微專題2　基于微粒間的相互作用認識物質(zhì)的性質(zhì)1.正確理解離子鍵、共價鍵、范德華力、氫鍵等不同類型作用力的本質(zhì),掌握其基本特征。2.能舉例說明不同類型作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響,認識物質(zhì)的性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3.深化對微粒間相互作用模型的認知,發(fā)展證據(jù)推理與模型認知的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。一 微粒間的相互作用知識講解1.作用力及類型。*金屬鍵也是一種化學(xué)鍵,將在下一章學(xué)習(xí)。2.各種作用力的實質(zhì)、特征及影響強度的因素。3.多視角認識共價鍵。 典例剖析【例1】 下列敘述中不正確的是　　　 。?①氫鍵有方向性和飽和性,是氫元素與其他元素形成的共價鍵②σ鍵能單獨形成,而π鍵不能單獨形成③所有的共價鍵都有方向性,這與原子軌道的重疊方式有關(guān)④氫鍵屬于分子間作用力,所以氫鍵只存在于分子與分子之間⑤CH3CH=CH2分子中,σ鍵與π鍵數(shù)目之比為7∶2⑥金屬原子只能形成離子鍵,不能形成共價鍵①③④⑤⑥ 解析:氫鍵屬于分子間作用力,不屬于化學(xué)鍵,共價鍵屬于化學(xué)鍵,①錯誤;若成鍵原子間只共用一對電子,一定形成σ鍵而不是π鍵,即π鍵不能單獨形成,②正確;s-s軌道形成的σ鍵沒有方向性,③錯誤;氫鍵是一種分子間作用力,但氫鍵可以存在于分子內(nèi)部,如鄰羥基苯甲醛、生物大分子都存在分子內(nèi)氫鍵,④錯誤;CH3CH=CH2分子中,有6個C—H σ鍵和2個C—C σ鍵,有1個π鍵,所以σ鍵與π鍵數(shù)目之比為8∶1,⑤錯誤;金屬原子也可以形成共價鍵,如Al2Cl6分子中存在Al—Cl共價鍵,⑥錯誤。綜上所述,錯誤的是①③④⑤⑥。方法導(dǎo)引 微粒間的作用力是一種靜電作用,既有靜電引力,又有靜電斥力。要熟悉各類作用力之間的相互關(guān)系,既要掌握其一般規(guī)律,又要充分認識其特殊性。例如極性鍵又分為強極性鍵和弱極性鍵,非極性鍵和離子鍵可以看作是極性鍵的兩個極端,弱極性鍵趨向非極性鍵,強極性鍵趨向離子鍵。同時還要認識到,沒有純粹的離子鍵,許多離子鍵中都含有一定的共價鍵成分,鹵化銀的鍵型從離子鍵(AgF)向共價鍵(AgI以共價鍵為主)過渡就是很好的例證(下一章會詳細講)。學(xué)以致用1.隨著溫度的升高,水從固態(tài)熔化成液態(tài),再蒸發(fā)成氣態(tài),最終分解成氫氣和氧氣,如圖所示,這個過程中主要克服的作用力依次是(　　)。A.分子間作用力、分子間作用力、氫鍵、極性共價鍵B.氫鍵、氫鍵、分子間作用力、極性共價鍵C.分子間作用力、分子間作用力、氫鍵、非極性共價鍵D.氫鍵、氫鍵、分子間作用力、非極性共價鍵答案:B解析:由圖可知,水從固態(tài)熔化成液態(tài)時,部分氫鍵被破壞,再蒸發(fā)成氣態(tài)時剩余的氫鍵被破壞并克服分子間作用力,2 000 ℃分解成氫氣和氧氣時破壞極性共價鍵,所以破壞的作用力依次為氫鍵、氫鍵、分子間作用力、極性共價鍵。2.下列敘述中正確的有(　　)項。①所有化合物中都存在化學(xué)鍵?、贜H3的電子式:③某元素原子的最外層只有一個電子,它跟鹵素原子結(jié)合時所形成的化學(xué)鍵一定是離子鍵?、苡煞墙饘僭亟M成的化合物中不含離子鍵?、荭益I可以以兩原子核的連線為軸自由旋轉(zhuǎn),π鍵則不能?、匏肿娱g既存在范德華力,又存在氫鍵　⑦元素電負性之差大于1.7的原子一般形成離子鍵,也可能形成共價鍵A.2 B.3 C.4 D.5答案:C 解析:離子化合物中一定存在離子鍵,共價化合物中一定存在共價鍵,所以化合物中一定存在化學(xué)鍵,①正確;NH3的電子式為 ,②錯誤;氫原子和鹵素原子結(jié)合時形成共價鍵,③錯誤;只含非金屬元素的化合物中可能含離子鍵,如NH4Cl,④錯誤;σ鍵是原子軌道通過“頭碰頭”重疊形成的,有軸對稱性,能自由旋轉(zhuǎn),而π鍵是原子軌道通過“肩并肩”重疊形成的,不具有軸對稱性,不能自由旋轉(zhuǎn),⑤正確;水分子間既存在范德華力,又存在氫鍵,⑥正確;元素電負性差大于1.7的原子一般形成離子鍵,也可能形成共價鍵,如電負性差為2.0的B和F形成的BF3中只有共價鍵,⑦正確。綜上所述,正確的是①⑤⑥⑦,共4項。二 微粒間的相互作用對物質(zhì)性質(zhì)的影響知識講解1.各類作用力對物質(zhì)性質(zhì)的影響。(1)離子化合物都含有離子鍵,一般具有較高的熔點和沸點,硬度較大,難于壓縮。離子鍵越強,物質(zhì)的熔點、沸點越高,硬度越大。離子鍵的強弱也會影響物質(zhì)的某些化學(xué)性質(zhì),如穩(wěn)定性。強堿、大多數(shù)鹽、活潑金屬氧化物等都含有離子鍵。(2)共價鍵通常用鍵參數(shù)描述其對分子性質(zhì)的影響。一般鍵長越小,鍵能越大,共價鍵越強,分子越穩(wěn)定。非金屬單質(zhì)、大多數(shù)非金屬氧化物、酸、大多數(shù)有機化合物等都是由共價鍵形成的。(3)范德華力主要影響物質(zhì)的熔點、沸點、硬度等物理性質(zhì),范德華力越強,物質(zhì)的熔點、沸點越高,硬度越大。范德華力廣泛存在于充分接近的分子之間,主要存在于由分子構(gòu)成的物質(zhì)中。(4)分子間氫鍵的存在,能使物質(zhì)的熔點、沸點升高。氫鍵對電離、溶解度等產(chǎn)生影響,若溶劑和溶質(zhì)分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大。2.鍵的極性對化學(xué)性質(zhì)的影響。 典例剖析【例2】 解釋下列現(xiàn)象或事實:(2)氨(NH3)的熔點、沸點比聯(lián)氨(H2N—NH2)的熔點、沸點低,原因是　 。?(3)硝酸和尿素( )的相對分子質(zhì)量接近,但常溫下硝酸為揮發(fā)性液體,尿素為固體,原因是?　 。?(4)硅是重要的半導(dǎo)體材料,廣泛應(yīng)用于計算機芯片和太陽能電池等。碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下表。SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是?　 。?(5)下表是CO和N2的鍵能數(shù)據(jù)(單位:kJ·mol-1)。 請結(jié)合數(shù)據(jù)說明CO比N2活潑的原因:?　 。?答案:(1)苯胺分子間存在氫鍵,甲苯分子間不存在氫鍵,氫鍵可使物質(zhì)的熔點、沸點升高(2)聯(lián)氨分子間形成的氫鍵數(shù)目多于氨分子間形成的氫鍵數(shù)目(3)硝酸存在分子內(nèi)氫鍵,尿素存在分子間氫鍵,分子間氫鍵可使物質(zhì)的熔點、沸點升高(4)C—H的鍵能大于C—O,C—H比C—O穩(wěn)定。而Si—H的鍵能小于Si—O,所以Si—H不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si—O(5)CO和N2的結(jié)構(gòu)式分別為C≡O(shè)和N≡N,CO斷裂第一個π鍵需要能量1 071.9 kJ·mol-1-745 kJ·mol-1=326.9 kJ·mol-1,N2斷裂第一個π鍵需要能量946 kJ·mol-1-418 kJ·mol-1=528 kJ·mol-1, CO的第一個π鍵比N2的第一個π鍵更容易斷裂,因此CO比N2活潑方法導(dǎo)引在解釋同類物質(zhì)的熔點、沸點高低等問題時,一般從是否形成分子間氫鍵以及氫鍵的數(shù)目等角度分析;在解釋物質(zhì)的穩(wěn)定性、活潑性等問題時,一般從共價鍵的強度分析,大多從鍵能的大小通過定量計算得出原因,強化證據(jù)推理與模型認知學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)以致用3.肼(N2H4)又名聯(lián)氨,是一種強還原性的高能物質(zhì),在航天、能源等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。肼分子結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)關(guān)于N2H4分子說法正確的是　　　(填字母,下同)。?A.只含有極性鍵的極性分子B.含有非極性鍵的極性分子C.只含有極性鍵的非極性分子D.含有非極性鍵的非極性分子B (2)N2H4的相對分子質(zhì)量與CH2=CH2的接近,但沸點遠高于CH2=CH2,原因是?　　　　　　　　。?A.N2H4分子內(nèi)可形成氫鍵B.N2H4分子間可形成氫鍵C.N2H4分子中共價鍵鍵能更大D.N2H4分子能形成內(nèi)鹽B 解析:(1)N2H4分子中存在N—H極性鍵、N—N非極性鍵;根據(jù)圖知,N2H4分子結(jié)構(gòu)不對稱,正負電荷中心不重合,為極性分子。(2)N2H4的相對分子質(zhì)量與CH2=CH2的接近,但沸點遠高于CH2=CH2,原因是N2H4分子間可形成氫鍵,乙烯不能形成分子間氫鍵。4.解釋下列現(xiàn)象或事實:(1)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S在乙醇中的溶解度,其原因是?　 。?(3)有一類組成最簡單的有機硅化合物叫硅烷。硅烷的沸點與相對分子質(zhì)量的關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化的原因是　 。?(4)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑,其催化的一個實例如下所示?；衔镆业姆悬c明顯高于化合物甲,主要原因是?　 。?答案:(1)水分子與乙醇分子之間能形成氫鍵(2)

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