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专题整合
专题3
2026
内容索引
01
02
知识网络 系统构建
核心观点 素养整合
知识网络 系统构建
核心观点 素养整合
一
范德华力、氢键与共价键的比较
作用力 范德华力 氢键 共价键
概念 物质分子之间普遍存在的一种作用力 已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用
分类 — 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键
作用粒子 分子 H与N、O、F 原子
特征 无方向性和饱和性 有方向性和饱和性 有方向性(有特例)和饱和性
强度 共价键>氢键>范德华力 作用力 范德华力 氢键 共价键
影响强度的因素 ①受分子大小、分子的空间结构以及分子中电荷分布是否均匀的影响; ②组成和结构相似的分子构成的物质,相对分子质量越大,范德华力越大 对于X—H…Y,X、Y的电负性越大,Y原子的半径越小,氢键越强 成键原子半径和共用电子对数目。键长越短,键能越大,共价键越稳定
对物质 性质的 影响 ①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质; ②组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,物质的熔点、沸点逐渐升高。如CF4H2S; ②分子内存在氢键时,物质的熔点、沸点较低 共价键的键能越大,分子的稳定性越强
【例题1】 (1)元素As与N同族。预测As的氢化物的沸点比NH3的　　　　(填“高”或“低”),其判断理由是　 　 。
(2)苯胺与甲苯( )的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃),原因是
　 　 。
(3)在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2 CH3OH+H2O)所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为　　　　　　　　　,原因是
　 　。
(4)乙醇的沸点高于丙酮(H3CCOCH3),这是因为
　　　　　 　　　　　　　　　。
(5)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因:
　　　　　 　　　　　　　　　。
(6)氧元素有两种同素异形体,其中沸点高的是　　　(填分子式),原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1)低　NH3分子间存在氢键
(2)苯胺分子之间存在氢键
(3)H2O>CH3OH>CO2>H2　相同物质的量的水中氢键比甲醇中多;CO2的相对分子质量比H2的大,CO2分子间范德华力较大
(4)乙醇分子间存在氢键
(5)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高,原因是分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用力逐渐增强
(6)O3　O3的相对分子质量较大,范德华力较大
解析：(1)在氨分子间,存在氢键和范德华力,AsH3分子间只存在范德华力,所以导致AsH3的沸点低于NH3的沸点。
(2)氮原子的电负性大,苯胺分子间存在氢键,使苯胺的熔点、沸点比甲苯的高。
(3)水和甲醇常温常压下均呈液态;二氧化碳和氢气常温常压下均呈气态,根据四种物质在相同条件下的状态可以判断出水、甲醇的沸点均高于二氧化碳、氢气的沸点。由于水分子中的2个氢原子都能参与氢键的形成,而甲醇分子中只有羟基上的氢原子能够形成氢键,所以相同物质的量的水中的氢键比甲醇多,则水的沸点高于甲醇的沸点。二氧化碳和氢气都属于分子晶体,但由于二氧化碳的相对分子质量大于氢气,所以二氧化碳的沸点高于氢气的沸点。
(4)乙醇中的羟基之间可以形成分子间氢键,丙酮分子间不存在氢键,故乙醇的沸点高。
(5)相对分子质量:GeCl4(6)相对分子质量:O3>O2,则沸点:O3>O2。
二
四种典型晶体的比较
晶体类型 金属晶体 离子晶体 共价晶体 分子
晶体
性质 熔、沸点 一般较高 一般较高 很高 较低
硬度 较大 略硬而脆 很大 小
溶解性 — 多数溶于水 不溶于水 “相似相溶规则”(专题4学)
机械加工性能 良好 不良 不良 不良
导电性 固态时导电,熔化时导电 固态时不导电,熔化时、溶于水时导电 大部分固态时、熔化时都不导电 固态、液态不导电,部分溶于水导电
【例题2】 下列关于晶体的说法正确的组合是(　　)。
①组成金属的微粒是原子;
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子;
③金刚石、SiC、NaF、NaCl、H2O、H2S晶体的熔点依次降低;
④离子晶体中只有离子键,没有共价键,分子晶体中肯定没有离子键;
⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4+和12个O2-相紧邻;
⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合;
⑦晶体中分子间作用力越大,分子越稳定;
⑧氯化钠熔化时离子键被破坏。
A.①②③⑥ B.①②④
C.③⑤⑦ D.③⑤⑧
答案：D
解析：组成金属晶体的微粒是金属阳离子和自由电子,无阴离子;离子晶体内可能有共价键;SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子以共价键相结合;分子的稳定性由共价键的键能决定,与分子间作用力无关。
【例题3】 硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题:
(1)基态硅原子最外层的电子排布图(即轨道表示式)为　　　　　　　　;晶体硅和碳化硅中,熔点较高的是　　　　　　　　　(填化学式)。
(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4。SiX4的熔、沸点如表所示。
物质 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4
熔点/K 183.0 202.7 278.6 393.7
沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.7
0 ℃时,SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是　　　　　　　　(填化学式),沸点依次升高的原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：(1) 　SiC
(2)SiCl4　SiX4都是结构相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大
解析：(1)硅元素的原子序数为14,价电子排布式为3s23p2,则最外层电子的轨道表示式为 。
共价晶体的熔点取决于共价键的强弱,晶体硅和碳化硅都是共价晶体,碳原子的原子半径小于硅原子,非金属性强于硅原子,碳硅键的键能大于硅硅键、键长小于硅硅键,则碳硅键强于硅硅键,碳化硅的熔点高于晶体硅。
(2)由题给熔、沸点数据可知,0 ℃即273 K时,SiF4为气态,SiCl4为液态,SiBr4、SiI4为固态。SiX4都是结构相似的分子晶体,分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大,则SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高。

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