堿金屬規(guī)律習(xí)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(yīng)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(qiáng)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(yīng)雖稱(chēng)之為“反應(yīng)” ，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(lái)。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(jià)：價(jià)電子：參加化學(xué)反應(yīng)顯示出化合價(jià)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(xué)性質(zhì)AAAAAAA正價(jià)+1+2+3+4+5+6+7負(fù)價(jià)4321氧化物M2OMOM2O3MO2M2O5MO3M2O7及水化物MOHM(OH)2M(OH)3H2RO3HRO3H2RO4HRO4氫化物RH4RH3H2RHR3、對(duì)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(bǔ)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(lái)表示每一個(gè)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(dǎo)A和B各可能為何處元素？ 例題：某元素的最高正價(jià)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(xué)鍵一、化學(xué)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(lèi)：離子鍵、共價(jià)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(diǎn)： 2、特點(diǎn)：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(dá)式： 原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表示法：略 電子式表示法 一般與化學(xué)方程式無(wú)多大聯(lián)系。與分子式有關(guān)，復(fù)雜離子要用方括號(hào)表示出來(lái) 電子式：在元素符號(hào)的周?chē)眯『邳c(diǎn)或“”來(lái)表示元素原子最外層電子數(shù)的式子。 注意：復(fù)雜離子是構(gòu)成份不單一離子，轉(zhuǎn)移的電子可

5、與原來(lái)的電子用不同的標(biāo)記。課堂練習(xí)：2Mg + O2 2MgO Ca + Br2 CaBr25、離子鍵的形成條件： 原子鍵合時(shí)要形成離子。 陰、陽(yáng)離子間要有一定的距離，使得吸引力與排斥作用達(dá)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(tuán)。 注意離子的寫(xiě)法：微粒符號(hào)的右上角，先寫(xiě)數(shù)值后寫(xiě)性質(zhì)（+、一 號(hào)） 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(dāng)丟失電子而形成陽(yáng)離子時(shí)：r (陽(yáng))

6、r (原) b、原子當(dāng)獲得電子而形成陰離子時(shí)：r (陰)r (原) c、對(duì)于陰、陽(yáng)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(yáng)離子：陰層多，陽(yáng)層少：r (陰) r (陽(yáng))陽(yáng)層多陰層少：不比較。 越陽(yáng)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(guò)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(diǎn)：離子間存在較強(qiáng)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(diǎn)。化學(xué)式：用元素符號(hào)表示各種物質(zhì)的化學(xué)組成的式子；如分子式

7、，結(jié)構(gòu)式等。介紹NaCl：每個(gè)Na+ 離子被6個(gè)Cl 所包圍，每個(gè)Cl被6個(gè)Na+ 所包圍。A4B4型 CsCl：每個(gè)Cs+ 離子被8個(gè)Cl 所包圍，每個(gè)Cl 被8個(gè)Cs+ 所包圍。 NaCl：每個(gè)Na+ 被與之最近的另外 個(gè)Na+ 所包圍；以Na+ 為中心， 個(gè) 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(chēng)為晶胞，NaCl晶體的結(jié)構(gòu)已知：現(xiàn)測(cè)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(cè)知Fe x O的密度為5.71克cm3 ，晶胞邊長(zhǎng)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?jǐn)?shù)（精確至0.001）為 。（3）此晶體的化學(xué)式為 （4）與某個(gè)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(jià)鍵討論：HC1為什么不可能形成離子鍵非金屬原子都有強(qiáng)的獲得電子的能力。三、共價(jià)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(shí)有：1、共價(jià)鍵的形成： 2、特點(diǎn)： 有飽和性有方向性 共用電子對(duì)或中間或偏移。3、定義：原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用。4、共價(jià)鍵的形成表達(dá)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(hào) 5、共價(jià)鍵的形成條

9、件： 兩原子必須有未成對(duì)電子，并且自旋方向必須相反 形成共價(jià)鍵時(shí)，電子云發(fā)生重疊，重疊程度越大，鍵越牢固。 原子間對(duì)電子對(duì)的吸引力相差不很大（無(wú)論是金屬非金屬還是非非） 課堂練習(xí)：用電子式表示2Na + O2 Na2O2 的形成過(guò)程。6、共價(jià)鍵的飽和性和方向性。 飽和性：以N為例，先寫(xiě)出電子排布式，再畫(huà)出軌道表示式，再找出有多少個(gè)未成對(duì)電子，結(jié)合“共價(jià)鍵的形成”時(shí)情況及其“8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”而解釋有。 一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，就可以和幾個(gè)自旋方向相反的電子配對(duì)成鍵。 故不難可知?dú)錃獾幕瘜W(xué)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(duì)稱(chēng)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(jià)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(zhǎng)：成鍵原子中兩原子的核間平均距離。 鍵能：斷開(kāi)1 mol AB單鍵時(shí)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(zhǎng)與鍵能的其它情況。 反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系：Q7、配位鍵： 共價(jià)鍵的特例： 例形：以NH4Cl為例：著重講解三種化學(xué)鍵，先就NH4Cl講解離子鍵，后講解NH4+離子中的共價(jià)鍵，最后比較四個(gè)NH鍵，而依據(jù)N元素為3價(jià)講解孤對(duì)電了形成配位鍵情況 進(jìn)而縮寫(xiě)到為主NH4+ ，強(qiáng)調(diào)配位鍵： 定義：由一個(gè)原子單方面提供孤對(duì)電子，而跟

11、另一個(gè)原子共用所形成的化學(xué)鍵。 配位鍵的形成條件： 一個(gè)原子有空軌道，另一個(gè)原子有孤對(duì)電子 性質(zhì)：形成過(guò)程與共價(jià)鍵有區(qū)別，但鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角都一樣；鍵的化學(xué)性質(zhì)完全相同。8、共價(jià)鍵的不同組成分類(lèi)： 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(duì)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(yīng)，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(shí)H3+可進(jìn)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(duì)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?jǐn)?shù)）的水，設(shè)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(jì)算D2 和HD混和氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)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(gè)

13、原子單方面提供共用電子對(duì)的： NH4+ 配位鍵下面，將討論這類(lèi)化學(xué)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(dá)到的頂點(diǎn)：非極性鍵：同種原子所組成的共價(jià)鍵。原 因：兩個(gè)原子吸引電子對(duì)的能力相同，共用電子對(duì)不偏向任何一個(gè)原子。特 點(diǎn)：電子對(duì)在鍵的中央出現(xiàn)的機(jī)會(huì)最多。極 性 鍵：由不同種原子所形成的共價(jià)鍵：原 因：原子吸引電子對(duì)的能力不同，電子對(duì)偏向吸引電子能力強(qiáng)的一方。特 點(diǎn)：吸引電子能力較強(qiáng)的原子帶部分負(fù)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(fù)性衡量原子吸引電子能力的價(jià)尺度，成鍵原子吸引電子能力大小的標(biāo)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(gè)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(wú)所謂吸引電子。2、電負(fù)性與周期律： 提問(wèn)：電負(fù)性的變化規(guī)律與前面所學(xué)習(xí)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(qiáng)，電負(fù)性越大，吸引電子能力亦越強(qiáng)，金屬的電負(fù)性一般小于2，非金屬的電負(fù)性一般說(shuō)來(lái)大于2 。3、電負(fù)性與鍵的極性的關(guān)系：兩原子成鍵時(shí)的經(jīng)驗(yàn)判定 判斷不明顯的金非 鍵 注意： 上述規(guī)律只是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，不可能絕對(duì)： 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(fù)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(fù)電荷的電子，可以設(shè)想：在分子中的所有正電荷集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫正電荷重心；所有負(fù)電荷集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫負(fù)電荷重心；不難可知，正電荷重心與負(fù)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(gè)分子中，電荷的分布是對(duì)稱(chēng)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(duì)不偏向任何一方，電荷分布對(duì)稱(chēng)，均勻；實(shí)質(zhì)是原子對(duì)稱(chēng)分布、均勻。特點(diǎn)：正、負(fù)電荷重心重合

16、判斷依據(jù)。2、極性分子：在一個(gè)分子中，電荷的分布是不對(duì)稱(chēng)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(fù)雜分子，如O3 等；電荷分布不對(duì)稱(chēng)。性質(zhì)：共用電子對(duì)有偏移，電荷分布不對(duì)稱(chēng)，不均勻；實(shí)質(zhì)是原子分布不對(duì)稱(chēng)、不均勻。特點(diǎn)：正負(fù)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(gè)原子對(duì)電子對(duì)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(gè)原子。4、極性分子與非極性分子的經(jīng)驗(yàn)判斷：對(duì)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(lèi)空間構(gòu)形鍵

17、的極性正負(fù)電荷重心是否重合分子的極性代表物單原子分子 球形無(wú)化學(xué)鍵 重合非極性分子稀有氣體雙原子分子A2型（對(duì)稱(chēng)）非極性鍵重合非極性分子H2、X2等AB型（不對(duì)稱(chēng)）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(bǔ)充分子間的作用力一、分子間的作用力 范德華力：1、特點(diǎn)：（實(shí)質(zhì)

18、）是一種靜電吸引力 是一種較弱的作用力，比化學(xué)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(diǎn)越高。例：酒精的沸點(diǎn)（78）比水的沸點(diǎn)（100）低，主要是液體中酒精分子間的作用力較小，汽化時(shí)需要克服分子間的能量亦較小；固體亦然主要講熔點(diǎn)。3、相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)分子間的作用力的影響：一般規(guī)律：對(duì)于組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，隨相對(duì)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(diǎn)。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(duì)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(xué)鍵的比較：化學(xué)鍵表示分子中相鄰原子間的一種強(qiáng)烈的相互作用；它是決定分子的化學(xué)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(diǎn)、沸點(diǎn)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(jià)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(diǎn)低、硬度小、不導(dǎo)電。補(bǔ)充氫鍵回憶與思考：分子量對(duì)分子間作用力的影響： 一般規(guī)律：對(duì)于某些組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，分子間作用力隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大；表現(xiàn)在熔沸點(diǎn)的升高上。由圖可知：碳族元素的氫化物隨著相對(duì)分子質(zhì)量 的增大，沸點(diǎn)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(diǎn)的 反常現(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(fù)荷的X原子（電負(fù)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(diǎn)：有飽和性，有方向性與共價(jià)鍵的特點(diǎn)一致。3、形成條件： 有氫原子參加 另一原子具有電負(fù)性大、原子半徑小。4、表達(dá)式：yHx 實(shí)線部分表示強(qiáng)的極性鍵，虛線部分表示氫鍵。5、對(duì)物理性質(zhì)的影響： 由于破