物质结构化学键（原创）
西北师大化学系。
一、备考目标：
1.理解离子键、共价键的涵义；了解化学键的概念；
2.理解键的极性和分子的极性及判断，记好范德华力的意思，了解氢键。
3.几种晶体（离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体）的结构及其性质。
二、要点精讲。
1.原子组成和结构。
原子核：质子（z）、中子（a－z）
原子x核外电子（z）
原子：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数。
质量数（a）=质子数（z）＋中子数（n）
离子：阴离子质子数＜核外电子数。
阳离子质子数＞核包外电子数。
2、同位素。
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。
同一元素的同位素：
化学性质基本相同；②各自所占的原子个数百分比保持一定。
核外电子排布。
3、核外电子运动特征：电子云。
多电子原子里，电子分层排布：k、l、m、n、o、p、q……；
电子按能量由低向高依次从内层向外层排布；
每个电子层所能容纳的电子不超过2n2个；最外层电子不能超过8个；次外层电子不能超过18个；倒数第三层电子不能超过32个。
4、表示原子结构的方法。
原子结构示意图；②离子结构示意图；③电子式：原子、分子、离子化合物、共价化合物；④结构式。
化学键。在原子结合成分子时，相邻的两个或多个原子（离子）之间的强烈的相互作用，叫做化学键。化学反应的过程，本质上是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
概念。离子键使阴阳离子结合成化合物的静电作用（平衡、多角）
化学键非极性键 （同种原子形成，共用电子对不偏移）
共价键原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
极性键 （不同种原子间形成，电子对发生偏移）
比较。化学反应过程键及能量变化。
化学反应过程=破坏旧键过程（消耗能量）+形成新键过程（释放能量）
6.化学键与物质类别关系规律。
1)只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如：i2、n2、p4、金刚石、晶体硅等。
2)只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物。如：hcl、nh3、sio2、cs2等。
3)既有极性键又有非极性键的物质，如：h2o2、c2h2、ch3ch3、c6h6(苯)等。
4)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如：na2s、cscl、k2o、nah等。
5)既有离子键又有非极性键的物质，如：na2o2、na2sx、cac2等。
6)由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：nh4cl等。
7)由强极性键构成但又不是强电解质的物质：hf。
8)只含有共价键而无范德华力的化合物，如：原子晶体sio2、sic等。
9)无化学键的物质：稀有气体，如氩等。
7.物质熔沸点高低比较规律。
1)不同晶体类型的物质的熔沸点高低顺序一般是：原子晶体＞离子晶体＞分子晶。
体。同一晶体类型的物质，则晶体内部结构粒子间的作用越强，熔沸点越高。
2)原子晶体要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成的共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅。
3)离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔沸点就越高，如熔点：mgo＞mgcl2＞nacl＞cscl。
4)分子晶体：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如：熔沸点：
o2＞n2，hi＞hbr＞hcl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔沸点就越高，如熔沸点co＞n2。在同分异构体中，一般地说，支链数越多，熔沸点越低，如沸点：
正戊烷＞异戊烷＞新戊烷；同分异构体的芳香烃及其衍生物，其熔沸点高低顺序是邻＞间＞对位化合物。
5)金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔沸点就越高。
6)元素周期表中第ⅶa族卤素的单质(分子晶体)的熔沸点随原子序数递增而升高；第ia
族碱金属元素的单质(金属晶体)的熔沸点随原子序数的递增而降低。
8．各类晶体主要特征。
在离子晶体、原子晶体和金属晶体中均不存在分子，因此nacl、sio2等均为化学式。只有分子晶体中才存在分子。
三、知识点小结。
1.判断化学键的类型；
2.用电子式表示化学键形成的过程；
3.判断共价键的极性、分子的极性和分子构型；
4.根据晶体结构比较晶体的有关性质；
5.根据晶体的性质，推断晶体类型；
6.分析晶体中的粒子数及空间结构。
典题分析：例1．（08全国ⅰ卷）下列化合物，按其品体的熔点由高到低排列正确的是（ ）
a．sio2 cacl cbr4 cf2 b．sio2 cscl cf4 cbr4
c．cscl sio2 cbr4 cf4 d．cf4 cbr4 cscl sio2
解析：物质的熔点的高低与晶体的类型有关，一般来说：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；即：
sio2＞cscl＞cbr4、cf4。当晶体的类型相同时，原子晶体与原子半径有关；离子晶体与离子的半径和离子所带的电荷有关；分子晶体当组成和结构相似时，与相对分子质量的大小有关，一般来说，相对分子质量大的，熔点高，即cbr4＞cf4。
答案：a。例2、（08全国ⅰ卷）下列各组给定原子序数的元素，不能形成原子数之比为1∶1稳定化合物的是（ ）
a．3和17 b．1和8 c．1和6 d．7和12
解析：此题应根据已知的原子序数确定对应的元素，然后根据常见的物质进行判断。选项a中可形成licl；选项b中可形成h2o2；选项c中可形成c2h2；选项d中可形成mg3n2。
答案：d。例3．（08全国ⅰ卷）下列叙述中正确的是（ ）
a．nh3、co、co2都是极性分子。
b．ch4、ccl4都是含有极性键的非极性分子。
c．hf、hcl、hbr、hl的稳定性依次增强。
d．cs2、h2o、c2h2都是直线型分子。
解析：分子的极性一般与物质的空间结构有关，空间结构对称，这属于非极性分子，反之属于极性分子，对于abn分子，其经验规则是中心原子a的化合价的绝对值若等于最外层电子数，则属于非极性分子，反之属于极性分子。当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构。
键的极性只与是否属于同种非金属有关，而物质的稳定性当结构相似的条件下，与原子半径有关。所以选项a中co2属于非极性分子；选项c中hf、hcl、hbr、hi的稳定性减弱；选项d中的h2o属于v型结构。
答案：b。例4．（08广东卷）2023年诺贝尔化学奖得主gerhard ertl对金属pt表面催化co氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于pt的说法正确的是（ ）
a． pt和pt的质子数相同，互称为同位素。
b． pt和pt的中子数相同，互称为同位素。
c． pt和pt的核外电子数相同，是同一种核素。
d． pt和pt的质量数不同，不能互称为同位素。
解析：同位素定义：质子数相同，中子数不同的核素称为同位素。
答案：a例5．（08四川卷）下列说法中正确的是( )
a．离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子。
b．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动。
c．分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态。
d．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合。
解析：选项a中离子晶体中每个离子周围吸引带相反电荷的离子与离子半径有关，如一个cs＋可同时吸引8个cl－；选项b中金属内部的自由电子不是在电场力的作用下产生的；选项c中分子晶体的熔沸点很低，在常温下也有呈固态的，如s，属于分子晶体，但它在常温下为固态。
答案：d。例6、（2007江苏4）下列说法正确的是［ ］
a．原子晶体中只存在非极性共价键。
b．稀有气体形成的晶体属于分子晶体。
c．干冰升华时，分子内共价键会发生断裂。
d．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物。
解析：原子晶体中有的只含有非极性共价键，如金刚石、晶体硅，多为单质；也有含极性键的，如sio2，bn等，a不正确。干冰升华是物理性质中状态的改变，变化的是分子间的距离，分子内的共价键没有断裂。
d项中常见的反例为alcl3，由金属和非金属构成的共价化合物，注意由非金属构成的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。
答案：b例7、（2007上海15）下列有关化学键与晶体结构说法正确的是。
a 两种元素组成的分子中一定只有极性键。
b 离子化合物的熔点一定比共价化合物的高。
c 非金属元素组成的化合物一定是共价化合物。
d 含有阴离子的化合物一定含有阳离子。
解析：本题考查的是化学键知识。两种元素组成的分子中也可以有非极性键，如双氧水，故a错；晶体熔沸点顺序一般为：
原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，共价化合物多数是分子晶体，但也有些是原子晶体如二氧化硅，故b错；非金属元素组成的化合物多数是共价化合物，但也可以形成离子化合物，如铵盐，故c错；由电荷守恒可只，d正确。
答案：d 例8.下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是（ ）
a. d3ob. lic. odd. oh-
解析：对于中性微粒，质子数等于电子数；对于阳离子，由于失电子，造成质子数大于电子数；对于阴离子，质子数小于电子数。“电子数大于质子数”的只可能为c、d，但能满足“质子数大于中子数”的只有d。
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