2014高考化学必备专题——化学键和晶体结构 【考纲解读】1．掌握化学键的类型，理解离子键与共价键的概念 2．掌握极性键和非极性键判断方法 3．了解键参数，共价键的主要类型δ键和π键 4．掌握原子、离子、分子、离子化合物的电子式，用电子式表示物质的形成过程 【高考预测】纵观近几年的高考试题，化学键理论的再现率为100%。主要考察化学键的分类、重要物质的电子式、氢键、化合物的分类等等。 化学键 1、概念：
，叫做化学键，根据成键原子间的电负性差值可将化学键分为 和 。旧的化学键的断裂和新的化学键的生成是化学反应的本质，也是化学反应中能量变化的根本。 2．化学键的类型比较 离子键 共价键 金属键    极性键 非极性键   定义 阴、阳离子之间的静电作用 不同原子间通过共用电子对所形成的相互作用 相同原子间通过共用电子对所形成的相互作用 金属阳离子和自由电子之间的静电作用  成键元素 活泼的金属元素与活泼的非金属元素 不同的非金属元素 相同的非金属元素 金属元素之间  成键微粒 阴、阳离子 原子 原子 金属阳离子与自由电子  粒子间相互作
用 静电作用 共用电子对 共用电子对 静电作用  电子式举例 Na+



 重要应用 是使原子互相结合成分子的主要因素  2．化学键与物质类别的关系 （1）只含非极性共价键
键的物质：同种非金属元素构成的单质。如H2、N2、P4、金刚石、晶体硅； （2）只含有极性共价键的物质：一般是不同非金
属元素构成的化合物。如：HCl、NH3、CS2等； （3）既有极性键又有非极性键的物质：如：H2O2、C2H2、C2H6、C6H6(苯)； （4）只含离子键的物质：活泼金属和活泼非金属元素形成的化合物。如：NaCl、K2S、MgBr2等。 （5）既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2、CaC2等。 （6）由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：NH4Cl （7）只含共价键而无范德瓦耳斯力的化合物，如原子晶体SiO2、SiC等。 （8）无化学键的物质：稀有气体，如He、Ar等。 （9）由极性键形成的非极性分子有：CO2、CS2等。 (10)都是由非金属元素形成的离子化合物为：NH4Cl 、NH4HCO3等； 3.共价键的类型 非极性共价键： 元素的原子间形成的共价键，共用电子对 偏向任何一个原子，各原子都 ，简称 极性共价键： 元素的原子间形成的共价键，共用电子对偏向电负性 较 的一方，简称 δ键：δ键的特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为 。常见的δ键有“s-sδ键”、 、 。 π键：π键呈 对称，常见的有“ π键” 思考：如何判断δ键和π键？δ键和π键的稳定性如何？ 4.共价键键参数 键参数包括 、 、 ；其中 、 是衡量共价稳定性的参数，通常键长越 ，键能越大，表明共价键越稳定；共价键具有 性， 是描述分子立体结构的重要参数，分子的立体结构还与 有一定的关系。 例1. （2013·上海化学·4）下列变化需克服相同类型作用力的是 A.碘和干冰的升华 B.硅和C60的熔化C.氯化氢和氯化钾的溶解 D.溴和汞的气化 【答案】A 二、、分子间作用力、氢键 1.分子间作用力：分子间作用力又称 ，是广泛存在于分子与分子之间的较弱的电性引力，只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用存在。 2．影响分子间作用力大小的因素： (1)组成与结构相似的物质，相对分子质量 ，分子间作用力越大 (2)分子的极性越大，分子间作用力 (3)分子的空间构型：一般来说，分子的空间型越对称，分子间作用力越小 3．分子间作用力对物质性质的影响 分子间作用力主要影响物质的物理性质，如 、 等 4.氢键 氢键是除范德华力外的另一种 ，它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与 中电负性很强的原子之间的作用力；氢键不仅存在于分子与分子之间，也可存在于分子内。与化学键相比，氢键是一种较弱的作用力，但比范德华力大。氢键存在广泛，如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点________。 特别提醒　(1)氢键不是化学键，是介于分子间作用力和化学键之间的一种作用力。 (2)氢键、分子间作用力的大小主要影响物质的物理性质，如熔点、沸点等。 5.化学键、分子间作用力、氢键的比较 化学键 分子间作用力 氢键  定义 相邻的两个或多个原子间的强烈的相互作用 把分子聚集在一起的作用 某些氢化物分子间存在的一种相互作用  范围 分子内或某些晶体内 分子间 HF、H2O、NH3等分子间  强度 比较强烈 比化学键弱的多 比分子间作用力稍强  性质影响 主要影响分子的化学性质 影响物质的熔沸点等物理性质 影响物质的熔沸点等物理性质  例2. （2013·安徽理综·25）（15分） X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表：
（1）W位于元素周期表第 周期第 族；W的原子半径比X的 （填“大”或“小”）。 （2）Z的第一电离能比W的 （填“大”或“小”）；
油固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ；氢元素、
、
的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称 。 （3）震荡下，向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加
溶液直至过量，能观察到的现象是；
的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是 。 （4）在25°、101
下，已知13.5g的
固体单质在
气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419
,该反应的热化学方程式是
。 25 【答案】（1）三 NA 小 （2）小 分子间作用力（范德华力） 甲醛（甲酸） （3）先产生白色沉淀，后沉淀溶解 Si + 4HF = SiF4
+ 2H2
（4）2Al + 3 O2 =Al2O3 △H= -1675KJmol 三、化合物类型 化合物类型 离子化合物 共价化合物  定义 由阴、阳离子相互作用构成的化合物 由共用电子对形成分子的化合物  构成微粒类型 阴离子和阳离子 原子  微粒间的主要作用 离子键 共价键  实

例 强碱、盐和金属氧化物 酸、非金属氧化物  例3. （2013·海南化学·19I）（6分）下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是 A．CaC2 B．N2H4 C．Na2S2 D．NH4NO3 [答案]AC 四、电子式 1．电子式的书写：在元素符号周围用“·”、“×”来表示原子或离子的价电子层电子的式子，叫做电子式。 例如：原子
：
、
，阳离子：Mg2+、H+、
，阴离子：
、
。 （1）原子的电子式 中性原子最外层电子数没有发生变化，书写时把最外层电子写出来，注意对称美。如硫原子

例4. （2013·江苏化学·2）下列有关化学用语表示正确的是 A.丙烯的结构简式：C3H6 B.氢氧根离子的电子式：
C.氯原子的结构示意图：
D.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子14692U 【答案】B 五、极性分子和非极性分子 1．常见分子的键的极性、分子构型、分子的极性 分子类型 实例 键的极性 分子构型 分子的极性  单原子分子A He、Ne、Ar — — 非极性  双原子分子A2 H2、O2、N2 非极性键 直线（对称）型 非极性  双原子分子AB HX、CO、NO 极性键 直线（不对称）型 极性  AB2 或A2B AB2 CO2、CS2 极性键 直线（对称）型 非极性   AB2或A2B H2O、SO2、H2S 极性键 折线（不对称）型 极性  AB3 AB3 BF3、SO3 极性键 正三角（对称）型 非极性   AB3 NH3、PCl3 极性键 三角锥型 极性  AB4 CH4、CCl4 极性键 正四面体 非极性  2．判断ABn型分子是否有极性的经验规律：看A的化合价的绝对值是否等于主族序数。 3. 杂化轨道理论 杂化轨道理论要点： ①只有
原子轨道才能杂化 ②原子轨道杂化时，轨道 不变，轨道的形状发生变化 ③原子轨道杂化后总能量比原有轨道能量之和降低 ④杂化轨道只于形成δ键 ⑤sp杂化轨道夹角 ，sp2杂化轨道夹角 ，sp3杂化轨道夹角 。 例5. （2013·上海化学·5）374℃、22.1Mpa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H+和OH-，由此可知超临界水 A.显中性，pH等于7 B.表现出非极性溶剂的特性 C.显酸性，pH小于7 D.表现出极性溶剂的特性 【答案】B 六、晶体 1.晶体基本类型与性质 （1）物质可分为晶体与非晶体，晶体
具有一定的几何形状和固定的熔、沸点。晶体根据构成的微粒及作用力不同分为四大类。 晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体  构成晶体粒子 阴、阳离子 原子 分子 金属阳离子、自由电子  形成晶体的作用力 离子键 共价键 范得瓦耳斯力 金属键  物质性质 熔沸点 较高 很高 低 一般较高，少部分低   硬度 硬而脆 大 小 一般较大，少部分小   导电性 不良（熔融状态可
导电） 绝缘体或半导体 不良 晶体、熔融状态坤导电   导热性 不良 不良 不良 良   延展性 不良 不良 不良 良   溶解性 易溶于极性溶剂 难溶于有机溶剂 不溶于任何溶剂 相似相溶原理 难溶（活泼金属与水反应）  典型实例 KCl、Na2SO4 金刚石、硅、SiO2 H2、Cl
2、干冰 金属  2. .常见晶体的结构 在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键，这5个碳原子形成的是 结构，两个碳碳单键的键角为 ，其中的碳原子采取 杂化，金刚石晶体中C原子数与C-C键数之比为 ，晶体中最小的环上上的碳原子数为 ；石墨晶体中C原子数与C-C键数之比为 ；NaCl晶体中Na+的配位数为
，Cl-的配位数为 ，每个Na+的周围距离最近且相
等的Na+的个数为 ，CsCl晶体中Cs+的配位数为 ，Cl-的配位数为 ，每个Cs+的周围距离最近且相等的Cs+的个数为 ；二氧化硅晶体中每个硅原子与 个氧原子相连，在二氧化硅晶体中最小的环中有 个原子，1mol二氧化硅晶体中，Si-O的数目为 。 3. 晶体熔、沸点高低比较 (1)不同类型的晶体：一般而言，熔、沸点高低顺序为原子晶体>离子晶体和金属晶体>分子晶
体 (2)同类晶体： ①原子晶体的熔、沸点取决于共价键的键长和键能，键长越短、键越大，熔、沸点越高，如金刚石>金刚砂>晶体硅 ②离子晶体的熔、沸点取决于离子键的强弱，通常离子半径越小、离子所带电荷数大，离子键越强，熔、沸点高，如KF>KCl>KBr、NaCl>KCl； 晶格能是指 形成1摩离子晶体释放的能量，通常取正值，晶格能越大，形成的离子晶体越 ，且熔沸点 ③分子晶体的熔、沸点取决于分子间作用力的大小，通常分子极性越强、相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔、沸越高，有氢键的分子晶体，还要考虑氢键的强弱 ④同类金属晶体中，金属离子半径越小，阳离子带电荷数越高，金属键越强，熔、沸点越高，如Li>Na>K， Na7;Y单质是一种黄色晶体；R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J，J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。 请回答下列问题： ⑴M固体的晶体类型是 。 ⑵Y基态原子的核外电子排布式是 ① ；G分子中X原子的杂化轨道的类型是 ② 。 ⑶L的悬浊液加入Q的溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀，其原因是 。 ⑷R的一种含氧酸根RO42－具有强氧化性，在其钠盐中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生，该反应的离子方程式是 。 14．(8分)已知五种元素的原子序数大小顺序为C＞A＞B＞D＞E，A、C同周期，B、C同主族。A与B形成的离子化合物A2B中所有离子的电子数相同，其电子总数为30；D和E可形成4核10个电子的分子。 试回答下列问题： (1)写出下列元素的名称：A________，C________。 (2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程： ________________________________________________________________________。 (3)写出下列物质的电子式： D元素形成的单质________________； E与B形成的化合物________________； A、B、E形成的化合物________________； D与E形成的共价化合物________________。 15．(10分)(2012·安庆质检T25有删减)元素X、Y、Z、W位于元素周期表中前四周期，原子序数依次增大。其相关信息如下： 元素 相关信息  X 基态原子核外有三个能级，每个能级的电子数都相等  Y Y与Z不在同一周期，其原子核外未成对电子数比电子层数多1  Z 可与W形成两种化合物，且水溶液均呈酸性  W 是地壳中质量百分含量第二的金属元素  请回答： (1)W的基态原子核外电子排布式是________。Y单质分子中含__________个π键，试比较Y与同周期相邻的两种元素的第一电离能大小关系：________>________>________(填元素符号)。 (2)X与Z形成的最简单的化合物是一种优良的溶剂，它是由________(填“极性”“非极性”)键构成的________(填“极性”或“非极性”)分子。 (3)X所形成的一种晶体具有高硬度、高熔点特性，属于______(填“分子”“原子”或“离子”)晶体，该晶体结构中Z—Z—Z键角为________。 16．(14)C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。 (1)写出Si的基态原子核外电子排布式________。从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为________。 (2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似，SiC晶体中微粒间存在的作用力是________，SiC和晶体硅的熔沸点关系为________。 (3)Na、Mg、Ca三种晶体共同的物理性质是________(填序号)。 ①有金属光泽　②导电性　③导热性　④延展性 (4)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有
很大的不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成上述π键，而Si、O原子间不能形成上述π键：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， SiO2属于________晶体，CO2属于________晶体，所以熔点CO2________SiO2(填“<”、“＝”或“>”)。 (5)金刚石、晶体硅、二氧化硅、MO、CO2、M六种晶体的组成微粒分别是________________________________________________________________________， 熔化时克服的微粒间的作用力是________________________________________________________________________。 17．(9分)(2011·安徽高考)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。
(1)X位于元素周期表中第______周期第_______族； W的基态原子核外有________个未成对电子。 (2)X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是______(写化学式)；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是________(写化学式)。 (3)Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在25 ℃、101 kPa下，已知Y的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　 1．D　①中相邻原子间的强相互作用叫做化学键。③中例如H2SO4是属于共价化合物的强电解质，⑤中稀有气体的单质中无化学键。 2．C　考察盖斯定律以及键能与反应热的关系。根据P4是正四面体，P4有6个P—P键，6E(P—P)+6（Cl—Cl）—12×1.2c=a, 6E(P—P)+10（Cl—Cl）—20c=b, Cl2(g)＋PCl3(g)＝PCl5(g) △H=( bkJ·mol－1—akJ·mol－1)/4。A项，E(P—P)E，故D为N，E为H。C与A(Na)同周期，与B(O)同主族，则C为硫。 答案：　(1)钠　硫

15．解析：　由X元素有三个能级，每个能级电子数相同可知，X的核外电子排布式是1s22s22p2，是C元素，由W是地壳中含量第二多的金属元素可知，W是Fe，由Z与W可形成两种化合物，且呈酸性可知，Z是Cl元素，由Y与Z不在同一周期可知，Y应该是第二周期元素，且由Y的未成对电子数比电子层数多1可知，该元素的电子排布式是1s22s22p3，是N元素。(1)同周期元素从左往右第一电离能依次增大，但由于氮元素的2p轨道是半充满状态(相对稳定状态)，导致其电离能较大，所以N>O>C；(3)该单质是金刚石，呈正四面体结构，是原子晶体，键与键之间的夹角是109°28′。 答案：　(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)　2　N　O　C　(2)极性　非极性 (3)原子　109°28′ 16．解析：　(1)C、Si和O的电负性大小顺序为：O>C>Si。 (2)因为Si—C的键长小于Si—Si，所以熔点碳化硅>晶体硅。 (3)Na、Mg、Ca三种晶体均为金属晶体，金属晶体都有金属光泽，都能导电、导热，都具有一定的延展性。 (4)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键，SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，所以熔点SiO2>CO2。 (5)金刚石、晶体硅、二氧化硅均为原子晶体，组成微粒为原子，熔化时破坏共价键；Mg为金属晶体，由金属阳离子和自由电子构成，熔化时克服金属键，CO2为分子晶体，由分子构成，CO2分子间以分子间作用力结合；MgO为离子晶体，由Mg2＋和O2－构成，熔化时破坏离子键。 答案：　(1)1s22s22p63s23p2　O>C>Si (2)共价键　SiC>Si (3)①②③④ (4)Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠
程度较小，不能形成上述稳定
的π键　原子　分子　< (5)原子、原子、原子、阴阳离子、分子、金属阳离子与自由电子共价键、共价键、共价键、离子键、分子间作用力、金属键 17．解析：　由题意知W为8号元素，即是O，结合半径关系以及X和Ne原子的核外电子数相差1知，X为Na，Y单质为一种常见的半导体材料，即是Si，Z在同周期(即第三周期)主族元素中电负性最大，即是Cl。(1)Na位于第三周期第ⅠA族，O原子最外层电子数为6，核外有2个未成对电子。(2)Na的熔点较低，Si为原子晶体，熔点较高；Cl与Br同主族，Cl的非金属性强于Br，HCl的稳定性强于HBr。(3)SiCl4与H2O反应得到的强酸是HCl，得到的弱酸是硅酸。(4)SiH4在O2中燃烧的化学方程式为：SiH4＋2O2SiO2＋2H2O,1 mol SiH4反应转移8 mol电子，放出热量8 mol×190.0 kJ·mol－1＝1 520.0 kJ。 答案：　(1)三　ⅠA　2　(2)Si　HCl (3)SiCl4＋3H2O===4HCl＋H2SiO3↓(或SiCl4＋4H2O===4HCl＋H4SiO4↓) (4)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 520.0 kJ/mol

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