引電子能力的一個物理量，其數(shù)值約在0.74.0的范圍之間。 特別地：稀有氣體無所謂吸引電子。2、電負性與周期律： 提問：電負性的變化規(guī)律與前面所學習元素周期律中的哪一條相一致？ 與非金屬性的變化規(guī)律一致非金屬性越強，電負性越大，吸引電子能力亦越強，金屬的電負性一般小于2，非金屬的電負性一般說來大于2 。3、電負性與鍵的極性的關(guān)系：兩原子成鍵時的經(jīng)驗判定 判斷不明顯的金非 鍵 注意： 上述規(guī)律只是經(jīng)驗的總結(jié)，不可能絕對： 如 BF4.02.0 2.0 卻為極性鍵 NaI 2.50.9 1.6卻為離子鍵 非金屬元素間不管電負性差值如何均形成極性?。ú煌N原子）

15、如 HF4.02.1 1.9PH2.12.1 0在任何分子中都有帶正電荷的原子核和帶負電荷的電子，可以設想：在分子中的所有正電荷集中于一點，這一點叫正電荷重心；所有負電荷集中于一點，這一點叫負電荷重心；不難可知，正電荷重心與負電荷重心是可以重合的、也是可以不重合的。三、非極性分子和極性分子：1、非極性分子：在一個分子中，電荷的分布是對稱的、均勻的分子。組成： 由同種原子所組成的分子，如O2、N2、H2、X2 等。 由不同種原子所組成的多原子分子（不少于3）CH4、CCl4、CO2、CS2 等。性質(zhì)：共用電子對不偏向任何一方，電荷分布對稱，均勻；實質(zhì)是原子對稱分布、均勻。特點：正、負電荷重心重合

16、判斷依據(jù)。2、極性分子：在一個分子中，電荷的分布是不對稱的、不均勻的分子。組成： 由不同種原子所組成的分子，如HCl、H2O、H2S、NH3 等 由同種原了所組成的復雜分子，如O3 等；電荷分布不對稱。性質(zhì)：共用電子對有偏移，電荷分布不對稱，不均勻；實質(zhì)是原子分布不對稱、不均勻。特點：正負電荷重心不重合判斷依據(jù)。3、鍵的極性與分子的極性：鍵的極性：成鍵原子中兩個原子對電子對的吸引程度。分子的極性：分子中電子云的總體分布程度；原子的總體分布是否圍繞一個原子。4、極性分子與非極性分子的經(jīng)驗判斷：對于ABn型分子，若A原子的最外層電子均已成鍵則ABn為非極性分子，否則為極性分子。分子的種類空間構(gòu)形鍵

17、的極性正負電荷重心是否重合分子的極性代表物單原子分子 球形無化學鍵 重合非極性分子稀有氣體雙原子分子A2型（對稱）非極性鍵重合非極性分子H2、X2等AB型（不對稱）極性鍵不重合極性分子HCl、NO三原子分子ABA型（直線）極性鍵重合非極性分子CO2、SO2AB2型（三角）極性鍵不重合極性分子H2O、NO2四原子分子AB3型（三角錐）極性鍵不重合極性分子NH3、PCl3AB3型（平面）極性鍵重合非極性分子BF3、BCl3五原子分子AB4（正四面體）極性鍵重合非極性分子CH4、CX4ABmCn（變形）極性鍵不重合極性分子CH2Cl2等補充分子間的作用力一、分子間的作用力 范德華力：1、特點：（實質(zhì)

18、）是一種靜電吸引力 是一種較弱的作用力，比化學鍵能小10100倍2、范氏力與物理性質(zhì)的關(guān)系：一般規(guī)律：分子間的作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高。例：酒精的沸點（78）比水的沸點（100）低，主要是液體中酒精分子間的作用力較小，汽化時需要克服分子間的能量亦較小；固體亦然主要講熔點。3、相對分子質(zhì)量對分子間的作用力的影響：一般規(guī)律：對于組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)來說，隨相對分子質(zhì)量的增大，分子間的作用力也增大，物質(zhì)具有較高的熔、沸點。例：F2、Cl2、Br2、I2及CF4、CCl4、CBr4、CI4等。 注意：H2、O2、N2等不是組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，它們的結(jié)構(gòu)分別為： HHOONN4、范德華力的影響因素：

19、除與相對分子質(zhì)量有關(guān)外，還與分子的極性、分子的形狀等因素有關(guān)。5、分子間作用力與化學鍵的比較：化學鍵表示分子中相鄰原子間的一種強烈的相互作用；它是決定分子的化學性質(zhì)的主要因素。范德華力是表示分子間的較弱的相互作用；它是決定物質(zhì)的熔點、沸點等物理性質(zhì)的主要因素。二、分子晶體：1、定義：分子之間以分子間作用力互相結(jié)合所形成的晶體。 特別地：共價晶體是指原子晶體，不是分子晶體。2、組成：極性分子和非極性分子。3、性質(zhì)：分子間作用力弱，熔、沸點低、硬度小、不導電。補充氫鍵回憶與思考：分子量對分子間作用力的影響： 一般規(guī)律：對于某些組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)來說，分子間作用力隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大；表現(xiàn)在熔沸點的升高上。由圖可知：碳族元素的氫化物隨著相對分子質(zhì)量 的增大，沸點是逐步增高的，但在氮族、氧族、 鹵族的氫化物中，NH3、H2O、HF出現(xiàn)沸點的 反?，F(xiàn)象主要是由于分子間產(chǎn)生了一種叫做氫鍵的相互作用。 氫鍵：1、定義：半徑很小，帶部分正電荷的氫核允許帶部分負荷的X原子（電負性大，半徑小）充分接近它，并產(chǎn)生靜電吸引作用，這樣所形成的鍵叫氫鍵。2、特點：有飽和性，有方向性與共價鍵的特點一致。3、形成條件： 有氫原子參加 另一原子具有電負性大、原子半徑小。4、表達式：yHx 實線部分表示強的極性鍵，虛線部分表示氫鍵。5、對物理性質(zhì)的影響： 由于破