題目列表(包括答案和解析)
分子締合作用,是由于分子間氫鍵的形成,鉗環(huán)化則是由于分子內(nèi)氫鍵的形成。兩者對(duì)于化合物的性質(zhì)的影響是顯著的,并且往往是相反的,現(xiàn)簡(jiǎn)述如下。
(1)對(duì)沸點(diǎn)和熔點(diǎn)的影響:分子間氫鍵的形成使物質(zhì)的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)升高,因?yàn)橐挂后w氣化,必須破壞大部分分子間的氫鍵,這需要較多的能量;要使晶體熔化,也要破壞一部分分子間的氫鍵。所以,形成分子間氫鍵的化合物的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)都比沒(méi)有氫鍵的同類化合物為高。
分子內(nèi)氫鍵的生成使物質(zhì)的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)降低,如鄰位硝基苯酚的熔點(diǎn)為45 ℃,而間位和對(duì)位硝基苯酚的熔點(diǎn)分別是96 ℃和114 ℃。這是由于間位和對(duì)位硝基苯酚中存在著分子間氫鍵,熔化時(shí)必須破壞其中的一部分氫鍵,所以它們?nèi)埸c(diǎn)較高;但鄰位硝基苯酚中已經(jīng)構(gòu)
成內(nèi)氫鍵,不能再構(gòu)成分子間氫鍵了,所以熔點(diǎn)較低。
(2)對(duì)溶解度的影響:在極性溶劑里,如果溶質(zhì)分子與溶劑分子間可以生成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大。如果溶質(zhì)分子鉗環(huán)化,則在極性溶劑里的溶解度減小。例如,對(duì)硝基苯酚中O-H基,能同水的氧原子締合成氫鍵,促使它在水中溶解,因此溶解度大,在水蒸氣里不揮發(fā)。但鄰硝基苯酚的O-H基,通過(guò)氫原子能與其鄰位上硝基的氧原子鉗環(huán)化,即不能再同水的氫原子形成氫鍵,因此溶解度減小,而且易被水蒸氣蒸餾出去。鄰位與對(duì)位硝基苯酚在20 ℃的水里的溶解度之比為0.39。鉗環(huán)化的化合物在非極性溶劑里,其溶解度與上述情況相反。
(3)對(duì)酸性的影響:如苯甲酸的電離常數(shù)為K,則在鄰位、間位、對(duì)位上帶有羥基時(shí),電離常數(shù)依次為15.9 K、1.26K和0.44 K。如左右兩邊鄰位上各取代一羥基,則電離常數(shù)為800 K。這是由于鄰位上的羥基與苯甲酸根生成帶氫鍵的穩(wěn)定的陰離子,從而增加了羧基中氫原子的電離
典例剖析
[例1]下列說(shuō)法中正確的是 A、離子鍵是陰陽(yáng)離子間存在的靜電引力 B、失電子難的原子獲得電子的能力一定強(qiáng) C、在化學(xué)反應(yīng)中,某元素由化合態(tài)態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),該元素被還原。 D、電子層結(jié)構(gòu)相同的不同離子,其半徑隨核電荷數(shù)增多而減少。 解析:A錯(cuò)。靜電作用包括引力和斥力兩方面的作用。B:失電子難的原子,獲得電子的能力不一定強(qiáng),例如稀有氣體,失電子難,得電子也難。C:化學(xué)反應(yīng)中,元素的化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),可能被氧化,也可能被還原。如: CuCl2+Fe→FeCl2+Cu, 則Cu2+被還原;CuBr2+Cl2→CuCl2+Br2 則Br-被氧化D是對(duì)的,答案為D。 [例2]下列敘述正確的是 A、兩種非金屬原子間不可能形成離子鍵。B、非金屬原子間不可能形成離子化合物。 C、離子化合物中可能有共價(jià)鍵! D、共價(jià)化合物中可能有離子鍵。 解析:兩種非金屬原子間不能得失電子,不能形成離子鍵,A對(duì),非金屬原子,當(dāng)組成原子團(tuán)時(shí),可以形成離子的化合物,如NH4Cl, B錯(cuò);離子化合物中可以有共價(jià)鍵,如:NaOH中的O-H鍵,C對(duì);有離子鍵就是離子化合物,D錯(cuò)。答案為A、C。 [例3] 以下敘述中錯(cuò)誤的是
A. 鈉原子與氯氣反應(yīng)生成食鹽后,其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)
B. 在氧化鈉中,除氧離子和鈉離子的靜電吸引作用外,還存在電子與電子,原子核與原子核之間的排斥作用
C. 任何離子鍵在形成過(guò)程中必定有電子的得與失
D. 鈉與氧氣反應(yīng)生成氧化鈉后,體系的能量降低
解析:鈉原子最外層只有一個(gè)電子,當(dāng)它失去1個(gè)電子后可以形成8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)使體系的能量降低,所以A、D項(xiàng)均正確;在離子化合物中除陰陽(yáng)離子電荷之間的靜電引力外,還存在電子與電子,原子核與原子核之間的排斥作用,所以B項(xiàng)正確;一般說(shuō)來(lái)形成離子鍵有電子的得失,但也有例外如銨鹽的形成。答案:C。
[例4]有A、B、C、D四種元素。已知:A的最高正價(jià)與其最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6,A、D次外層電子都是8個(gè),A和D的化合物DA在水溶液中能電離出具有相同電子層結(jié)構(gòu)的陰,陽(yáng)離子,B有兩個(gè)電子層,其最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為零;C2-離子與氪原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。試寫出: (1)上述各元素的符號(hào):A_____B_____C_____D_____。 (2)DA的電子式為_(kāi)_______。 解析:最高正價(jià)與負(fù)價(jià)代數(shù)和為6的元素位于第ⅦA族(+7,-1)。最高正價(jià)與負(fù)價(jià)代數(shù)和為4的元素位于第ⅥA族(+6,-2)。第ⅤA族的最高正價(jià)與負(fù)價(jià)的代數(shù)和為2(+5,-3)。第ⅣA族元素的最高正價(jià)與負(fù)價(jià)的代數(shù)和為零(+4,-4)。所以A位于ⅦA,B位于ⅣA,B有兩個(gè)電子層,B為碳元素。C2-離子與氪原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),所以C為ⅥA族并位于第四周期,即為Se元素。A和D的化合物DA在水溶液中能電離出具有相同電子層結(jié)構(gòu)的陰、陽(yáng)離子,且A、D次外層都有8個(gè)電子,所以A為氯元素,D為鉀元素。答案:(1)Cl、C、Se、K。
知能訓(xùn)練
3、特征不同:離子鍵無(wú)飽和性和方向性;共價(jià)鍵有方向性和飽和性。
2、作用方式不同:離子鍵是通過(guò)陰陽(yáng)離子間的靜電作用形成;共價(jià)鍵是通過(guò)共用電子對(duì)的作用形成。
1、形成條件不同:離子鍵只有在易失電子的活潑金屬元素(ⅠA、ⅡA)的原子與易獲得電子的活潑非金屬(鹵素、氧、硫等)的原子間形成;共價(jià)鍵主要存在于同種非金屬元素、不同種非金屬元素或金屬性較弱的金屬元素與非金屬性較弱的非金屬元素的原子間。
元素形成單質(zhì)或化合物時(shí),在鄰近兩個(gè)或多個(gè)原子之間的,主要的、強(qiáng)烈的相互作用叫化學(xué)鍵。
一般來(lái)說(shuō),活潑金屬和活潑非金屬以離子鍵相結(jié)合。離子鍵沒(méi)有方向性和飽和性。由離子鍵形成的化合物稱離子化合物。在離子化合物中還可能存在共價(jià)鍵。
當(dāng)非金屬形成化合物或單質(zhì)時(shí),通常以共價(jià)鍵結(jié)合(除惰性氣體單原子分子外)。共價(jià)鍵是靠共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵,具有方向性和飽和性。分子中只含有共價(jià)鍵的化合物稱共價(jià)化合物。
在共價(jià)化合物中,不同種原子對(duì)共用電子對(duì)吸引力不同,所以共用電子對(duì)將偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子一邊,形成了鍵的極性,稱極性共價(jià)鍵。當(dāng)兩種原子吸引電子能力差異越大,則形成的共價(jià)鍵的極性也越強(qiáng)。在單質(zhì)或某些化合物(如H202)中,同種原子吸引電子能力相同,所以共用電子對(duì)不發(fā)生偏移,這樣的共價(jià)鍵為非極性共價(jià)鍵。形成極性鍵時(shí),有如下兩種情況:
化學(xué)鍵的極性是分子極性產(chǎn)生的原因之一。當(dāng)分子中所有化學(xué)鍵都是非極性鍵時(shí),分子為非極性分子。當(dāng)分子內(nèi)的化學(xué)鍵為由分子中電荷的空間分布不對(duì)稱,即各個(gè)鍵的極性無(wú)法抵消時(shí)為極性分子,由分子中電荷的空間分布對(duì)稱,使各個(gè)鍵的極性互相抵消時(shí),形成非極性分子。
現(xiàn)列舉說(shuō)明如下:
鍵的極性 |
代表物 |
分子空間構(gòu)型對(duì)稱性 |
分子的極性 |
非極性鍵 |
N2、CI2、O2 |
直線型;對(duì)稱 |
非極性分子 |
極性鍵 |
HCI、 HBr |
直線型、不對(duì)稱 |
極性分子 |
CO2、CS2 |
直線型;對(duì)稱 |
非極性分子 |
|
H2O、H2S |
折線型、不對(duì)稱 |
極性分子 |
|
BF3 |
平面三角型、對(duì)稱 |
非極性分子 |
|
NH3 |
三角錐型、不對(duì)稱 |
極性分子 |
|
CH4、CCI4 |
正四面體;對(duì)稱 |
非極性分子 |
3.分子間作用力。悍肿娱g作用力存在于:________之間。 化學(xué)鍵存在于:________原子之間。氫鍵是一種分子間作用力,影響物質(zhì)的____,如H2O由于分子間氫鍵的形成,分子間作用力驟然增強(qiáng),從而改變了Te-S氫化物熔沸點(diǎn)降低的趨勢(shì)而猛然升高,鹵族中的HF和氮族中的NH3也有類似情況。
疑難點(diǎn)撥
2、極性分子:分子中由于電子云分布不均勻而呈極性的分子。由極性鍵結(jié)合形成的分子,正、負(fù)電荷重心不重疊,產(chǎn)生正、負(fù)極,分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,屬于分子極性分子。如:HCl、。
1、非極性分子:分子中電子云分布均勻,分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱的分子屬于非極性分子。只由________分子。如:。由________也屬于非極性分子。如:
(1)鍵長(zhǎng):__________________核間距離。
鍵長(zhǎng)決定分子的穩(wěn)定性,一般說(shuō)來(lái),鍵長(zhǎng)越___,鍵越___,也越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)的大小與成鍵微粒的半徑大小有關(guān)。如鍵和H-Cl_H-Br_H-I,則穩(wěn)定性:H-Cl_H-Br_H-I。
(2)鍵能:拆開(kāi)1 mol某鍵所需的能量叫鍵能。單位:_____。鍵能決定分子的穩(wěn)定性,鍵能越_,鍵越_,分子越_。
(3)鍵角:________的夾角。
鍵角決定分子的空間構(gòu)型,凡鍵角為180°的為_____,如:;凡鍵角為109°28′的為_____體,如:。
4.化學(xué)鍵:使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用。
注意:①化學(xué)鍵存在分子內(nèi)②化學(xué)鍵是一種較強(qiáng)的相互作用
He、Ar、Ne、等稀有氣體分子中是否存在化學(xué)鍵?______
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