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第四章　物质结构元素周期律
第三节　化学键
第2课时　化学键和分子间作用力
课程标准 核心素养目标
1.建立化学键的概念，能基于化学键解释物质的变化及原因。
2．认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质及能量变化的主要原因。 1.证据推理与模型认知：能描述和表示化学键理论模型，指出模型表示的含义，并用模型解释和推测物质的组成、结构、性质及变化。
2．宏观辨识与微观探析：能对典型物质的粒子间相互作用进行分析，能从物质的构成粒子及相互作用角度说明物质性质的共性、差异及其原因，解释同类物质性质变化的规律。
一、化学键
1．化学键定义与分类
相邻的原子
2．化学键的形成
(1)化学键的形成与原子结构有关，主要通过原子的 的 来实现。
(2)一般的化学物质主要由 或 结合而成。
3．化学反应的实质
(1)表面上看，化学反应是反应物中的 重新组合为产物分子的一种过程。
(2)化学反应的过程，本质上是 断裂和 形成的过程。
价电子
转移
离子键
共价键
旧化学键
新化学键
原子
二、分子间作用力
1．分子间作用力
分子之间存在一种把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，最初也将分子间作用力称为范德华力。
2．对物质性质的影响
(1)范德华力比化学键弱得多，对物质的熔点、沸点等有影响。
(2)一般来说，对于组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔点、沸点越高。例如，卤素单质的沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。
3．氢键
(1)分子间形成的氢键也是一种分子间作用力，它比化学键弱，但比范德华力强。
(2)对物质性质的影响
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，消耗较多能量。水结成冰时体积膨胀、DNA的结构和生理活性等都与氢键的作用有关。
◆名师点拨
正确理解化学键的概念
(1)“相邻”是指化学键只在直接相邻的两个或多个原子之间存在。
(2)“原子”是广义的原子，可以是原子，也可以是阴、阳离子。
(3)“强烈”表明化学键是原子间较强的相互作用，原子间较弱的相互作用不是化学键。
(4)“相互作用”包括静电吸引作用和静电排斥作用。
(5)不是所有的物质中都存在化学键，如稀有气体是单原子分子，不含化学键。
◆易错警示
(1)范德华力和分子间氢键都是分子间作用力，只影响物质的物理性质，如熔点、沸点、溶解性等。
(2)物质的稳定性是化学性质，与化学键的强弱有关，与范德华力、氢键无关。
(3)相互作用的强弱：化学键＞氢键＞范德华力。
◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”)
(1)化学键是相邻原子之间的相互作用，既可以存在于分子内部，也可以存在于分子之间(　　　)
(2)化学键包括离子键、共价键和氢键三种类型(　　　)
(3)H2O的稳定性强于H2S的，其原因是H2O分子间存在氢键(　　　)
(4)非金属单质中含非极性键，稀有气体不存在化学键(　　　)
×　
√　
×　
×　
探究一 物质变化过程中粒子间作用力的变化
雪花被人们称为“冬之精灵”，科学研究发现，世界上没有两片雪花的形状完全相同。地球表面的水分经太阳光照射变成水蒸气，高空水蒸气遇到冷空气凝结成小水滴或冰晶，聚集成云，当气流承受不住水滴的质量时，它们就变成了雨雪，降落到地面。
[问题设计]
(1)液态水变成水蒸气的过程，破坏了哪些粒子间作用力？
提示：氢键、范德华力。
(2)水蒸气变成雪花的过程，是否有化学键的形成？该过程发生的是物理变化还是化学变化？
提示：没有化学键形成；发生物理变化。
提示：断裂H—O，形成H—H、O===O。
1．物质的“三态变化”
由分子构成的物质发生三态变化时，克服的是分子间作用力，无化学键被破坏。
2．化学反应过程
发生化学变化时，既有化学键的断裂又有化学键的形成。
3．离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
4．共价化合物的溶解过程
(1)有些共价化合物溶于水，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2、SO2等。
(2)有些共价化合物溶于水发生电离，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。
(3)有些共价化合物溶于水，其分子内的化学键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等，破坏的是分子间作用力。
5．单质的溶解(或熔化)过程
(1)某些活泼的非金属单质溶于水，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2等。
(2)由分子构成的固体单质受热熔化时，破坏分子间作用力，不破坏化学键。
[例1] 下列物质的变化，所克服的粒子间作用力属于同类型的是(　　)
A．干冰和碘的升华
B．NaBr和HI分别在水中电离
C．食盐受热熔化和冰受热融化
D．将氯化氢和乙醇分别加入水中
A
干冰和I2(s)的升华，均破坏分子间作用力，A符合题意；溴化钠属于离子化合物，溶解在水中克服离子键，HI属于共价化合物，溶解在水中克服共价键，B不符合题意；食盐是离子化合物，熔化时破坏离子键，冰融化时破坏分子间作用力，C不符合题意；氯化氢加入水中发生电离，会破坏共价键，而乙醇与水互溶，乙醇不能电离，属于非电解质，在水中仍以分子形式存在，所以不破坏化学键，D不符合题意。
解析：
1．在下列变化过程中，既破坏离子键又破坏共价键的是(　　)
A．加热分解KClO3 B．NaOH溶于水
C．加热分解HClO D．Na2CO3受热熔化
加热分解KClO3生成KCl和氧气，反应破坏共价键和离子键，A符合题意；NaOH溶于水，电离出钠离子和氢氧根离子，破坏离子键，B不符合题意；加热分解HClO破坏共价键，C不符合题意；Na2CO3受热熔化，破坏离子键，D不符合题意。
解析：
A
探究二 判断共价分子中原子最外层是否达到8电子稳定结构
氨硼烷(NH3·BH3)能够通过水解制氢，并可通过催化剂进行可控放氢，且具有反应条件温和、不产生CO等优点，被认为是一种安全高效、实用性强的制氢技术。少量氨硼烷可由B2H6( )和NH3在一定条件下合成：B2H6＋2NH3===2NH3·BH3。
[问题设计]
(1)试写出NH3、NH3·BH3的电子式，并判断两种分子中各原子是否达到稳定结构。
提示： ；N、B均达到8电子稳定结构，H达到2电子稳定结构。
(2)B2H6是BH3的二聚体，试写出BH3的电子式，并判断各原子是否达到稳定结构。
提示： ；H达到2电子稳定结构，B未达到8电子稳定结构。
判断分子中原子最外层是否达到8电子稳定结构的方法
(1)经验规律法：①分子中的氢原子不满足8电子稳定结构。
②一般来说，在ABn型分子中，若A原子的最外层电子数＋|A的化合价|＝8，则A原子最外层达到8电子稳定结构，B原子的判断方法相同。例如，CO2分子中，碳原子满足4＋|＋4|＝8，氧原子满足6＋|－2|＝8，故碳、氧原子最外层均达到8电子稳定结构。
(2)试写结构法：判断某分子中原子最外层是否达到8电子稳定结构，可由其结构式(或电子式)结合原子的最外层电子数进行判断。若原子的最外层电子数＋形成的共价键个数＝8，则该原子最外层满足8电子稳定结构，否则不满足。
[例2] 下列化合物中，所有原子的最外层都满足8电子稳定结构的是(　　)
A．SiCl4 B．BF3 C．H2S D．LiF
　 SiCl4中Si形成4个共价键，则Si最外层满足8电子稳定结构，Cl最外层有7个电子，形成1个共价键，则Cl最外层满足8电子稳定结构，A符合题意；BF3中B形成3个共价键，则B最外层有6个电子，B不符合题意；H2S中S最外层有8个电子，H最外层有2个电子，C不符合题意；LiF是离子化合物，由Li＋和F－构成，Li＋最外层只有2个电子，D不符合题意。
A
解析：
2．所有原子都满足最外层8电子稳定结构的化合物分子是(　　)
A．BeCl2 B．N2 C．PCl5 D．CS2
D
BeCl2中铍元素化合价为＋2，铍原子最外层电子数为2，所以2＋2＝4，铍原子不满足8电子结构；氯元素化合价为－1，氯原子最外层电子数为7，|－1|＋7＝8，氯原子满足8电子结构，A不符合题意。N2中氮原子最外层有5个电子，氮气结构式为N≡N，氮原子形成1个共价三键，每个共价键提供一个电子，所以每个氮原子周围电子数为5＋3＝8，但是N2为单质，B不符合题目要求。
解析：
解析：
PCl5中磷元素化合价为＋5，磷原子最外层电子数为5，所以5＋5＝10，磷原子不满足8电子稳定结构；氯元素化合价为－1，氯原子最外层电子数为7，|－1|＋7＝8，氯原子满足8电子稳定结构，C不符合题目要求。CS2中碳元素化合价为＋4，碳原子最外层电子数为4，4＋4＝8，分子中碳原子满足8电子结构；硫元素化合价为－2，硫原子最外层电子数为6，|－2|＋6＝8，分子中硫原子满足8电子稳定结构，D符合题意。
1．下列过程主要发生化学变化的是(　　)
A．水结成冰 B．碘的升华
C．打磨石器 D．镁的燃烧
　 从化学键角度认识化学变化，水结成冰、碘的升华，只涉及分子间作用力的变化，故属于物理变化，A、B错误；打磨石器过程中无化学键的形成，属于物理变化，C错误；镁燃烧可生成MgO，存在O2中化学键的断裂和MgO中化学键的形成，属于化学变化，D正确。
D
解析：
2．下列叙述正确的是(　　)
A．化学键是指相邻原子或离子间强烈的相互吸引作用
B．极性共价键、非极性共价键均能与离子键共存于同一化合物中
C．极性共价键是指同种元素原子之间形成的共价键
D．仅由非金属元素形成的化合物中只能存在共价键
B
解析：
化学键是指相邻原子之间强烈的相互作用，包括吸引作用和排斥作用，A错误；极性共价键、非极性共价键均能与离子键共存于同一化合物中，如Na2O2中含有离子键和非极性共价键，NaOH中含有离子键和极性共价键，B正确；极性共价键是指不同种元素原子之间形成的共价键，同种元素原子之间形成非极性共价键，C错误；仅由非金属元素形成的化合物可能含有离子键，如NH4Cl等，D错误。
3．下列物质变化过程中，只需克服分子间作用力的是(　　)
A．无水硫酸铜溶于水
B．液氯汽化
C．电解水
D．碳酸氢钠受热分解
B
解析：
4．下列说法正确的是(　　)
A．某物质的水溶液能导电，则该物质中一定含有离子键
B．MgCl2中存在共价键和离子键
C．NH3和Cl2两种分子中，每个原子的最外层都达到8电子稳定结构
D．H2S和CO2化学键类型完全相同
D
溶于水能导电的物质，可能是因为其溶于水电离出自由移动的离子，如HCl，它不含离子键，属于共价化合物；也可能是与水反应，生成电解质，发生电离，如CO2＋H2O===H2CO3，碳酸能电离，所以CO2的水溶液能导电，但是CO2属于共价化合物，不是电解质，A错误。MgCl2属于离子化合物，不含共价键，只含离子键，B错误。NH3中氢元素位于第一周期，最外层最多有2个电子，C错误。H2S和CO2均为共价化合物，均含极性共价键，D正确。
解析：
5．X、Y、Z、M、R 是核电荷数依次增加的五种短周期主族元素。M 单质可与化合物 ZYX 的溶液反应，也可与化合物 XR 的溶液反应，且均产生 X 单质。化合物 ZYX与化合物 XR 恰好完全反应后的溶液不能与 M 单质反应。下列说法正确的是(　　)
A．五种元素分别处于不同主族
B．M 与 Y、M 与 R 形成的化合物中化学键类型不同
C．简单离子半径： X< Z< M< Y< R
D．Y、R 最简单氢化物的沸点：Y＜R
B
由题给信息推知，X、Y、Z、M、R分别为H、O、Na、Al、Cl。H和Na同处于第ⅠA族，A错误；Al2O3含有离子键，AlCl3含有共价键，二者所含化学键类型不同，B正确；简单离子半径大小为H＋＜Al3+＜Na＋＜O2-＜Cl－，C错误；H2O分子间能形成氢键，HCl分子间只存在范德华力，则H2O的沸点高于HCl，D错误。
解析：

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