6.常常用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键。氢分子和氯化氢分子可分别表示为H-H和H-Cl,而水分子可表示为H-0-H。依次类推,"="表示原子间共用两对电子.
5.共价键的特征(选考内容):
(1)共价键的饱和性:
每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的,因此在共建键的形成过程中一个原子含有几个未成对电子,通常就能与其他原子的未成对电子配对形成共价键。也就是说,一个原子所形成的共价键的数目不是任意的,一般受未成对电子数目的限制,这就是共价键的饱和性。共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系.
例如H2O分子的形成:氧原子的最外层有两个未成对电子,因此一个氧原子能与两个氢原子共用两对电子形成共价键,所以.分子中氢原子和氧原子的个数比为2:1。
(2)共价键的方向性:
在原子轨道中,除s轨道是球形对称的外,其他原子轨道在空间都有一定的分布特点。在形成共价键时,原子轨道重叠越多,电子在核间出现的概率就越大,所形成的共价键就越牢固。因此,在可能情况下,共价键的形成将沿着原子轨道最大重叠的方向进行,这就是共价键的方向性。共价键的方向性决定了分子的立体构型。
4.共价键的本质:高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用是共价键的本质
3.形成共价键的条件:同种或不同种的原子相遇时,若原子的最外层电子排布未达到稳定状态,则原子间通过共用电子对形成共价键。
2.成键元素:通常电负性相同或差值小的非金属元素原子形成的化学键为共价键。结果是使每个原子都达到8或2个电子的稳定结构,使体系的能量降低,达到稳定状态。
1.共价键的概念:原子之间通过共用电子形成的化学键称为共价键。
1. 化学键:相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用。
注意:(1)化学键定义中的原子是广义上的原子,既包括中性原子,也包括带电原子或原子团(即离子);(2)化学键定义中“相邻”“强烈的相互作用”是指原子间紧密的接触且能产生强烈电子与质子、电子与电子、质子与质子间的电性吸引与排斥平衡作用。物质内不相邻的原子间产生的弱相互作用不是化学键;(3)化学键的形成是原子间强烈的相互作用的结果。如果物质内部相邻的两个原子间的作用很弱,如稀有气体原子间的相互作用,就不是化学键。它们之间的弱相互作用叫做范德瓦尔斯力(或分子间作用力)。
化学键的常见类型:离子键、共价键、金属键。
2.碳的氧化物(CO、CO2)性质的比较:(表18-3)
氧化物 |
一氧化碳 |
二氧化碳 |
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物理性质 |
无色无味气体、有毒、难溶于水,能与人体中血红蛋白迅速结合,是一种严重的大气污染物 |
无色略带酸味气体,无毒,能溶于水,固态时俗称“干冰”。
是产生温室效应的气体之一。 |
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化学性质 |
1. 可燃性 2. 还原性:(CuO、Fe2O3、H2O反应) 3. 不成盐氧化物 |
1. 不能燃烧 2. 与C、Mg等反应,表现氧化性 3. 酸性氧化物(与碱反应) |
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实验室制法 |
HCOOH --→ CO↑ + H2O |
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ |
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收集方法 |
排水法 |
向上排空气法 |
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检验方法 |
点燃后在火焰上分别罩上干燥的烧杯和沾有澄清石灰水的烧杯 |
使澄清石灰水变浑浊 |
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用途 |
燃料、化工原料 |
化工原料、灭火等 |
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相互转化 |
C + CO2 = 2CO (高温) 2CO + O2 = 2CO2(点燃) |
例题2:除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)。写出所加试剂或方法,并写出相关反应的化学方程式
物质 |
试剂(或方法) |
化学方程式 |
CO(CO2) |
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CO2(CO) |
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Fe2O3(SiO2) |
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1.碳单质:
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(2)化学性质:①C + O2 = CO2 ②2C + O2 = 2CO ③C+4HNO3(浓)=CO2↑+ 4NO2↑
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+ 2H2O ④ C + 2CuO = 2Cu + CO2↑⑤ C + CO2 = 2CO ⑥ 2C + SiO2 = Si + 2CO↑
2.碳的同素异形体的比较:(表18-2)
同素异形体 |
金刚石 |
石墨 |
C60 |
晶体结构 |
正四面体,空间网状结构的原子晶体 |
平面层状正六边形结构,层与层之间以分子间作用力结合 |
分子内碳碳之间以共价键结合成空心笼状结构,由20个六边形和12个五边形构成的20面体 |
主要物理性质 |
熔沸点高、硬度极大,难溶于溶剂,不能导电、无色透明的晶体 |
熔点很高,深灰色、质软有滑腻感,易导电的片状固体 |
灰黑色固体 |
物理性质不同的原因 |
结构不同,碳原子的排列方式不同 |
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化学性质 |
相同 |
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用途 |
钻具、装饰品 |
电极、润滑剂、耐火材料 |
超导、磁性、光学、催化、材料、生物方面有优异的性能 |
碳元素不仅可以形成多种同素异形体,而且还可以形成多种无机化合物和有机化合物,是形成化合物种类最多的元素。
例题1:(1)质量相等的石墨与足球烯(C60)所含质子数( )
A.前者多 B. 相等 C. 后者多 D. 无法确定
(2)设计一个实验证明金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的。
答案:(1)B (2)分别将三种物质在氧气充足的条件下燃烧,若三者产生的都是无色无味的气体且将所得气体通入澄清石灰水中,若气体都使澄清的石灰水变浑浊,则说明它们都是由碳元素组成的。
解析:(1)等质量的石墨与足球烯含有相同物质的量碳原子,所含质子数也相等
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