分子间作用力与氢键比较 分 类 分子间作用力 氢 键 概 念 物质分子之间存在的微弱相互作用 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相互吸引.这种静电作用就是氢键 存在范围 分子间 某些含氢化合物分子间(如HF.H2O.NH3) 强度比较 比化学键弱得多 比化学键弱得多.比分子间作用力稍强 影响强度 的因素 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 对物质性质的影响 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.随相对分子质量增大.分子间作用力增大.熔点.沸点升高.如熔点:F2<Cl2<Br2<I2.CF4<CCl4<CBr4<CI4 分子间氢键的形成.使物质的熔点.沸点升高.在水中的溶解度增大.如沸点:H2O>H2S.HF>HCl.NH3>PH3 典例剖析 [例1] 下列分子有极性的是 A.CCl4 B.CO2 C.NH3 D.C6H6 [例2] 下列分子中.所有原子的最外层均为8电子结构的是 A.BeCl2 B.H2S C.NCl3 D.SF4 特别提示 高考化学试题中曾频频出现判断分子中各原子的最外层电子是否满足8电子稳定结构的题目.其简捷准确的判断方法是: (1)分子中若含有氢元素.则氢原子不能满足最外层8电子稳定结构.但它满足K层为最外层2个电子的稳定结构.(Be原子最外层只有2个电子.在其化合物中最外层电子数不可能是8) (2)分子中若不含有氢元素.则按下述方法逐一进行判断.若某元素化合价绝对值与其原子最外层电子数之和等于8.则该元素的原子最外层满足8电子稳定结构,否则将不满足.如CO2分子中.碳元素的化合价为+4.碳原子最外层电子数为4.二者之和为8.则碳原子满足最外层8电子稳定结构,氧元素化合价为-2氧原子最外层电子数6.二者之和为8.则氧原子也满足最外层8电子稳定结构.故CO2分子中所有原子都满足最外层8电子结构.再如NO2分子中.氮元素化合价为+4.氮原子最外层电子数为5.二者之和为9.故氮原子不满足最外层8电子稳定结构.再如BF3分子中.硼元素化合价为+3.硼原子最外层电子数为3.二者之和为6.故硼原子也不满足最外层8电子稳定结构. (3)常见的X2.O2.N2等双原子单质分子中原子最外层为8电子稳定结构. 夯实基础 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解

1)卤族元素位于周期表的_________区;溴的价电子排布式为______________

2)在不太稀的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在。使氢氟酸分子缔合的作用力是_______

3)请根据下表提供的第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是___

 

第一电离能

kJ/mol

1681

1251

1140

1008

900

 

4)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6)和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸。请比较二者酸性强弱:H5IO6_____HIO4? (填

5)已知ClO2-为角型,中心氯原子周围有四对价层电子。ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为___________,写出CN-的等电子体的分子式__________(写出1个)

6图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是_____________

A.碘分子的排列有2种不同的取向2取向不同的碘分子以4配位数交替配位形?? 成层结构

B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体

D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

7)已知CaF2晶体(见图)的密度为ρg/cm3NA为阿伏加德罗常数,相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则CaF2的相对分子质量可以表示为___________

 

 

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卤族元素的单质和化合物很多,请利用所学物质结构与性质的相关知识回答下列问题:

1)卤族元素位于周期表的 ????????? 区;氟原子的电子排布图为?????? 溴原子的价电子排布式为?????

2)在不太稀的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的。使氢氟酸分子缔合的作用力是??????????

3)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸。请比较二者酸性强弱: H5IO6??????????? HIO4(填“>”、“<”或“=)H5IO6中α键与π键的个数比为????????????

4)碘在水中的溶解度虽然小,但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大。这是由于溶液中发生下列反应 I-+ I2 =I3-KI3类似的,还有CsICl2等。已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,则它按下列 ??? 式发生。

ACsICl2=CsCl+ICl?????? BCsICl2 =CsI +Cl2

5ClO2-的空间构型为?????? 型,中心氯原子的杂化轨道类型为???????? ,写出一个ClO2-的等电子体 ????????????

6)如图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是????

A.碘分子的排列有2种不同的取向

B.用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子

C.碘晶体为无限延伸的空间结构,是原子晶体

D.碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力

7)已知CaF2晶体(见图)的密度为ρg/cm3 NA为阿伏加德罗常数,相邻的两个Ca2+核间距为a cm,则CaF2的摩尔质量可以表示为??????

 

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 非金属知识规律总结

【高考导航】

一、非金属元素在周期表中的位置和结构特点

1、除H外,非金属元素均在“阶梯线”的右上方。共有16种非金属元素,其中包括稀有气体元素6种。

2、非金属元素(包括稀有元素)均在主族(零族)。非金属元素一般都有变价。

3、最外层电子数一般≥4(H、B除外)。

4、原子半径比同周期金属半径小(稀有元素除外)。

二、非金属性强弱的判断依据

    元素非金属性的本质是元素的原子吸引电子的能力。试题常通过以下几个方面来比较元素的非金属性:

1、单质跟H2化合难易程度(反应条件,剧烈程度,反应热的大小,生成气态氢化物的稳定性)。

2、最高价氧化物对应水化物的酸性。

3、化合物中元素化合价的正负,如BrCl中,Cl为-1价,Br为+1价,说明非金属性Cl>Br。

4、通过氧化还原反应确定非金属单质的氧化能力,进而比较非金属性。

    需要指出的是,非金属单质的活动性与非金属元素的活动性,有密切的联系,但不是一回事。例如氮元素的非金属性相当强,可是它的单质N2化学性质却不很活泼。单质的化学性质不仅取决于原子结构,而且取决于分子结构和晶体结构。

三、非金属元素的性质及递变规律

1、单质:

(1)结构:除稀有气体外,非金属原子间以共价键结合。非金属单质的成键有明显的规律性。若它处在第N族,每个原子可提供8-N个价电子去和8-N个同种原子形成8-N个共价单键,可简称8-N规则;(H遵循2-N规则)。如ⅦA族单质:x-x;H的共价数为1,H-H,第ⅥA族的S、Se、Te共价单键数为8-6=2,第ⅤA族的P、As共价单键数8-5=3。但第二周期的非金属单质中N2、O2形成多键。

(2)熔沸点与聚集态。它们可以分为三类:

①小分子物质。如:H2、O2、N2、Cl2等,通常为气体,固体为分子晶体。

②多原子分子物质。如P4、S8、As4等,通常为液态或固态。均为分子晶体,但熔、沸点因范德华力较大而比①高,Br2、I2也属此类,一般易挥发或升华。

③原子晶体类单质。如金刚石、晶体硅和硼等,是非金属单质中高熔点“三角区”,通常为难挥发的固体。

(3)导电性:非金属一般属于非导体,金属是良导体,而锗、硅、砷、硒等属于半导体。但半导体与导体不同之处是导电率随温度升高而增大。

(4)化学活性及反应:

  

    ③非金属一般为成酸元素,难以与稀酸反应。 固体非金属能被氧化性酸氧化。

2、氢化物:

(1)气态氢化物性质比较



(2)由于氢键的存在,使得第ⅤA、ⅥA、ⅦA氢化物的熔沸点出现了反常。第ⅤA中:SbH3>NH3>AsH3>PH3;第ⅥA中: H2O>H2Te>H2Se>H2S;第ⅦA中HF>HI>HBr>HCl。

(3)气态氢化物水溶液的酸碱性及与水作用的情况。①HCl、HBr、HI溶于水成酸且都是强酸。②HF、H2S、H2Se、H2Te溶于水成酸且都是弱酸。③NH3溶于水成碱,氨水是弱碱。④PH3、AsH3、CH4与水不反应。⑤SiH4、B2H6与水作用时分解并放出H2

3、非金属氧化物的通性:

(1)许多非金属低价氧化物有毒,如SO2、NO、NO2、CO等,注意不能随便排放于大气中。

(2)非金属氧化物(除SiO2外)大都是分子晶体,熔沸点相差不大。

(3)非金属氧化物大都为酸酐,相应的酸易溶于水,则氧化物易与水化合,反之水化反应难以进行。

(4)不成盐氧化物(如CO、NO)不溶于水,也不与碱反应。虽然NO2能与碱反应生成盐,但NO2不属于酸酐。

4、含氧酸

(1)同周期非金属元素最高价含氧酸从左到右酸性增强。

(2)氧化性:同种元素低价强于高价含氧酸.

如:HClO>HClO3>HClO4(稀)

   H2SO3>H2SO4(稀)

   HNO2>HNO3(稀)

(3)对于同种非金属形成的不同含氧酸,价态越高,酸性越强。其顺序如:HClO4>HClO3>HClO2>HClO,H2SO4>H2SO3

(4)难挥发的H2SO4、H3PO4受热难分解;强氧化性的HNO3、HNO2、HClO见光或受热易分解;非氧化性的H2CO3、H2SO3易分解。强酸可制弱酸,难挥发性酸制挥发性酸。

(5)常见含氧酸的一般性质:

①H2SO4:无色粘稠的油状液体,强酸,沸点高,不挥发,稳定。浓硫酸有吸水性、脱水性和强氧化性。

②H2SO3:仅存在于溶液中,中强酸,不稳定。

③HClO4:在水溶液中相当稳定,最强无机酸,有强氧化性。

④HClO:仅存在于溶液中,是一种弱酸,有强氧化性和漂白性,极不稳定,遇光分解。⑤HNO3:无色液体,强酸,沸点低,易挥发,不稳定,易分解,有强氧化性。

⑥H3PO4:无色晶体,中强酸,难挥发,有吸水性,稳定,属于非氧化性酸。

⑦H2CO3:仅存在于溶液中,弱酸,不稳定。

⑧H2SiO3:白色固体,不溶于水,弱酸,不挥发,加热时可分解。

⑨常见酸的酸性强弱。强酸:HCl、HNO3、H2SO4;中强酸:H2SO3>H3PO4(H3PO4中强偏弱);弱酸:HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO>H2SiO3

四、11种无机化学气体的制取和性质(O2、H2、Cl2、CO、NO、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3)。

(1)利用氧化还原反应原理制取的气体有:O2、H2、Cl2、NO、NO2等。

(2)利用复分解制取的气体有:SO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。

(3)可用启普发生器制取的气体有:H2、CO2、H2S等。

(4)只能用排气法收集的是:Cl2、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。只能用排水法收集的气体是:NO、CO。

(5)使红色石蕊变蓝的气体是NH3;使石灰水变浑浊的气体是SO2和CO2;使品红溶液褪色的气体是SO2和Cl2;使高锰酸钾溶液和溴水褪色的气体有H2S和SO2

(6)臭鸡蛋气味的气体是H2S;刺激性气味的气体有:Cl2、SO2、NO2、HCl、NH3等;毒性气体有:Cl2、CO、NO、SO2、NO2、H2S等。

(7)能在空气中燃烧的气体:H2S、CO、H2

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【化学--选修3:物质结构与性质】
VA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含VA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途.请回答下列问题:
(1)白磷单质的中P原子采用的轨道杂化方式是
sp3
sp3

(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为
N>P>As
N>P>As

(3)As原子序数为
33
33
,其核外M层和N层电子的排布式为
3s23p63d104s24p3
3s23p63d104s24p3

(4)NH3的沸点比PH3
(填“高”或“低”),原因是
NH3分子间存在较强的氢键,而PH3分子间仅有较弱的范德华力
NH3分子间存在较强的氢键,而PH3分子间仅有较弱的范德华力

PO43-离子的立体构型为
正四面体
正四面体

(5)H3PO4的K1、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13.硝酸完全电离,而亚硝酸K=5.1×10-4,请根据结构与性质的关系解释:
①H3PO4的K1远大于K2的原因
第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离
第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离

②硝酸比亚硝酸酸性强的原因
硝酸中N呈+5价,N-O-H中O的电子更向N偏移,导致其越易电离出氢离子
硝酸中N呈+5价,N-O-H中O的电子更向N偏移,导致其越易电离出氢离子

(6)NiO晶体结构与NaCl晶体类似,其晶胞的棱长为a cm,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为
2
2
a
2
2
a
cm(用含有a的代数式表示).
在一定温度下NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图),可以认为氧离子作密致单层排列,镍离子填充其中,列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为
1.83×10-3
1.83×10-3
g (氧离子的半径为1.40×10-10m)

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(1)第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与单晶硅相似.Ga原子的电子排布式为
 
.在GaN晶体中,每个Ga原子与
 
个N原子相连,与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为
 
.在四大晶体类型中,GaN属于
 
晶体.N元素原子的价层电子的轨道表示式为
 

(2)人工模拟酶是当前研究的热点.有研究表明,化合物X可用于研究模拟酶,当其结合精英家教网或C
(Ⅰ)如下图(Ⅰ表示化合价为+1)时,分别形成a和b:
精英家教网
①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有
 
键的特性.
②C、N、H、O四种元素的电负性由小到大的顺序为
 
.C与O构成的常见的CO2的电子式为
 
.写出N与O形成和CO2的等电子体物质的化学式为
 

③微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用,比较a和b中微粒间相互作用力的差异
 

(③a中微粒间相互作用为分子间氢键和范德华力,b中是配位键)

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