第3章 微粒间作用力与物质性质（同步课件）(共51张PPT)-2023-2024学年高二化学同步精品课堂（苏教版2019选择性必修第二册）
文档属性
| 名称 | 第3章 微粒间作用力与物质性质（同步课件）(共51张PPT)-2023-2024学年高二化学同步精品课堂（苏教版2019选择性必修第二册） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-08 18:21:31 | ||
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文档简介
(共51张PPT)
第三章
微粒间作用力与物质性质
授课人：
目录
CONTENTS
第一节
金属键 金属晶体
第二节
离子键 离子晶体
第三节
共价键 共价晶体
第四节
分子间作用力 分子晶体
第一节
Part One
金属键 金属晶体
一、金属键
金属晶体中的金属键示意图
金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间存在着强烈的相互作用，化学上把这种金属离子与自由电子之间强烈的相互作用称为金属键。
①成键微粒：金属阳离子、自由电子
②成键本质：金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用
一、金属键
金属特性
导电性
1
导热性
2
延展性
3
金属光泽
4
一、金属键
金属键强弱的主要影响因素
金属元素的原子半径
单位体积内自由电子的数目
金属元素的原子半径越小，金属键越强。
单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。
或金属阳离子所带电荷或价电子数
或金属阳离子半径的大小
二、金属晶体
定义：金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体。
微粒间的作用力：金属键
铜的晶体结构模型
组成粒子：金属阳离子和自由电子。
二、金属晶体
金属晶体常见堆积方式
如果金属原子在平面上（二维空间）紧密放置，可有两种排列方式
非密置层
密置层
金属晶体的4种基本堆积方式：
简单立方、体心立方、面心立方和六方。
晶胞中粒子数目的计算——均摊法
二、金属晶体
金属晶体的四种堆积方式对比
二、金属晶体
二、金属晶体
第二节
Part Two
离子键 离子晶体
一、离子键的形成
当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡核间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。
只存在于离子化合物中：大多数盐、强碱、活泼金属氧化物、氢化物等。
成键条件：
成键元素的原子得、失电子的能力差别很大，电负性差值大于1.7。
存在：
二、离子晶体
1、定义：由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。
2、成键粒子：
阴、阳离子
3、相互作用力：
离子键
强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。
4、常见的离子晶体：
二、离子晶体
是指拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收的能量。
NaCl(s)→ Na+(g)＋Cl－(g) U=786 kJ·mol－1
晶格能
符号为：U
——衡量离子晶体中阴、阳离子间相互作用力的大小。
二、离子晶体
离子晶体的性质
1
具有较高的熔、沸点，难挥发
离子晶体的熔、沸点取决于构成晶体的阴、阳离子间离子键的强弱，而离子键的强弱，可用晶格能的大小来衡量。
2
硬而脆，无延展性
离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎
二、离子晶体
离子晶体的性质
3
导电性
离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。
离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，离子晶体不导电。
二、离子晶体
典型离子晶体的结构
晶体类型 晶胞 结构特点
NaCl型 ①Na＋、Cl－的配位数均为6；②每个Na＋(Cl－)周围紧邻(距离最近且相等)的Cl－(Na＋)构成正八面体；③每个Na＋(Cl－)周围紧邻的Na＋(Cl－)有12个；④每个晶胞中含4个Na＋、4个Cl－
二、离子晶体
晶体类型 晶胞 结构特点
CsCl型 ①Cs＋、Cl－的配位数均为8；②每个Cs＋(Cl－)周围紧邻的Cl－(Cs＋)构成正六面体；③每个Cs＋(Cl－)周围紧邻的Cs＋(Cl－)有6个；④每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－
二、离子晶体
二、离子晶体
第三节
Part Three
共价键 共价晶体
一、共价键的形成
当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。
共价键形成的本质：
通常情况下，吸引电子能力相近的原子(电负性差值一般小于1.7)之间易通过共用电子对形成共价键。
一、共价键的形成
形成共价键的条件
非金属单质、共价化合物、某些离子化合物。
存在共价键的物质
一、共价键的形成
共价键具有饱和性
→共价键的饱和性决定了分子的组成
→所有的共价键都具有饱和性。
共价键具有方向性
→决定分子的空间结构
→并不是所有的共价键都具有方向性
二、共价键的类型
s-s σ键
H-H
1、σ键
原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做σ键。
s — p σ键
H-Cl
p—p σ键
Cl-Cl
二、共价键的类型
头碰头；
轴对称；
形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性。
σ键
二、共价键的类型
概念：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫π键，主要类型为p－p π键，其形成过程可以表示为下图：
2、π键
二、共价键的类型
(1)电子云为镜面对称
(2)不稳定性
π键的特征
(3)以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键。
二、共价键的类型
单键 双键 三键
σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键
①s-s电子、s-p电子只形成σ键；p-p电子既形成σ键，又形成π键；且 p-p电子先形成σ键，后形成π键。
判断σ键、π键的一般规律
二、共价键的类型
单键 双键 三键
σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键
判断σ键、π键的一般规律
②共价单键是σ键；共价双键中一个σ键,另一个π键；共价三键中一个σ键,另两个π键。σ键可以独立存在,π键不能单独存在。
二、共价键的类型
由同种原子形成的共价键
电子对发生偏移，F原子一端相对地显负电性，H原子一端相对地显正电性
电子对不发生偏移
H—H
H—F
由不同种原子形成的共价键
两个成键原子吸引电子的能力相同
非极性共价键，简称非极性键
两个成键原子吸引电子的能力不同
极性共价键，简称极性键
3、极性键与非极性键
二、共价键的类型
配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成共价键。
在NH4+中，4个N—H键是完全相同的。
NH4+的结构式
在表示分子或离子的结构式时，常用“→ ”表示配位键，其箭头指向接受孤电子对的原子。
4、配位键
三、共价键键能与化学反应的反应热
键能：
人们把在101 kPa、298 K（25℃）条件下，1 mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，或气态基态原子A原子和B原子形成1 mol气态AB分子释放的最低能量。
通常是298 K、101 KPa条件下的标准值。
单位：kJ·mol-1
键能越大,共价键越牢固, 由此形成的分子越稳定。
注意：键能是指共价键，其他化学键的能量不能叫做键能。
三、共价键键能与化学反应的反应热
思考
共价键的键长影响因素
1、原子半径：同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。
2、共用电子对数：相同的两个原子间形成共价键时,
单键键长>双键键长>三键键长。
三、共价键键能与化学反应的反应热
ΔH＜0时，为放热反应
ΔH＞0时，为吸热反应
在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量。
反应焓变与键能的关系为：
ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和
四、共价晶体
概念：
相邻原子间以共价键结合而形成空间网状结构的晶体。
金刚石、用金刚石制成的钻头
组成的粒子：原子
粒子间的作用力：共价键
常见的共价晶体
（1）硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和灰锡（Sn）
（2）金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）和二氧化硅（SiO2）
（3）极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3)
四、共价晶体
在金刚石晶体里以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。
最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面内。
晶体中C—C—C夹角为109°28′；
四、共价晶体
晶体硅：将金刚石晶胞中的碳原子换成硅原子，就是晶体硅的晶胞。每个晶体硅晶胞中有8个硅原子。
碳化硅：将晶体硅晶胞的顶点、面心上的硅原子换成碳原子，体内4个硅原子不变，就是碳化硅的晶胞。
晶体硅的结构示意图
碳化硅的晶胞
每个碳化硅晶胞中有4个碳原子、4个硅原子。
四、共价晶体
共价晶体的物理性质
①熔点很高
共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量。
②硬度很大：共价键作用强。
③一般不导电，但晶体硅是半导体
④难溶于一般溶剂
熔点高（通常＞1000 ℃），如金刚石的熔点大于3 550 ℃。
共价晶体中原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔、沸点就越高。
第四节
Part Four
分子间作用力 分子晶体
气体分子能够凝聚成相应的固体或液体，表明分子之间存在着分子间作用力。
分子间作用力实质上是一种静电作用，它比化学键弱得多。
范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。
共价分子之间都存在着分子间作用力。
一、范德华力
一、范德华力
大多数共价化合物，例如：
1. CO2、H2SO4、HF, H2O, AlCl3、各种有机化合物等；
2. 大多数非金属单质，例如： H2、P4、S8、C60等。
3. 各种稀有气体（例如Ar、Kr）等。
范德华力存在：
一、范德华力
1、范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级。
范德华力特点
2、对于组成和结构相似的物质，范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大。
3、范德华力一般没有饱和性和方向性，只要分子周围空间允许，当气体分子凝聚时，它总是尽可能多地吸引其他分子。
一、范德华力
可以影响物质的溶解度
范德华力对物质性质的影响
溶质与溶剂分子间的范德华力越大，物质的溶解度越大。
二、氢键
水分子之间形成氢键的示意图
2、氢键通常是物质在液态时形成的，但有时也存在于某些晶体或气态物质中，如氟化氢在三种状态下均存在氢键。
氢键的存在：
1、氢键是一种既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部的作用力。
邻羟基苯甲醛分子内的氢键
二、氢键
X—H----Y强弱 与X和Y的电负性有关.
电负性越大，则氢键越强
如F原子电负性最大，因而F-H…F是最强的氢键;
原子吸引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：
F-H…F > O-H…O > O-H…N > N-H…N
C原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。
氢键强弱
二、氢键
1、氢键比化学键的键能小，但比范德华力强，不属于化学键，是除范德华力外的另一种分子间的作用力。
氢键特点
2、饱和性
3、方向性
二、氢键
氢键对物质性质的影响
1、氢键主要影响物质的熔、沸点。
2、氢键可影响物质的溶解度。
3、氢键可影响液体的黏度。
本章小结
金属键
金属晶体
共价键
共价晶体
不良反应
离子键
离子晶体
共价键的形成
共价键类型
共价晶体
离子键
晶格能
离子晶体特点及类型
金属键及金属性质
金属晶体类型
金属晶体计算
分子间作用力
分子晶体
范德华力
氢键
分子晶体
谢谢观看
THANKS
第三章
微粒间作用力与物质性质
授课人：
目录
CONTENTS
第一节
金属键 金属晶体
第二节
离子键 离子晶体
第三节
共价键 共价晶体
第四节
分子间作用力 分子晶体
第一节
Part One
金属键 金属晶体
一、金属键
金属晶体中的金属键示意图
金属原子失去部分或全部外围电子形成的金属离子与自由电子之间存在着强烈的相互作用，化学上把这种金属离子与自由电子之间强烈的相互作用称为金属键。
①成键微粒：金属阳离子、自由电子
②成键本质：金属阳离子与自由电子之间的强烈的静电作用
一、金属键
金属特性
导电性
1
导热性
2
延展性
3
金属光泽
4
一、金属键
金属键强弱的主要影响因素
金属元素的原子半径
单位体积内自由电子的数目
金属元素的原子半径越小，金属键越强。
单位体积内自由电子的数目越多，金属键越强。
或金属阳离子所带电荷或价电子数
或金属阳离子半径的大小
二、金属晶体
定义：金属原子之间通过金属键相互结合形成的晶体。
微粒间的作用力：金属键
铜的晶体结构模型
组成粒子：金属阳离子和自由电子。
二、金属晶体
金属晶体常见堆积方式
如果金属原子在平面上（二维空间）紧密放置，可有两种排列方式
非密置层
密置层
金属晶体的4种基本堆积方式：
简单立方、体心立方、面心立方和六方。
晶胞中粒子数目的计算——均摊法
二、金属晶体
金属晶体的四种堆积方式对比
二、金属晶体
二、金属晶体
第二节
Part Two
离子键 离子晶体
一、离子键的形成
当阴、阳离子之间的静电引力和静电斥力达到平衡时，阴、阳离子保持一定的平衡核间距，形成稳定的离子键，整个体系达到能量最低状态。
只存在于离子化合物中：大多数盐、强碱、活泼金属氧化物、氢化物等。
成键条件：
成键元素的原子得、失电子的能力差别很大，电负性差值大于1.7。
存在：
二、离子晶体
1、定义：由阴、阳离子按一定方式有规则地排列形成的晶体。
2、成键粒子：
阴、阳离子
3、相互作用力：
离子键
强碱、活泼金属氧化物、大部分的盐类。
4、常见的离子晶体：
二、离子晶体
是指拆开1 mol离子晶体使之形成气态阴离子和气态阳离子时所吸收的能量。
NaCl(s)→ Na+(g)＋Cl－(g) U=786 kJ·mol－1
晶格能
符号为：U
——衡量离子晶体中阴、阳离子间相互作用力的大小。
二、离子晶体
离子晶体的性质
1
具有较高的熔、沸点，难挥发
离子晶体的熔、沸点取决于构成晶体的阴、阳离子间离子键的强弱，而离子键的强弱，可用晶格能的大小来衡量。
2
硬而脆，无延展性
离子晶体中，阴、阳离子间有较强的离子键，离子晶体表现出较高的硬度。当晶体受到冲击力作用时，部分离子键发生断裂，导致晶体破碎
二、离子晶体
离子晶体的性质
3
导电性
离子晶体不导电，熔化或溶于水后能导电。
离子晶体中，离子键较强，离子不能自由移动，即晶体中无自由移动的离子，离子晶体不导电。
二、离子晶体
典型离子晶体的结构
晶体类型 晶胞 结构特点
NaCl型 ①Na＋、Cl－的配位数均为6；②每个Na＋(Cl－)周围紧邻(距离最近且相等)的Cl－(Na＋)构成正八面体；③每个Na＋(Cl－)周围紧邻的Na＋(Cl－)有12个；④每个晶胞中含4个Na＋、4个Cl－
二、离子晶体
晶体类型 晶胞 结构特点
CsCl型 ①Cs＋、Cl－的配位数均为8；②每个Cs＋(Cl－)周围紧邻的Cl－(Cs＋)构成正六面体；③每个Cs＋(Cl－)周围紧邻的Cs＋(Cl－)有6个；④每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－
二、离子晶体
二、离子晶体
第三节
Part Three
共价键 共价晶体
一、共价键的形成
当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。
共价键形成的本质：
通常情况下，吸引电子能力相近的原子(电负性差值一般小于1.7)之间易通过共用电子对形成共价键。
一、共价键的形成
形成共价键的条件
非金属单质、共价化合物、某些离子化合物。
存在共价键的物质
一、共价键的形成
共价键具有饱和性
→共价键的饱和性决定了分子的组成
→所有的共价键都具有饱和性。
共价键具有方向性
→决定分子的空间结构
→并不是所有的共价键都具有方向性
二、共价键的类型
s-s σ键
H-H
1、σ键
原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做σ键。
s — p σ键
H-Cl
p—p σ键
Cl-Cl
二、共价键的类型
头碰头；
轴对称；
形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性。
σ键
二、共价键的类型
概念：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫π键，主要类型为p－p π键，其形成过程可以表示为下图：
2、π键
二、共价键的类型
(1)电子云为镜面对称
(2)不稳定性
π键的特征
(3)以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键。
二、共价键的类型
单键 双键 三键
σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键
①s-s电子、s-p电子只形成σ键；p-p电子既形成σ键，又形成π键；且 p-p电子先形成σ键，后形成π键。
判断σ键、π键的一般规律
二、共价键的类型
单键 双键 三键
σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键
判断σ键、π键的一般规律
②共价单键是σ键；共价双键中一个σ键,另一个π键；共价三键中一个σ键,另两个π键。σ键可以独立存在,π键不能单独存在。
二、共价键的类型
由同种原子形成的共价键
电子对发生偏移，F原子一端相对地显负电性，H原子一端相对地显正电性
电子对不发生偏移
H—H
H—F
由不同种原子形成的共价键
两个成键原子吸引电子的能力相同
非极性共价键，简称非极性键
两个成键原子吸引电子的能力不同
极性共价键，简称极性键
3、极性键与非极性键
二、共价键的类型
配位键：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成共价键。
在NH4+中，4个N—H键是完全相同的。
NH4+的结构式
在表示分子或离子的结构式时，常用“→ ”表示配位键，其箭头指向接受孤电子对的原子。
4、配位键
三、共价键键能与化学反应的反应热
键能：
人们把在101 kPa、298 K（25℃）条件下，1 mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量，或气态基态原子A原子和B原子形成1 mol气态AB分子释放的最低能量。
通常是298 K、101 KPa条件下的标准值。
单位：kJ·mol-1
键能越大,共价键越牢固, 由此形成的分子越稳定。
注意：键能是指共价键，其他化学键的能量不能叫做键能。
三、共价键键能与化学反应的反应热
思考
共价键的键长影响因素
1、原子半径：同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。
2、共用电子对数：相同的两个原子间形成共价键时,
单键键长>双键键长>三键键长。
三、共价键键能与化学反应的反应热
ΔH＜0时，为放热反应
ΔH＞0时，为吸热反应
在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量。
反应焓变与键能的关系为：
ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和
四、共价晶体
概念：
相邻原子间以共价键结合而形成空间网状结构的晶体。
金刚石、用金刚石制成的钻头
组成的粒子：原子
粒子间的作用力：共价键
常见的共价晶体
（1）硼（B）、硅（Si）、锗（Ge）和灰锡（Sn）
（2）金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）和二氧化硅（SiO2）
（3）极少数金属氧化物，如刚玉(Al2O3)
四、共价晶体
在金刚石晶体里以共价键跟4个碳原子结合，形成正四面体，被包围的碳原子处于正四面体的中心。
最小的碳环由6个碳组成，且不在同一平面内。
晶体中C—C—C夹角为109°28′；
四、共价晶体
晶体硅：将金刚石晶胞中的碳原子换成硅原子，就是晶体硅的晶胞。每个晶体硅晶胞中有8个硅原子。
碳化硅：将晶体硅晶胞的顶点、面心上的硅原子换成碳原子，体内4个硅原子不变，就是碳化硅的晶胞。
晶体硅的结构示意图
碳化硅的晶胞
每个碳化硅晶胞中有4个碳原子、4个硅原子。
四、共价晶体
共价晶体的物理性质
①熔点很高
共价晶体中，原子间以较强的共价键相结合，要使物质熔化就要克服共价键，需要很高的能量。
②硬度很大：共价键作用强。
③一般不导电，但晶体硅是半导体
④难溶于一般溶剂
熔点高（通常＞1000 ℃），如金刚石的熔点大于3 550 ℃。
共价晶体中原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔、沸点就越高。
第四节
Part Four
分子间作用力 分子晶体
气体分子能够凝聚成相应的固体或液体，表明分子之间存在着分子间作用力。
分子间作用力实质上是一种静电作用，它比化学键弱得多。
范德华力和氢键是两种最常见的分子间作用力。
共价分子之间都存在着分子间作用力。
一、范德华力
一、范德华力
大多数共价化合物，例如：
1. CO2、H2SO4、HF, H2O, AlCl3、各种有机化合物等；
2. 大多数非金属单质，例如： H2、P4、S8、C60等。
3. 各种稀有气体（例如Ar、Kr）等。
范德华力存在：
一、范德华力
1、范德华力很弱，比化学键的键能小1～2个数量级。
范德华力特点
2、对于组成和结构相似的物质，范德华力一般随着相对分子质量的增大而增大。
3、范德华力一般没有饱和性和方向性，只要分子周围空间允许，当气体分子凝聚时，它总是尽可能多地吸引其他分子。
一、范德华力
可以影响物质的溶解度
范德华力对物质性质的影响
溶质与溶剂分子间的范德华力越大，物质的溶解度越大。
二、氢键
水分子之间形成氢键的示意图
2、氢键通常是物质在液态时形成的，但有时也存在于某些晶体或气态物质中，如氟化氢在三种状态下均存在氢键。
氢键的存在：
1、氢键是一种既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部的作用力。
邻羟基苯甲醛分子内的氢键
二、氢键
X—H----Y强弱 与X和Y的电负性有关.
电负性越大，则氢键越强
如F原子电负性最大，因而F-H…F是最强的氢键;
原子吸引电子能力不同，所以氢键强弱变化顺序为：
F-H…F > O-H…O > O-H…N > N-H…N
C原子吸引电子能力较弱，一般不形成氢键。
氢键强弱
二、氢键
1、氢键比化学键的键能小，但比范德华力强，不属于化学键，是除范德华力外的另一种分子间的作用力。
氢键特点
2、饱和性
3、方向性
二、氢键
氢键对物质性质的影响
1、氢键主要影响物质的熔、沸点。
2、氢键可影响物质的溶解度。
3、氢键可影响液体的黏度。
本章小结
金属键
金属晶体
共价键
共价晶体
不良反应
离子键
离子晶体
共价键的形成
共价键类型
共价晶体
离子键
晶格能
离子晶体特点及类型
金属键及金属性质
金属晶体类型
金属晶体计算
分子间作用力
分子晶体
范德华力
氢键
分子晶体
谢谢观看
THANKS