微粒间作用力与物质性质.

第二单元微粒间作用力与物质性质考点一共价键【核心知识通关】1.共价键的本质与特征:(1)本质:两原子之间形成___________。(2)特征:具有方向性和_____性。共用电子对饱和2.共价键的分类:分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键原子轨道“_______”重叠π键原子轨道“_______”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对_____非极性键共用电子对_______头碰头肩并肩偏移不偏移分类依据类型原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对叁键原子间有三对共用电子对3.键参数:(1)定义。①键能:气态基态原子形成1mol共价键释放的最低能量。②键长:形成共价键的两个原子之间的核间距。③键角:两个共价键之间的夹角。(2)键参数对分子性质的影响。键能越___,键长越___,分子越稳定。稳定性空间构型大短4.等电子原理:原子总数相同、_______________的分子具有相似的化学键特征,具有许多相近的性质,如CO和N2。价电子总数相同【特别提醒】(1)只有两原子的电负性相差不大时,才能形成共用电子对,形成共价键;当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时,不会形成共用电子对,会形成离子键。(2)碳碳叁键和碳碳双键的键能不是碳碳单键的键能的3倍和2倍,原因是这些键的类型不完全相同。(3)键长约等于成键两原子的半径之和,实际上,由于轨道的重叠,前者比后者略小一些。(4)由于原子轨道的重叠程度不同从而导致σ键和π键的稳定性不同,一般σ键比π键稳定。(5)并不是所有的共价键都有方向性,如s-sσ键,因为s轨道是球形对称的,从哪个方向重叠都相同,因此这种共价键没有方向性。【方法规律】共价键类型的判断1.σ键与π键的判断:(1)依据强度判断:σ键的强度较大,较稳定,π键活泼,比较容易断裂。(2)共价单键是σ键,共价双键中含有一个σ键,一个π键;共价叁键中含有一个σ键,两个π键。2.极性键与非极性键的判断:看形成共价键的两原子,不同种元素的原子之间形成的是极性共价键,同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。【高考模拟精练】1.(1)(2015·全国卷Ⅰ节选)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:①碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是__________________________________________________。②CS2分子中,共价键的类型有________,C原子的杂化轨道类型是________,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子________。(2)(2013·浙江高考节选)关于化合物,下列叙述正确的有_________。A.分子间可形成氢键B.分子中既有极性键又有非极性键C.分子中有7个σ键和1个π键D.该分子在水中的溶解度大于2-丁烯(3)(2012·浙江高考)下列物质中,只含有极性键的分子是________,既含离子键又含共价键的化合物是__;只存在σ键的分子是________,同时存在σ键和π键的分子是_______。A.N2B.CO2C.CH2Cl2D.C2H4E.C2H6F.CaCl2G.NH4Cl【解析】(1)①在原子结构中,最外层电子小于4个的原子易失去电子,而碳原子的最外层是4个电子,且碳原子的半径较小,难以通过得或失电子达到稳定结构,所以通过共用电子对的方式,即形成共价键来达到稳定结构;②CS2分子中,C与S原子形成双键,每个双键都是含有1个σ键和1个π键,分子空间构型为直线形,则含有的共价键类型为σ键和π键;C原子的最外层形成2个σ键,无孤电子对,所以为sp杂化;O与S同主族,所以与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子为CO2;与二氧化碳互为等电子体的离子有SCN-,所以SCN-的空间构型和键合方式与CS2相同。(2)该化合物的官能团有碳碳双键和醛基,不能形成氢键,碳原子之间形成的键是非极性键,碳原子与其他原子形成的键是极性键,碳碳双键和碳氧双键均含有π键和σ键,故该分子中有9个σ键,3个π键;分子中含有2个醛基,溶解度大于相同碳原子数的烃。(3)不同元素的原子之间形成的共价键为极性键,同种元素的原子之间形成的共价键是非极性键;活泼金属元素和活泼非金属元素形成离子键,铵盐中存在离子键;只含有单键的物质只存在σ键,含有双键或三键的物质同时存在σ键和π键。故只含有极性键的是CH2Cl2、CO2;既含有离子键又含有共价键的化合物是NH4Cl;只存在σ键的分子是CH2Cl2、C2H6;同时存在σ键和π键的分子是N2、CO2、C2H4。答案:(1)①C有4个价电子且半径较小,难以通过得或失电子达到稳定结构②σ键和π键spCO2、SCN-(或COS等)(2)B、D(3)B、CGC、EA、B、D2.(2013·全国卷Ⅰ节选)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能/(kJ·mol-1)356413336226318452(1)硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是_______________________。(2)SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是________________________________________________。【解析】(1)分析表格中C—C键、C—H键、Si—Si键、Si—H键的键能,可以得出:C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定,而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成,所以硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多。(2)分析表格中C—H键、C—O键、Si—H键、Si—O键的键能,可以得出:C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定,而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键,所以SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物。答案:(1)C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成(2)C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键3.(2016·湛江模拟)为清理路面积雪人们使用了一种融雪剂,其主要成分的化学式为XY2,X、Y均为元素周期表前20号元素,其阳离子和阴离子的电子层结构相同,且1molXY2含有54mol电子。(1)该融雪剂的化学式是________,该物质中化学键类型是________,电子式是________。(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,D与Y相邻,则D的元素符号是________;D与E能形成一种结构类似于CO2的三原子分子,且每个原子均达到了8电子稳定结构,该分子的结构式为________,电子式为________,化学键类型为________(填“离子键”“非极性共价键”或“极性共价键”)。(3)W是与D同主族的短周期元素,Z是第3周期金属性最强的元素,Z的单质在W的常见单质中反应时有两种产物:不加热时生成________,其化学键类型为__________;加热时生成________,其化学键类型为________,电子式为________。【解析】(1)X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同,且1molXY2中含54mol电子,则1molX、Y的离子平均含18mol电子,可推出其化学式应为CaCl2,即X为Ca,Y为Cl。(2)D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,则其为He或C或S或Kr,又因D与Y相邻,则D为S,He、Kr与D不能形成分子,则E为C,C与S形成的分子为CS2。(3)W是与硫同主族的短周期元素,则W是氧;Z是第3周期金属性最强的元素,则Z是Na。Na在O2中反应不加热时生成Na2O,加热时生成Na2O2,Na2O2中Na+与间形成离子键,内部形成非极性共价键。22O答案:(1)CaCl2离子键(2)SSCS极性共价键(3)Na2O离子键Na2O2离子键和非极性共价键＝＝【加固训练】1.有原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素,A是短周期中族序数等于周期数的非金属元素;B元素的原子既不易失去也不易得到电子,其基态原子中每种能级电子数相同;C元素的价电子构型为nsnnpn+1;D的最外层电子数与电子层数之比为3∶1;E是地壳中含量仅次于铝的金属元素,其合金用途最广,用量最大。(1)E元素在元素周期表中的位置为______________;E元素外围电子排布式为________________________。(2)A分别与B、C、D能形成电子数为10的化合物,它们的沸点由高到低的顺序是______________(写分子式)。(3)B与D形成的非极性分子的电子式为________。(4)B、C、D三种元素的第一电离能由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。(5)C的单质分子中σ键和π键的个数比为________。(6)已知25℃、101kPa下:ABC(aq)+A2D(l)====BC-(aq)+A3D+(aq)ΔH=+45.6kJ·mol-1A3D+(aq)+DA-(aq)====2A2D(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1则在25℃、101kPa的稀溶液中,ABC与DA-反应的热化学方程式是(以离子方程式表示)_______________________________________________________________。【解析】短周期中族序数等于周期数的非金属元素只有H,故A为H;由B元素原子的得失电子能力可判断B为C,其1s、2s、2p轨道各有2个电子;C元素的价电子构型为nsnnpn+1,由s轨道容纳2个电子可知n只能等于2,故C为N;由最外层电子数与电子层数的关系可知D为O;由E在地壳中含量可知其为Fe。答案:(1)第4周期Ⅷ族3d64s2(2)H2O、NH3、CH4(3)(4)NOC(5)1∶2(6)HCN(aq)+OH-(aq)====CN-(aq)+H2O(l)ΔH=-11.7kJ·mol-12.已知:硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2N—CH2—COONa)即可得到配合物A。其结构如图:(1)铜元素基态原子的外围电子排布式为_________。(2)元素C、N、O的第一电离能由大到小排列顺序为______________。(3)A中碳原子的轨道杂化类型为______________。(4)1mol氨基乙酸钠(H2N-CH2-COONa)含有σ键的数目为________________。(5)氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体:______________(写化学式)。(6)已知:硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体,其结构如图,则该化合物的化学式是________________。【解析】(1)Cu位于第四周期ⅠB族,根据核外电子排布规律可得,基态原子的外围电子排布式为3d104s1。(2)C、N、O位于同一周期,第一电离能逐渐增大,但氮原子的最外层3p3处于半充满状态,第一电离能比相邻元素的第一电离能大,所以第一电离能由大到小的顺序为NOC。(3)根据氨基乙酸钠的结构简式可知,饱和碳原子的轨道杂化类型为sp3,中碳原子的轨道杂化类型为sp2。(4)根据氨基乙酸钠的结构简式知,1mol氨基乙酸钠中含有σ键的数目为8NA;(5)根据等电子体的概念写出,二氧化碳的等电子体为N2O(或SCN-、N3-等);(6)根据红色晶体的晶胞结构利用切割法判断,1个晶胞中含有4个铜和2个氧,则该化合物的化学式是Cu2O。答案:(1)3d104s1(2)NOC(3)sp2、sp3(4)8NA(5)N2O(或SCN-、N3-等)(6)Cu2O3.原子序数小于20的A、B、C、D、E、F、G七种元素,它们的原子序数依次增大,已知:C元素是地壳中含量最多的元素;A和