物質結構知識

物質結構知識一、 化學鍵與物質類別關系規(guī)律只含非極性共價鍵的物質：同種非金屬元素構成的單質，女叭、山、P4、金剛石、晶體等。只含有極性共價鍵的物質：一般是不同非金屬元素構成的共價化合物，如：HCI、NH3、SiO2、CS2等既有極性鍵又有非極性鍵的物質：如：H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。只含有離子鍵的物質：活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物，女口：Na2S、CsCI、K20、NaH等。既有離子鍵又有非極性鍵的物質，如：Na2O2、Na2Sx、CaC2等。由離子鍵、共價鍵、配位鍵構成的物質，如：NH4CI等。由強極性鍵構成但又不是強電解質的物質，如HF。只含有共價鍵而無范德瓦爾斯力的化合物，如：原子晶體SiO2、SiC等。無化學鍵的物質：稀有氣體，如氬等。二、 共價鍵的極性與分子極性關系規(guī)律共價鍵包括非極性鍵和極性鍵。化學鍵有無極性，是相對共價鍵而言的，即共用電子對是否發(fā)生偏移。而共用電子對的偏移，又取決于成鍵原子吸引電子能力的大小。按上述推理歸納為：A—A型，即相同元素原子間成鍵形成的是非極性鍵；A—B型，即不同元素原子間成鍵形成的是極性鍵。分子是否存在極性，不能簡單地只看分子中的共價鍵是否有極性，而要看整個分子中的電荷分布是否均勻、對稱。根據(jù)組成分子的原子種類和數(shù)目的多少，可將分子分為單原子分子、雙原子分子和多原子分子，其各類分子極性的判斷依據(jù)是：單原子分子：分子中不存在化學鍵，故沒有極性分子或非極性分子之說，女口He、Ne等。雙原子分子：若含極性鍵，就是極性分子，如HCl、HBr等；若含非極性鍵，就是非極性分子，如02、I2等以極性鍵結合的多原子分子，主要由分子中各鍵在空間的排列位置決定分子的極性。若分子中的電荷分布均勻，即排列位置對稱，則為非極性分子，如BF3、ch4等。若分子中的電荷分布不均勻，即排列位置不對稱，則為極性分子，如nh3、so2等。經(jīng)驗規(guī)律：對于ABn型分子，若有孤對電子，則是極性分子；若無孤對電子，則為非極性分子。三?物質熔沸點高低比較規(guī)律不同晶體類型的物質的熔沸點高低順序一般是：原子晶體>離子晶體〉分子晶體。同一晶體類型的物質，則晶體內(nèi)部結構粒子間的作用越強，熔沸點越高。原子晶體要比較共價鍵的強弱。一般地說，原子半徑越小，形成的共價鍵的鍵長越短，鍵能越大，其晶體熔沸點越高。如熔點：金剛石〉碳化硅>晶體硅。離子晶體要比較離子鍵的強弱。一般地說，陰、陽離子所帶的電荷數(shù)越多，離子半徑越小，則離子間的作用就越強，其離子晶體的熔沸點越高，如熔點：MgO>MgCI2>NaCI>CsCI。分子晶體：組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，熔沸點越高，如熔沸點：02>N2,HI>HBr>HCI。組成和結構不相似的物質，分子極性越大，其熔點沸點就越高，如溶沸點：C0>N2。在同分異構體中，一般地說，支鏈數(shù)越多，溶沸點越低，如沸點：正戊烷〉異戊烷>新戊烷；同分異構體的芳香烴及其衍生物，其熔沸點高低順序是鄰>間>對位化合物。金屬晶體中金屬離子半徑越小，離子電荷數(shù)越多，其金屬鍵越強，金屬熔沸點就越高。元素周期表中第WA族鹵素的單質(分子晶體)的熔沸點隨原子序數(shù)遞增而升高；第IA族堿金屬元素的單質(金屬晶體)的熔沸點隨原子序數(shù)的遞增而降低。四?六種典型晶體的結構一一化鈉、氯化銫、金剛石、石墨、石英、干冰(1)氯化鈉與氯化銫晶體名稱晶胞結構圖配位數(shù)平均每個晶胞擁有的微粒數(shù)化學式氯化鈉Na+6；Cl-6 。4NaCI氯化銫Cs+_8—；Cl_^。1CsCI附錄(1)氯化銫晶格與晶胞結構(2)配位數(shù)：晶體中與一個原子或離子最近鄰的原子或離子的數(shù)目。(2)金剛石與石墨晶體金剛石石墨結構模型空間構型正四面體空間網(wǎng)狀結構正六邊形平面網(wǎng)狀結構；層狀結構有無可流動電子無有相互作用碳碳單鍵碳碳單鍵；分子間作用力鍵長0.155nm0.142nm；0.333nm（層間距）鍵角109°28'120°密度3.51g/cm32.25g/cm3硬度10柔軟導電性不導電導電熔點3550°C3652?3697C沸點4827°C4827C晶體類型原子晶體過渡型晶體

(3)石英與金剛石晶體金剛石石英鍵角109。28'ZSi-OSi=180°ZO-Si-O=109。28'最小環(huán)擁有的原子數(shù)612共價鍵符號C—CSi—O1mol晶體擁有的共價鍵個數(shù)2Na4NA(4)干冰5.立方型晶胞與六方型晶胞中微粒個數(shù)的確定晶胞類型頂點棱邊晶面內(nèi)部立方1/81/41/21六方1/61/31/21附錄1化學鍵與元素的關系:附錄2.化學鍵與共用電子對偏移程度的關系:附錄3、四種晶體類型結構和性質比較:比較項目離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體結構微粒陰、陽離子原子分子金屬離子與自由電子粒子間作用離子鍵共價鍵分子間作用力金屬鍵硬度較大很大較小差別大熔、沸點較高很咼較低差別大導電性固體不導電，熔化或溶于水導電不導電不導電導電實例大部分鹽、強堿部分金屬氧化物金剛石、晶體硅石英、碳化硅X2、。2、S、％、p4、so2、干冰氣態(tài)氫化物有機物、酸類各種金屬與合金附錄4、重要分子的鍵角：P4：60°；H2O：104。30‘；NH3：107°18‘；CH4、CCI4：109°28‘；C2H4(乙烯)、C6H6(苯)：120°；CO2、CS2、C2H2:180°五、推斷時?？嫉慕Y構知識1、常見的10電子微粒中，分子有：Ne、CH4、NH3、H2O、HF。陽離子有：Na+、Mg2+、AI3+、NH4+、屯0+。陰離子有：F-、O2-、N3-、OH-、NH2-2、 常見的18電子微粒中，分子有:Ar、SiH4、PH3、H2S、HCI、F2、H2O2、％%、CHf、CHfH、C2%陽離子有：K+、Ca2+陰離子有：S2-、HS-、O22-、Cl-3、 電中性的微粒可以是原子，也可以是分子。4、 質子數(shù)相同，電子數(shù)也相同的微粒所帶電荷的性質一定相同。5、 H,D,T的中子數(shù)分別是0、1、2,質量數(shù)分別是1、2、3,同位素原子的質量數(shù)雖然不同，但化學性質基本上完全相同；天然存在的某種元素，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各同位素所占的原子個數(shù)百分比不變。6、 160、170、180屬同位素，O2、O3、O4屬同素異形體；HD是單質;某元素的同位素原子可以形成3種分子量不同的雙原子分子，則該元素有2種同位素原子。7、 在下表中填上相應的元素符號：IAIIAmAWAVAWAWAOHHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaGaGeAsSeBrKr8、在元素周期表中(1)各周期中所含元素的種類分別是：2、8、8、18、18、32、26各周期的惰性元素的原子序數(shù)分別是：2、10、18、36、54、86按規(guī)律推測第7周期惰性元素的原子序數(shù)為118,第7周期、第8周期若都填滿，元素種類分別為32、50。(2)周期表中共有18個縱行，若每個縱行稱作1列，則VA族是第15列。IIA族后面是第IIIB族。所含元素的種類最多的是IIIB族若IIA某元素的原子序數(shù)為n,則與之同周期的IIIA族的元素的原子序數(shù)可能為n+1、n+11、n+25若上一周期某元素的原子序數(shù)為n,則與之同主族的下一周期的元素的原子序數(shù)可能為n+2、n+8、n+18、n+32最外層電子數(shù)比次外層多的元素一定在第二周期周期。上周期活潑的非金屬元素形成的陰離子與下周期活潑的金屬形成的陽離子電子層結構相同。原子序數(shù)為奇數(shù)，則其最高正價和負價為奇數(shù)同一周期，從左向右，原子半徑逐漸減小，越向右上方，原子半徑越小。同一元素的陰離子半徑大于相應的原子半徑，電子層結構相同的離子，核電荷數(shù)越多，半徑越小，電子層數(shù)多的原子半徑不一定大。9、核內(nèi)沒有中子的原子是氫，最不活潑的元素是氦，形成化合物種類最多的元素是碳,地殼中含量最多的元素是氧，氣態(tài)氫化物與其最高價氧化物對應的水化物酸堿性相反，相互反應生成離子化合物的元素是氮；宇宙中含量最多的元素是氫。11、 在短周期元素中最高價氧化物對應的水化物既能與酸反應又能與堿反應均生成鹽和水的元素有Al、Be最高正價與最底負價代數(shù)和等于0的元素有H、C、Si最高正價等于等于最底負價絕對值的3倍的元素是S最外層電子數(shù)等于核外電子總數(shù)的一半的元素是Be最外層電子數(shù)等于內(nèi)層電子總數(shù)的一半的元素有LiP12、 X、Y兩元素可以形成化合物X2Y2、X2Y,則X可能是H或Na,Y是013、 張青蓮教授為元素相對原子質量的測定作出了重大的貢獻.15、 H、N、0形成的離子晶體是NH4NO3、NH4NO216、 由Na、H、S、0四種元素可形成兩種能相互反應的離子化合物，它們是NaHSO4、NaHSO3它們反應的離子方程式是H++HSO3=SO2f+H2。17、 形成化學鍵的過程中體系能量降低。18、 形成離子鍵不一定要有活潑的金屬元素，甚至不一定要有金屬元素。離子化合物中一定含有離子鍵，含有離子鍵的化合物一定是離子化合物，但離子化合物中不一定只有離子鍵。19、 共價化合物中一定含有共價鍵，含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物。共價化合物形成的晶體可以是分子晶體（如干冰）也可以是原子晶體（如水晶）。20、 分子晶體中不一定有共價鍵，如惰性氣體形成的晶體。21、 分子內(nèi)的共價鍵越牢固，分子的化學性質越穩(wěn)定，分子間的作用力越大，分子的熔沸點越高。22、 非極性共價鍵可以存在于單質，離子化合物、共價化合物中。23、 極性鍵、離子鍵都只有存在在化合物中。24、 由極性鍵構成的分子可以是極性分子，也可以是非極性分子。非極性分子中不一定含有非極性鍵■一般ABn型分子中若A原子沒有孤對電子則為非極性分子。25、 原子晶體中只存在共價鍵鍵26、 原子晶體、離子晶體中都沒有單個的分子存在。C、P、SiO2、NaCl都不能反映其真實的分子組成。但氯化鈉蒸氣中存在單個的分子。27、 晶體中有陽離子的存在不一定有陰離子，有陰離子則一定有陽離子。128、 金屬晶體離子晶體的熔點可能比原子晶體高，分子晶體的熔點也可能比金屬晶體高29、 酸性氧化物固態(tài)時可能是分子晶體也可能是原子晶體，含氧酸固態(tài)時是分子晶體30、 H2S、BF3、BaCI2、PCI5、NO2、SF6、XeF4中不是所有原子都達到8電子結構。31、 熔融狀態(tài)能導電的化合物是離子化合物32、 氫鍵不屬于化學鍵，而屬分子間作用力，HF、H2O、NH3、CH3CH2OH、CH3COOH、C6H5OH，分子間能形成氫鍵至使熔沸點反常。理想水蒸氣中沒有氫鍵，但100°C左右的水蒸氣中存在氫鍵。HF,HCl,HBr,HI的沸點高低順序為HF>HI>HBr>HCl,但分子內(nèi)氫鍵對物質的熔沸點幾乎沒有影響。在冰中每個水分子周圍以氫鍵結合了4個水分子，平均每個水分子形成2個氫鍵，冰熔化時分子間空隙減少。氮族元素形成的氣態(tài)氫化物中沸點最咼的是Sb^33、 在NaCI晶體中，每個Na+周圍與之距離最近且相等的Cl-有6個，形成正八面體形。每個Na+周圍與之距離最近且相等的Na+有12個，每個晶胞中有4個NaCI單元。117克NaCI中含有晶胞的個數(shù)為0.5Na34、 在CSCI晶體中，每個C周圍與之距離最近且相等的CI-有8個，每個C周圍與之距離最近且相等的C有6個。35、 在金剛石晶體中要形成一個封閉的環(huán)至少需6個C原子，平均每個C原子形成兩個共價鍵。在