4.配合物
Na3AlF6:存在離子鍵(Na+與AlF63?間)、配位鍵(Al3+與F?間)。
Ag(NH3)2OH:存在離子鍵(Ag(NH3)2+與OH?間)、配位鍵(Ag+與NH3間)。
(2)晶體熔、沸點(diǎn)高低的比較
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一般規(guī)律:原子晶體>離子晶體>分子晶體。
① 離子晶體:離子晶體的晶格能越大,則離子鍵越強(qiáng),晶體熔、沸點(diǎn)越高。
晶格能比較:陰、陽離子所帶電荷越多,半徑越小,則晶格能越大。
例如:MgO>NaCl(Mg2+半徑小,所帶電荷多)。
FeO>NaCl(Fe2+與Cl?電子層數(shù)相同,O2?與Na+電子層數(shù)相同,但FeO中離子所帶電荷數(shù)多)
② 分子晶體:組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強(qiáng),晶體的熔、沸點(diǎn)越高。
例如:F2<Cl2<Br2<I2。
此外,當(dāng)分子形成分子間氫鍵時(shí),分子晶體的熔、沸點(diǎn)升高。
例如:NH3、H2O、HF的熔、沸點(diǎn)均比同主族下一周期的氫化物來的高。
③ 原子晶體:原子半徑越小,鍵長越短,鍵能越大,鍵越牢固,晶體的熔、沸點(diǎn)越高。
例如:金剛石>二氧化硅>金剛砂>晶體硅。
④ 金屬晶體:金屬離子所帶電荷越多,半徑越小,金屬鍵越強(qiáng),晶體的熔、沸點(diǎn)越高。
例如:Na<Mg<Al。
(3)晶體化學(xué)式的確定
① 分子結(jié)構(gòu):分子結(jié)構(gòu)中每一個(gè)微粒均屬于該分子,按結(jié)構(gòu)中的微粒數(shù)書寫的式子即為其化學(xué)式。
② 晶體結(jié)構(gòu)
分?jǐn)偡ǎ喊淳w結(jié)構(gòu)中各微粒對結(jié)構(gòu)單元的貢獻(xiàn)計(jì)算出的微粒數(shù)目的最簡整數(shù)比書寫的式子即為其化學(xué)式。
緊鄰法:按晶體結(jié)構(gòu)中各微粒周圍與之距離最近且相等的另一微粒數(shù)目的最簡整數(shù)比書寫的式子即為其化學(xué)式。
(4)金屬晶體
① 金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性均與自由電子有關(guān)。
② 金屬晶體的堆積方式
六方堆積(Mg、Zn等):配位數(shù)為12;面心立方堆積(Al、Cu等):配位數(shù)為12;
體心立方堆積(Na、K等):配位數(shù)為8。
3.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)――物理性質(zhì)
(1)晶體類型及其性質(zhì)
離子晶體
分子晶體
原子晶體
金屬晶體
組成微粒
陰、陽離子
分子
原子
金屬離子和自由電子
微粒間的相互作用
離子鍵
分子間作用力
共價(jià)鍵
金屬鍵
是否存在單個(gè)分子
不存在
存在
不存在
不存在
熔、沸點(diǎn)
較高
低
很高
高低懸殊
硬度
較大
小
很大
大小懸殊
導(dǎo)電情況
晶體不導(dǎo)電,
溶于水或熔融狀態(tài)下導(dǎo)電
晶體或熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,
溶于水時(shí)部分晶體能導(dǎo)電
晶體為半導(dǎo)體或絕緣體
晶體導(dǎo)電
109.5°
極性鍵
正四面體形
非極性分子
(4)相似相溶原理:極性相似,相互溶解,極性相差越大,則溶解度越小。
如:水為強(qiáng)極性分子,強(qiáng)極性的HX、NH3等易溶于水;
有機(jī)物均為弱極性或非極性分子,有機(jī)物間可相互溶解。
(5)共價(jià)鍵的類型
① 電子對是否偏移:極性鍵和非極性鍵。
② 成鍵方式:頭碰頭――δ鍵;肩并肩――π鍵。頭碰頭時(shí)電子云重疊最大,故δ鍵較π鍵穩(wěn)定。當(dāng)兩原子間形成多個(gè)共價(jià)鍵時(shí),首先形成一個(gè)δ鍵,其余則只能形成π鍵。
(6)分子間作用力及氫鍵――物理性質(zhì)
① 分子間作用力――范德華力
對于分子組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),其相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,熔、沸點(diǎn)越高。
例如:沸點(diǎn) F2<Cl2<Br2<I2。
② 氫鍵
a.形成氫鍵的因素:含N、O、F,且含有與N、O、F直接相連的H。
b.氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響:分子間氫鍵的形成,使物質(zhì)在熔化或汽化的過程中,還需克服分子間的氫鍵,使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高;分子間氫鍵的形成,可促進(jìn)能形成氫鍵的物質(zhì)之間的相互溶解。
<109.5°
極性鍵
三角錐形
極性分子
AB4
CH4、CCl4等分子
①
與鍵的極性有關(guān);② 與分子的空間構(gòu)型有關(guān)。
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類型
實(shí)例
鍵角
鍵的極性
空間構(gòu)型
分子的極性
A2
H2、N2、Cl2等
?
非極性鍵
直線形
非極性分子
AB
HCl、NO、CO等
?
極性鍵
直線形
極性分子
AB2
CO2、CS2等
180°
極性鍵
直線形
非極性分子
H2O、H2S等
<180°
極性鍵
“V”形
極性分子
SO2分子
120°
極性鍵
三角形
極性分子
ABC
180°
極性鍵
直線形
極性分子
AB3
BF3分子
120°
極性鍵
三角形
非極性分子
NH3、PCl3等分子
c.微粒中價(jià)電子對數(shù)為:n=(中心原子的價(jià)電子數(shù)+每個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)±微粒所帶的電荷數(shù))/2(微粒帶負(fù)電荷時(shí)取“+”,帶正電荷時(shí)取“-”)。主族元素的價(jià)電子數(shù)等于最外層電子數(shù),氫和鹵素作為配位原子時(shí),提供一個(gè)電子,當(dāng)ⅥA族元素作為配位原子時(shí),認(rèn)為不提供電子(由價(jià)電子對數(shù)可確定中心原子的雜化形式:電子對數(shù)分別為2、3、4時(shí),中心原子分別采取sp、sp2、sp3雜化)。
d.當(dāng)配位原子不是氫、ⅥA、ⅦA族元素時(shí),可運(yùn)用等電子原理,尋找其熟悉的等電子體來判斷其構(gòu)型。
④ 等電子原理
a.具有相同原子數(shù)目和相同電子總數(shù)(或價(jià)電子總數(shù))的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征。
b.常見等電子體:N2、CO、CN?、C22?(電子總數(shù)為14e?,存在叁鍵);
CO2、CS2、COS、BeCl2、N3?、OCN?、SCN?(價(jià)電子數(shù)為16e?,均為直線型);
BCl3、CO32?、SiO32?、NO3?(價(jià)電子數(shù)為24e?,均為平面正三角形);
NCl3、PCl3、NF3、PF3、SO32?(價(jià)電子數(shù)為24e?,均為三角錐形);
SiCl4、CCl4、SiO44?、SO42?、PO43?(價(jià)電子數(shù)為24e?,均為正四面體形)。
(3)分子極性:分子中正、負(fù)電荷重心是否重合
(2)化學(xué)鍵理論
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① 共價(jià)鍵理論(VB):共價(jià)鍵的形成實(shí)則是電子的配對。該理論不能解釋碳形成甲烷分子。
② 雜化軌道理論:能量相近的軌道可以兼并成能量相同的幾個(gè)等價(jià)軌道。用以解釋碳能形成甲烷分子(實(shí)則是碳原子采取sp3雜化,形成四個(gè)兼并軌道,再與氫成鍵)。雜化后,原子的成鍵能力增強(qiáng)。
③ 價(jià)層電子對互斥模型
a.分子中的價(jià)電子對(包括成鍵電子對和孤電子對)由于相互排斥,盡可能遠(yuǎn)離,電子對之間夾角越小,排斥力越大。
b.由于孤電子對只受一個(gè)原子核的吸引,電子云比較“肥大”,故電子對之間排斥力大小順序?yàn)椋汗码娮訉εc孤電子對大于孤電子對與成鍵電子對大于成鍵電子對與成鍵電子對(因此,均采取sp3雜化,電子對構(gòu)型都為正四面體形的CH4、NH3、H2O分子中鍵角依次減。。
2.分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
(1)化學(xué)鍵――化學(xué)性質(zhì)(決定分子的穩(wěn)定性)
離子鍵
共價(jià)鍵
金屬鍵
成鍵微粒
陰、陽離子
原子
金屬離子和自由電子
微粒間相互作用
靜電作用
共用電子對
靜電作用
成鍵原因
活潑金屬(如ⅠA、ⅡA)和活潑非金屬(如ⅥA、ⅦA)
成鍵原子具有未成對電子
金屬
原子核:同位素、原子量――物理性質(zhì)
(1)原子(AZX)
核外電子――化學(xué)性質(zhì)
(2)元素的化學(xué)性質(zhì)主要由原子最外層電子數(shù)和原子半徑?jīng)Q定。
例如:最外層電子數(shù)相等,半徑不等(同主族元素),性質(zhì)出現(xiàn)遞變性;
Li和Mg、Be和Al的最外層電子數(shù)不等,半徑相近,性質(zhì)相似。
(3)原子核外電子排布(掌握1~36號元素)
① 能量最低原理:電子先排能量低的能層和能級,然后由里往外排能量高的(能層和能級均影響電子的能量)。
② 泡里不相容原理:每個(gè)原子軌道上最多排2個(gè)自旋相反的電子,即原子核外沒有2個(gè)電子的運(yùn)動狀態(tài)完全相同。
③ 洪特規(guī)則:電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí),電子盡可能分占不同的原子軌道;
當(dāng)軌道上電子呈半滿、全滿或全空時(shí),體系能量最低。
(4)電離能比較:首先應(yīng)寫出微粒的外圍電子排布式,再根據(jù)使體系能量最低去比較;根據(jù)用原子的電離能數(shù)據(jù)也可推測原子的最外層電子數(shù)。
(5)電負(fù)性:元素的原子吸引電子的能力。元素的電負(fù)性越大,則元素的非金屬性越強(qiáng);元素的電負(fù)性越小,則元素的金屬性越強(qiáng)。電負(fù)性相差越大的元素形成化合物時(shí),化合物的離子性越強(qiáng)(形成離子鍵)。
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