4.3化学键 课件 2024-2025学年高一上学期人教版（2019）必修第一册

第三节 化学键 范德华力和氢键 一、离子键 1.定义： 使阴阳离子结合成化合物的静电作用 2.成键粒子： 阴、阳离子 3.相互作用： 静电作用 静电引力 斥力 一、共价键 1.定义： 原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。 2.作用力： 共用电子对 3.成键粒子： 原子 4.成键元素： 同种或不同种非金属元素之间 如：H2 N2 HCl H2O HF 等均以共价键形成分子 特殊：AlCl3（共价键） 特殊：NH4+X-（离子键） 离子键与共价键的比较 　 离子键 共价键 概念 成键粒子 实质 组成 特殊 存在 阴、阳离子间的静电作用 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 离子 原子 静电作用 共用电子对 金属和非金属 非金属和非金属 NH4+X-盐（离子键）、AICI3（共价键） 离子化合物 共价化合物和离子化合物和非金属单质 A、KF B、H2O C、 N2 D、 He E、CO2 F、CaCl2、 G、H2O2 H、CCl4 I、 KOH J、 Na2O2 综合练习 1.含离子键的物质是 . 2.含非极性键的物质是 . 3.含极性键的物质是 . 4.属于离子化合物的是 . 5.属于共价化合物的是 . A、F、I、J C、J、G B、E、G、H、I、 A、F、I、J B、E、G、H 离子化合物： 金属元素+非金属元素 例如：NaCl、CaO、K2SO4、KOH等 1.定义： 由离子键构成的化合物 就叫做离子化合物 2.组成元素： 特殊：AlCl3（共价化合物） 特殊：NH4+X-（离子化合物） 回顾 共价化合物： 只含有共价键的化合物叫共价化合物 判断：HCl 、CO2 、 N2 、KCl、NaOH 定义： 组成元素： 非金属+非金属 特殊：AlCl3（共价化合物） 特殊：NH4+X-（离子化合物） 离子化合物与共价化合物的比较　 离子化合物 共价化合物 概念 组成 特殊 硬度 导电性 实例 含离子键的化合物 只含共价键的化合物 金属和非金属 非金属和非金属 强碱、大多数盐、 活泼金属的氧化物 酸、非金属氧化物、非金属的氢化物 较大 一般较小，个别很大 熔融或 水溶液导电 熔融时不导电、水溶液部分导电 NH4+X-盐（离化）、AICI3（共化） 对应练习1：下列说法中正确的是( ) A.含有离子键的化合物必是离子化合物 B.具有共价键的化合物就是共价化合物 C.共价化合物可能含离子键 D.离子化合物中可能含有共价键 E.有金属和非金属元素组成的化合物一定是离子化合物 AD 注: 离子化合物中一定含离子键也可能含有共价键 共价化合物中一定含有共价键，一定不含离子键 含有共价键的化合物不一定是共价化合物 一．分子间作用力——范德华力 定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又称范德华力。 （1）分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 (2)在离子化合物中只存在化学键，不存在分子间作用力，分子间作用力只存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数非金属单质分子之间，及稀有气体分子之间。像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质的微粒之间不存在分子间作用力。 (3)分子间作用力的范围很小，只有分子充分接近时才有相互间的作用力。 (4)一般说来，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点也越高。如卤素单质及四卤化碳的熔点、沸点的变化规律如下图。 当液体汽化时要克服分子间的引力，当固体熔化为液体时也要克服分子间的引力，所以分子间的作用力是决定物质的熔点、沸点、汽化热、溶解度等性质的主要因素。 二．氢键——较强的分子间作用力 (1)下图为ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素各气态氢化物的沸点变化关系图，用线段分别连接表示同一主族元素相应气态氢化物的沸点关系的黑点，由此判断：ⅣA族气态氢化物的沸点随相对分子质量的递增而递增，ⅤA、ⅥA、ⅦA各族中的气态氢化物相对分子质量从上往下逐渐增大，但第二周期的三种元素的氢化物的沸点特别的高，与“对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大”相矛盾。 (2)原因：在NH3、H2O、HF分子中，存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，使它们只能在较高的温度下才能汽化，这种相互作用叫做氢键。氢键不是化学键，氢键比化学键弱，但比分子间作用力强。 (3)应用：①氢键的存在会使物质的熔点和沸点升高。氢键在生命现象中也起着重要的作用，如DNA的结构和生理活性都与氢键的作用有关。 温馨提示：①氢键不是化学键，通常把氢键看作是一种较强的分子间作用力。氢键比化学键弱得多，比分子间作用力稍强。 ②分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高，这是因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键，从而需要消耗更多的能量。 ③分子间形成氢键对物质的水溶性、硬度等也有影响，如NH3极易溶于水，主要是氨分子与水分子之间易形成氢键。 ④通常N、O、F这三种元素的氢化物易形成氢键。常见易形成氢键的化合物有：H2O、HF、NH3、CH3OH等。 ⑤氢键的表示方法，氢键用“X…H”表示。如水分子间的氢键(上图)由于氢键的存在，液态水或固态水常用(H2O)n表示。 三．化学键、分子间作用力和氢键的比较 化学键 分子间作用力 氢键 定义 使离子相结合或原子相结合的作用力 分子之间存在的微弱的相互作用(实质上也是静电作用) 分子中与氢原子形成共价键的非金属原子，如果吸引电子的能力很强，原子半径又很小，则使氢原子几乎成为“裸露”的质子，带部分正电荷。这样的分子之间，氢核与带部分负电荷的非金属原子之间相互吸引，这种静电作用就是氢键 存在范围 相邻原 子(离子)之间 分子之间 某些具有强极性键的氢化物分子之间(如HF、H2O NH3等) 化学键 分子间作用力 氢键 作用力比较 强 很弱 比化学键弱，比分子间作用力强 影响 范围 物质的物理性质及化学性质 物质的物理性质 物质的物理性质 影响 强度 的因素 离子键：阴阳离子所带电荷、离子的半径；共价键：键的类型和原子半径 随着分子极性和相对分子质量的增大而增大。组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大 形成氢键的非金属原子，其吸引电子的能力越强，半径越小，则氢键越强 化学键 分子间作用力 氢键 对物质性质的影响 离子键：成键离子半径越小、离子所带电荷越高，离子键越强，离子化合物的熔点、沸点越高；共价键：原子半径越小、共用电子对越多，共价键越强，单质或化合物的稳定性越好 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质；组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，物质的熔点、沸点逐渐升高 分子间氢键的存在使物质的熔点、沸点升高，在水中的溶解度变大，如熔点、沸点：H2O＞H2S＞HF＞HCl 在实际问题中，三种作用力往往同时存在，在研究物质的性质时，常常是侧重某一个方面。 在实际问题中，三种作用力往往同时存在， 在研究物质的性质时，常常是侧重某一个方面。 关于氢键，下列说法不正确的是(　　) A．HF的沸点比HCl的沸点高，是由于HF分子间存在氢键 B．水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键 C．NH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 D．在氨水中，水分子和氨分子之间也存在氢键 ●典例透析 【解析】　本题侧重考查对氢键的理解。氢键是某些氢化物(如NH3、H2O、HF)分子间存在的比分子间作用力稍强的作用力。它的存在使氢化物的熔点和沸点相对较高，因此，HF的沸点比HCl的沸点高是由于HF分子间存在氢键所致。水在结冰时由于水分子间存在氢键，从而形成相对疏松的晶体，在结构上有许多空隙，造成体积膨胀。氨分子和水分子之间主要是以氢键结合的。故A、B、D选项正确。NH3的稳定性取决于N—H键的牢固程度，而不是氢键。 【答案】　C 【点拨】　氢键的形成条件：一个分子中有形成共价键的氢原子(如H2O中的H，NH3中的H，HF中的H)，另一个分子中有吸引电子能力(电负性)很强的原子(如H2O中的O，NH3中的N，HF中的F)。 氢键的存在：不仅存在于分子间，还存在于分子内。 氢键的表示方法： X—H…Y—H(X、Y可相同或不同，一般为O、N、F)(虚线部分表示氢键)。 氢键比化学键弱得多，但比分子间作用力稍强；氢键的存在影响物质的熔点、沸点及溶解度。 下列事实与氢键有关的是(　　) A．水加热到很高的温度都难以分解 B．水结成冰体积膨胀，密度减小 C．CH4、SiH4、SnH4沸点随相对分子质量增大而升高 D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 【解析】　水的热稳定性强与水分子中H—O键的键能有关，水结冰时体积膨胀，密度减小这是水分子间缔合的缘故，与氢键有关。RH4的沸点升高是因为它们的分子间作用力增强的缘故；HX的热稳定性减弱是因为卤素的非金属性减弱的缘故。 【答案】　B 1．(2015·广东省揭阳市三中高一下学期第一次阶段考试)下列物质中既有离子键，又有共价键的是(　　) A．KOH B．CaCl2 C．H2O D．Cl2 【解析】　A中KOH既含离子键，又含共价键，A项正确；B中CaCl2只含离子键，B项错误；C中H2O只含共价键，C项错误；D中Cl2只含共价键，D项错误；选A。 【答案】　A 新考题·随堂自测 2．(2015·江苏省沭阳县高一下学期期中)下列变化中，吸收的热量用于克服分子间作用力的是(　　) A．加热金属铝使之熔化 B．加热金刚石使之熔化 C．液溴受热变成溴蒸气 D．加热碘化氢使之分解 【解析】　A．铝是金属晶体，加热金属铝使之熔化克服的是金属键，A错误；B.金刚石是原子晶体，加热金刚石使之熔化克服的是共价键，B错误；C.溴形成的晶体类型是分子晶体，液溴受热变成溴蒸气克服的是分子间作用力，C正确；D.加热碘化氢使之分解，发生化学反应，破坏的是共价键，D错误，答案选C。 【答案】　C 3．(2015·陕西省三原北城中学高一下学期月考)关于化学键的下列叙述中，正确的是(　　) A．离子化合物中可能含离子键 B．共价化合物中可能含离子键 C．离子化合物中不含共价键 D．共价化合物中不含离子键 【解析】　含有离子键的化合物一定是离子化合物，全部由共价键形成的化合物是共价化合物。A.离子化合物中一定含离子键，A错误；B.共价化合物中不可能含离子键，B错误；C.离子化合物中可能含有共价键，例如氢氧化钠等，C错误；D.共价化合物中不含离子键，D正确，答案选D。 【答案】　D 4．(2015·山西省浮山中学高一下学期期中)用下列：①H2O　②H2O2　③Ba(OH)2　④Na2O2　⑤Cl2　⑥Ar　⑦CO2等物质填空。(1－4小题填序号) (1)由离子键和非极性键构成的是________。 (2)由极性键和非极性键构成的是________。 (3)不存在化学键的是________。 (4)共价化合物有________。 (5)写出下列物质的电子式：Na2O2________。 ②水分子间的氢键：水在气态时，以单个水分子存在；水在液态时，还含有几个水分子通过氢键结合而成的(H2O)n。(见右图)；水在固态时，水分子间以氢键结合成排列规则的晶体。由于冰的结构中有空隙，造成体积膨胀、密度减小，低于液态水的密度，所以冰会浮在水面上，地球上才有生命。 【解析】　(1)Na＋与Oeq \o\al(2－,2)间是离子键，O与O之间是共价键，故由离子键和非极性键构成的是Na2O2，选④；(2)过氧化氢的结构式为：H—O—O—H，由极性键和非极性键构成的是H2O2，选②；(3)不存在化学键的是惰性气体单原子分子：Ar，选⑥；(4)共价化合物只含有共价键，故选①②⑦；(5)Na2O2的电子式Na＋[]2－Na＋。 【答案】　(1)④　(2)②　(3)⑥　(4)①②⑦　(5)Na＋[]2－Na＋ $$