基礎(chǔ)化學(xué)(二)教學(xué)CH1物質(zhì)構(gòu)造

1、高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義第一章物質(zhì)構(gòu)造1-1八隅體與路易斯結(jié)構(gòu)高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、八隅體規(guī)則一、八隅體規(guī)則(一)價(jià)電子：原子核外的最外層電子稱為價(jià)電子，價(jià)電子易參與化學(xué)反應(yīng)，且同族元素具有相同的價(jià)電子數(shù)。(二)元素的電子點(diǎn)式：以元素符號(hào)表示元素原子核及其內(nèi)層電子，用 表示原子價(jià)殼層的電子，稱為電子點(diǎn)式。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、八隅體規(guī)則一、八隅體規(guī)則1.下表為週期表中第一週期至第四週期A 族元素的電子點(diǎn)式：高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、八隅體規(guī)則一、八隅體規(guī)則2.由原子的電子點(diǎn)結(jié)構(gòu)可得知該元素有多少個(gè)價(jià)電子，以及這些價(jià)電子中有多少個(gè)是成對(duì)的。例如：氯有三對(duì)成對(duì)的電子與一個(gè)未成

2、對(duì)的電子，碳有四個(gè)未成對(duì)的電子。3.成對(duì)的價(jià)電子相當(dāng)穩(wěn)定，通常不會(huì)與其他原子結(jié)合。而未成對(duì)的電子，常有強(qiáng)烈的趨勢(shì)要參與化學(xué)結(jié)合。本章中所討論的化學(xué)鍵，都是由未成對(duì)的價(jià)電子間互相共享或得失電子而形成的。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、八隅體規(guī)則一、八隅體規(guī)則(三)八隅體規(guī)則1.路易斯發(fā)現(xiàn)惰性氣體在常溫下為單原子狀態(tài)，不與其他原子反應(yīng)，此特殊的穩(wěn)定在與其價(jià)殼層電子完全填滿有關(guān)。惰性氣體除了氦（He）2 個(gè)電子外，其餘皆有8 個(gè)價(jià)電子，稱為八隅體。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、八隅體規(guī)則一、八隅體規(guī)則2.原子藉著電子的得失或共用，滿足其最外層的電子排列，與鄰近的惰性氣體一樣擁有8 個(gè)價(jià)電子，而形成穩(wěn)定

3、的粒子，稱為八隅體規(guī)則。例1：氫分子高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、八隅體規(guī)則一、八隅體規(guī)則例2：氟化氫分子高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義例3：水分子一、八隅體規(guī)則一、八隅體規(guī)則高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、八隅體規(guī)則一、八隅體規(guī)則由上可知，氫原子僅能提供1 個(gè)電子和其他原子共用結(jié)合；氟原子也僅能提供1 個(gè)電子與其他原子共用結(jié)合。第二週期元素與氫或氟結(jié)合的化合物表如下：高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(一)路易斯結(jié)構(gòu)的表示法1.以元素符號(hào)周圍加上點(diǎn)的符號(hào)，來(lái)表示原子結(jié)合時(shí)價(jià)殼層的電子分布，稱為電子點(diǎn)式，現(xiàn)通稱為路易斯結(jié)構(gòu)。2.路易斯結(jié)構(gòu)中，兩原子間共用的價(jià)電子對(duì)稱為鍵結(jié)電子對(duì)，原子的價(jià)殼層上未參與鍵結(jié)的電

4、子對(duì)稱為未鍵結(jié)電子對(duì)或是孤電子對(duì)。例如水的路易斯結(jié)構(gòu)：二、路易斯結(jié)構(gòu)二、路易斯結(jié)構(gòu)高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義3.鍵結(jié)電子對(duì)常用短線表示：(1)用一條短線 表示共用一對(duì)電子，稱為單鍵。如(2)用兩平行短線= 表示共用二對(duì)電子，稱為雙鍵。如(3)用參平行短線 表示共用三對(duì)電子，稱為參鍵。如二、路易斯結(jié)構(gòu)二、路易斯結(jié)構(gòu)高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(二)常見(jiàn)分子或離子的化學(xué)式、結(jié)構(gòu)式及路易斯結(jié)構(gòu)式表示法二、路易斯結(jié)構(gòu)二、路易斯結(jié)構(gòu)高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(二)常見(jiàn)分子或離子的化學(xué)式、結(jié)構(gòu)式及路易斯結(jié)構(gòu)式表示法二、路易斯結(jié)構(gòu)二、路易斯結(jié)構(gòu)高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義1.當(dāng)兩個(gè)原子結(jié)合成穩(wěn)定的粒子時(shí)，原子之

5、間必有相互作用力存在，這種原子與原子間的吸引力稱為化學(xué)鍵。2.形成化學(xué)鍵時(shí)，必有能量的釋出；破壞化學(xué)鍵時(shí)，則需吸收能量，此一能量稱為化學(xué)鍵能。3.通?；瘜W(xué)鍵的鍵能約在1001000 kJ/mol，化學(xué)鍵包括離子鍵、共價(jià)鍵及金屬鍵。三、化學(xué)鍵三、化學(xué)鍵高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義試以路易斯電子點(diǎn)式表示下列各原子或離子：Cl F Na N Na+ Cl 。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義解析：路易斯電子點(diǎn)式：以元素符號(hào)表示元素原子核及其內(nèi)層電子，以點(diǎn)表示外層價(jià)電子，成對(duì)或不成對(duì)電子分別點(diǎn)在元素符號(hào)四周。由上可知同一族元素其價(jià)電子數(shù)相同，其電子點(diǎn)式亦相同，如高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義試寫出氯化鎂的電子點(diǎn)式表

6、示法及化學(xué)式。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義解析：化學(xué)式可按照下列步驟書寫：Cl為非金屬，Mg為金屬，它們形成的鍵結(jié)為離子鍵。Mg 的電子排列為（2，8，2），容易失去二個(gè)電子成為Mg2+，Cl的電子排列為（2，8，7），希望得到一個(gè)電子成為Cl。寫出不帶電的化學(xué)式，應(yīng)由一個(gè)鎂離子和二個(gè)氯離子組成電中性的物質(zhì)，其化學(xué)式為MgCl2。1. 寫出化合物之電子點(diǎn)式：高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義試寫出氟化氮的化學(xué)式及其電子點(diǎn)式的表示法。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義解析：氟化氮的化學(xué)式，可依下列步驟完成。N 為非金屬，F(xiàn) 亦為非金屬，它們的鍵結(jié)為共價(jià)鍵。N 的電子排列為（2，5），若得到3個(gè)電子可形成鈍氣組態(tài)。

7、F 的電子排列為（2，8，7），需要1個(gè)電子方可形成鈍氣組態(tài)。每個(gè)氮原子必須和三個(gè)氟原子共用電子，故其化學(xué)式為NF3。1. 其電子點(diǎn)式可表示為：高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義第一章物質(zhì)構(gòu)造1-2離子化合物高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、離子鍵一、離子鍵(一)離子鍵的形成離子鍵是由於組成原子間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，形成陰離子與陽(yáng)離子，藉著陰陽(yáng)離子間的靜電引力而相互吸引結(jié)合而成的化學(xué)鍵。今以氯化鈉為例，說(shuō)明如下：高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、離子鍵一、離子鍵(一)離子鍵的形成金屬鈉原子易失去1 個(gè)電子，形成鈉離子；非金屬氯原子容易得到1 個(gè)電子，形成氯離子，鈉離子與氯離子藉靜電引力結(jié)合形成離子鍵。高中基礎(chǔ)化學(xué)(

8、二)領(lǐng)航講義(二)離子的特性帶電的原子或原子團(tuán)稱為離子，可分為單原子離子及多原子離子。1.單原子離子：(1)活性大的金屬元素（如IA、IIA 及IIIA 部分元素），易失去電子形成帶正電荷的陽(yáng)離子，這些陽(yáng)離子都具有和前一週期惰性氣體相同的電子分布，如：一、離子鍵一、離子鍵高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(2)活性大的非金屬元素（如VIIA、VIA 及氮、磷），易得到電子形成帶負(fù)電荷的陰離子，這些陰離子都具有和同一週期惰性氣體相同的電子分布，如：一、離子鍵一、離子鍵高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(3)單原子離子的電荷數(shù)與週期表的關(guān)係：一、離子鍵一、離子鍵高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義2.多原子離子：(1)常見(jiàn)

9、的多原子離子：有些為陰離子，如氫氧根離子（OH）、硝酸根離子（NO3）、碳酸根離子（CO32）、硫酸根離子（SO42）、磷酸根離子（ PO43）等；有些為陽(yáng)離子，如銨根離子（ NH4+）。(2)多原子離子內(nèi)的原子多藉共價(jià)鍵互相結(jié)合，但是陰陽(yáng)離子間則以離子鍵結(jié)合。一、離子鍵一、離子鍵高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、離子鍵一、離子鍵(三)離子鍵的形成與能量的關(guān)係1.電量為e的兩個(gè)正負(fù)離子由無(wú)窮遠(yuǎn)處逐漸靠近至距離為r 時(shí)，庫(kù)侖引力造成兩個(gè)電荷間能量降低，如下圖(A)所示。這個(gè)引力位能會(huì)隨距離縮短而降低。離子鍵形成時(shí)作用力與能量的關(guān)係高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、離子鍵一、離子鍵(三)離子鍵的形成與能量

10、的關(guān)係2.當(dāng)兩個(gè)離子相當(dāng)靠近而使外圍電子開始占據(jù)相同空間時(shí)，排斥力就會(huì)產(chǎn)生，而且這個(gè)排斥力會(huì)隨著距離的縮短而急遽增大，如下圖(B)所示。離子鍵形成時(shí)作用力與能量的關(guān)係高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、離子鍵一、離子鍵(三)離子鍵的形成與能量的關(guān)係3.由於兩個(gè)離子的淨(jìng)位能是吸引位能與排斥位能的總和，如下圖(C)所示。當(dāng)淨(jìng)位能最低時(shí)，兩個(gè)離子間的距離r0。即是形成離子鍵最穩(wěn)定的距離，這距離也就是離子鍵的鍵長(zhǎng)。離子鍵形成時(shí)作用力與能量的關(guān)係高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性(一)離子晶體的形成1.離子晶體是陽(yáng)離子及陰離子的三次元排列，在任何晶體中，離子的特性排列都顯示，須

11、使相異電荷離子間引力作用力為最大，而相同電荷離子間的相斥作用力為最小，晶體中各離子都被相反電荷離子所包圍。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性(一)離子晶體的形成2.在氯化鈉晶體中（如下圖），每個(gè)Na+ 被6 個(gè)Cl 包圍，每個(gè)Cl 也與6 個(gè)Na+ 相鄰而成。陽(yáng)離子與陰離子的交錯(cuò)排列，使得位能達(dá)到最低。氯化鈉晶體高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性(一)離子晶體的形成3.離子化合物的化學(xué)式常以構(gòu)成離子的種類與最簡(jiǎn)整數(shù)比來(lái)表示，因此離子化合物只以簡(jiǎn)式表示而沒(méi)有分子式，如下表所示。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、離子化合物的特性二、離子化

12、合物的特性(二)離子化合物的特性1.離子化合物中各離子的性質(zhì)與其單獨(dú)存在的元素、性質(zhì)完全不同?！久鳌柯然c是鈉也是氯，是一堆鈉子與氯子共同形成的獨(dú)特物質(zhì)，有自己的物及化學(xué)性質(zhì)。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性(二)離子化合物的特性2.離子化合物中，離子間的靜電引力相當(dāng)強(qiáng)，而造成其特有的物理性質(zhì)如下：(1)在常溫下均為固體。(2)熔點(diǎn)及沸點(diǎn)均甚高。(3)固態(tài)不導(dǎo)電、熔融態(tài)（液態(tài)）或溶於水（水溶液）能導(dǎo)電?！久鳌?1.子固體之正、負(fù)子被束縛在晶格上，無(wú)法自由移動(dòng)，故子固體是熱和電的導(dǎo)體。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性【明】2.子

13、固體熔化時(shí)子鍵被破壞，形成可自由移動(dòng)的正、負(fù)子，具有導(dǎo)電性。3.鍵能E 在同晶形下：(1)q1、q2愈大，鍵能愈強(qiáng)（q1、q2分別為陽(yáng)子與陰子所帶的電）。(2)r表鍵長(zhǎng)，鍵長(zhǎng)愈短，鍵能愈大（r鍵=r+（陽(yáng)子半徑）+ r（陰子半徑）。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、離子化合物的特性二、離子化合物的特性【明】4.子固體MX(s)溶於水時(shí)與水分子產(chǎn)生水合作用，形成水合子M+(aq)、X(aq)（如下圖），水合子可自由移動(dòng)，故能導(dǎo)電。M+和X的水合子高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(二)離子化合物的特性3.質(zhì)硬且脆，沒(méi)有延性和展性?！久鳌渴┘訅菏棺訉訛橐苿?dòng)，則原存在於子間的引變?yōu)槌舛咕w碎。二、離子化合物的

14、特性二、離子化合物的特性子固體遭受敲擊斷高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義下列電子排列的甲、乙、丙、丁四種元素中，哪兩者容易互相結(jié)合成離子固體？ (甲) （2，8，1）；(乙) （2，8，4）； (丙) （2，8，5）；(丁) （2，8，7）(A)丙丁 (B)乙丙(C)甲丁 (D)乙丁。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(C)。解析：由電子排列可知，甲、乙、丙、丁分別為Na、Si、P、Cl。金屬性顯著的元素與非金屬性顯著的元素可互相結(jié)合成離子固體，所以甲與丁易形成KCl 離子化合物。非金屬性顯著的元素間易形成共價(jià)分子，如丙與丁形成PCl3，乙與丁形成SiCl4 等。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義下列有關(guān)氯化鈉晶體

15、的敘述，何者正確？NaCl 分子是氯化鈉晶體的最小單位晶體中的Na+ 與Cl 的電子數(shù)，恰好一樣多 晶體中的Na+ 與Cl 均擁有惰性氣體原子的電子數(shù)目 氯化鈉晶體中異電荷離子的靜電引力恰等於同電荷離子的靜電斥力，故十分穩(wěn)定。 【91 學(xué)測(cè)】高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(C)。解析：(A)氯化鈉為離子化合物，不是分子；NaCl 為簡(jiǎn)式，不是單獨(dú)分子。(B)Na+有10 個(gè)電子，Cl有18 個(gè)電子。(C)Na+與惰性氣體Ne 有相同的電子數(shù)；Cl與惰性氣體Ar 有相同的電子數(shù)。(D)離子晶體的堆積，使異性電荷離子的靜電吸引力最大，而同性電荷離子的靜電斥力最小，能量低而安定。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講

16、義金屬性顯著的元素與非金屬性顯著的元素所形成的化合物，其特徵正確者為無(wú)一定的晶體結(jié)構(gòu)熔點(diǎn)高易形成長(zhǎng)鏈形之分子常溫時(shí)即可導(dǎo)電，溫度升高導(dǎo)電度降低熔融時(shí)可導(dǎo)電。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(B) (E) 。解析：1.金屬與非金屬元素間易形成離子化合物。2.離子晶體具有下列幾項(xiàng)特質(zhì)：(1)離子晶體具有一定的結(jié)晶面及一定晶形。(2)純的離子晶體，一般為透明無(wú)色，但有下列三種情形時(shí)， 晶體可能具有顏色： 含過(guò)渡元素的離子晶體如KMnO4（紫），CuSO45H2O（藍(lán)），K2Cr2O7（橙色）； 含有雜質(zhì)可能有顏色； 結(jié)晶缺陷可能有顏色。(3)熔、沸點(diǎn)很高。(4)固態(tài)不導(dǎo)電，熔融或水溶液可導(dǎo)電。(5)質(zhì)硬且

17、脆，無(wú)延性和展性。(A)離子固體有一定晶形及晶面。(C)離子晶體是連續(xù)的主體結(jié)構(gòu)，無(wú)分子存在。(D)離子化合物常溫時(shí)為固體，固態(tài)時(shí)不能導(dǎo)電。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義已知各離子的半徑如下：Na+ 0.095 nm，K+ 0.103 nm，Mg2+ 0.065 nm，Ba2+ 0.135 nm，F(xiàn) 0.136 nm，I 0.216 nm，O2 0.140 nm（1 nm=109m），則下列離子鍵能的大小比較，何者正確？(A) MgOBaO(B) MgONaF(C) KFNaF(D) NaIKI(E) NaFBaO。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(A) (B) (D) 。解析：電量為q1、q2 的兩個(gè)

18、正負(fù)離子，由無(wú)窮遠(yuǎn)處靠近至距離為 r 時(shí)，庫(kù)侖引力造成兩個(gè)電荷間能量降低 ，此放出能量愈大，則鍵能亦愈大。. 。由上表知，離子鍵的強(qiáng)度由以下兩項(xiàng)因素共同決定：離子所帶電荷數(shù)愈多，離子鍵愈強(qiáng)。鍵長(zhǎng)（半徑和）愈大，離子鍵愈弱。所以離子鍵強(qiáng)度：MgOBaONaFKFNaIKI。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義第一章物質(zhì)構(gòu)造1-3共價(jià)化合物高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)(一)共價(jià)鍵的形成兩個(gè)結(jié)合原子藉電子對(duì)的共用，而使各原子達(dá)成穩(wěn)定鈍氣組態(tài)。由於兩原子間共用的電子同時(shí)受到兩原子核所吸引，而使原子結(jié)合在一起。此種利用電子共用而結(jié)合的鍵結(jié)稱為共價(jià)鍵。今以力與能量觀點(diǎn)說(shuō)明H

19、2共價(jià)鍵之形成（如下圖：高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)氫原子形成氫分子時(shí)作用與能的關(guān)係高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)1.兩氫原子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，兩氫原子無(wú)交互作用，此時(shí)位能訂為0。2.兩氫原子由無(wú)窮遠(yuǎn)處靠近時(shí)，原子核與電子間的引力大於原子核間及電子間的斥力，系統(tǒng)位能降低。3.當(dāng)兩原子核間相距74 pm 時(shí)，位能達(dá)最低點(diǎn)，為436 kJ/mol，此時(shí)氫分子（H2）最穩(wěn)定。(1)兩原子核間的平均距離74 pm，稱為鍵長(zhǎng)。(2)降低能量436 kJ/mol，稱為鍵能。4.若兩原子繼續(xù)靠近，此時(shí)斥力引力，位能急遽上升，使氫分

20、子趨於不穩(wěn)定。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)(二)共價(jià)鍵的性質(zhì)1.非金屬原子與非金屬原子結(jié)合時(shí)，容易形成共價(jià)鍵結(jié)。2.由於鍵結(jié)原子對(duì)共用電子對(duì)吸引程度的異同，可將共價(jià)鍵分為非極性鍵與極性鍵。(1)非極性鍵：相同兩非金屬原子鍵結(jié)時(shí)，共用電子對(duì)被兩個(gè)相同的原子均等共用，此種均等共用電子對(duì)的共價(jià)鍵稱為非極性鍵。例如：氫分子中，兩個(gè)氫原子核吸引鍵結(jié)電子對(duì)的能力相同，形成共價(jià)鍵的電子在氫原子核間均等共用，如右圖所示。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)(2)極性鍵：兩不同非金屬原子鍵結(jié)時(shí)，共用電子對(duì)被兩個(gè)原子不均等共用，電子偏向?qū)?/p>

21、電子吸引力較大的原子，這種電子分布不均勻、不對(duì)稱的共價(jià)鍵，稱為極性鍵。例如：在氟化氫分子中，氟原子核對(duì)共價(jià)鍵電子對(duì)吸引的能力比氫原子大，使得共價(jià)鍵的電子在兩個(gè)鍵結(jié)原子核間形成電荷分布不均勻。接近氟原子核的一端電子分布較多，帶部分負(fù)電荷，以表示；在靠近氫原子核的一端電子分布較少，帶部分正電荷，以+表示。部分電荷分離的現(xiàn)象稱為極性，此種電荷分布不均的共價(jià)鍵，稱為極性鍵，通常以向量表示（如上圖）。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)一、共價(jià)鍵的形成與性質(zhì)3.兩鍵結(jié)原子吸引共用電子對(duì)的能力相差愈大者，其鍵極性就愈大。如：HFHOHNHC；HFHClHBrHI。原子吸引鍵結(jié)電子對(duì)的能與週期表

22、的關(guān)係：同元素，原子序增大，則漸增。同族元素，原子序增大，則漸減。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物(一)分子概說(shuō)1.分子是由原子所組成，是構(gòu)成物質(zhì)而具有物質(zhì)特性的最小粒子。2.分子性質(zhì)決定於組成原子的種類、數(shù)目及排列方式。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物(二)分子物質(zhì)非金屬元素間易形成分子物質(zhì)，可分為元素分子與分子化合物。1.元素分子：由一種原子所組成的分子，如：氫（H2）、氧（O2）、白磷（P4）及金剛石（C）等。2.分子化合物：由兩種或兩種以上原子所組成的分子，如：水分子（H2O）、甲烷（CH4）、葡萄糖（C6H12O6）等。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)

23、航講義二、分子化合物二、分子化合物(三)分子的路易斯結(jié)構(gòu)1.路易斯結(jié)構(gòu)的畫法：欲寫出路易斯結(jié)構(gòu)，依下列程序完成。(1)先計(jì)算化學(xué)式中各原子含有價(jià)電子數(shù)之總和，若為陽(yáng)離子需減去失去的電子數(shù)，若為陰離子需加入所得的電子數(shù)。例：PCl3：5+73=26；NH4+：5+41=8；SO42：6+64+2=32。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物(2)由化學(xué)式中各元素書寫的順序推測(cè)元素鍵結(jié)順序。例：HCN 表示H 連接C 再接N；一些帶電荷的離子如：CO32、SO42、NH4+ 等之第一個(gè)元素為中心原子，其餘為外圍鍵結(jié)原子。一般中心原子通常為價(jià)較大或氧化較高的原子。(3)中心原子與鍵結(jié)

24、原子之間，先以單鍵連接。(4)先使每一個(gè)鍵結(jié)原子完成八隅體（H 原子只需二個(gè)電子）。(5)將剩餘的價(jià)電子寫在中心原子。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物(6)若無(wú)足夠的價(jià)電子使中心原子完成八隅體，則中心原子與鍵結(jié)原子間可能有雙鍵或參鍵存在。此時(shí)可將鍵結(jié)原子上未鍵結(jié)電子對(duì)，一對(duì)或多對(duì)視情形的需要轉(zhuǎn)變成鍵結(jié)電子對(duì)，使中心原子達(dá)到八隅體。例1： HCN 路易斯結(jié)構(gòu)(1)價(jià)電子總數(shù)=1+4+5=10。(2)HCN（二個(gè)單鍵，用去四個(gè)價(jià)電子）。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物例1： HCN 路易斯結(jié)構(gòu)(3)HCN（將剩餘六個(gè)電子寫在N 上，使N 完成八隅體，H

25、只需2個(gè)，不需再另加電子）。(4)價(jià)電子用完而中心C 原子未達(dá)八隅體，尚差四個(gè)電子，因此必需移動(dòng)N 原子上兩對(duì)未鍵結(jié)電子對(duì)，作為鍵結(jié)電子對(duì)，使C 與N 之間變成參鍵，HC N ：。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物例2：ClO3路易斯結(jié)構(gòu)(1)價(jià)電子總數(shù)7+36+1=26。(2) （Cl 與三個(gè)O 形成三個(gè)單鍵，用去6 個(gè)價(jià)電子）(3)（使每一個(gè)鍵結(jié)原子O 完成八隅體，用去18 個(gè)價(jià)電子）(4)26 618= 2 。將剩餘的2 個(gè)電子，寫在中心Cl原子上，Cl 原子恰符合八隅體高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物2.原子數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)亦相同的分子或離子

26、互稱為等電子體，具有等電子體的分子或離子其路易斯結(jié)構(gòu)相同，如：N2、CO、CN 皆為兩個(gè)原子的價(jià)電子總數(shù)為10 的等電子體，其路易斯結(jié)構(gòu)分別為：N N 、：O：、：CN： 。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物(四)極性分子與非極性分子1.非極性分子：分子中各鍵鍵極性的向量和為零，此分子不具極性，是為非極性分子。例如二氧化碳為一直線形分子，兩鍵鍵極性大小相等，方向相反，互相抵消，故向量和為零，是非極性分子，如下圖所示。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物2.極性分子：分子中各鍵鍵極性向量和不為零，此分子具有極性，是為極性分子。例如：水分子中，每一個(gè)氫氧鍵都有

27、相當(dāng)大的鍵極性，因?yàn)闅渑c氧對(duì)共用電子吸力差異很大，且水分子形狀是彎曲的，所以兩個(gè)鍵極性不像CO2分子可以互相抵消，氫氧鍵鍵極性向量和即為整個(gè)水分子的極性，如右圖所示。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物3.電子不均勻分布，分子就有極性，故分子的極性決定於分子中各鍵極性與分子的幾何形狀。下表列出一些常見(jiàn)分子的極性。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物(五)分子物質(zhì)的性質(zhì)1.分子物質(zhì)的組成單位為分子，在分子內(nèi)原子以共價(jià)鍵結(jié)合，結(jié)合力很強(qiáng)，而分子間以微弱的分子間作用力維繫。故分子固體軟且鬆散，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低，熔融態(tài)不導(dǎo)電。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、

28、分子化合物2.分子物質(zhì)在自然界呈現(xiàn)多樣的面貌，分子量小者在常溫常壓下多呈氣體，如H2、CH4、CO、NO、NO2、N2O 、HCl、CO2等。中等分子量的有機(jī)溶劑，如環(huán)己烷（C6H12）、乙酸（C2H4O2）、乙醚（C4H10O）、苯（C6H6）等。在常溫常壓下是揮發(fā)性液體；分子量更大者，如脂肪酸（C17H35COOH）、葡萄糖（C6H12O6）、蛋白質(zhì)、核酸等，則常是非揮發(fā)性液體或固體。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物3.分子間的作用力會(huì)影響分子物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等物理性質(zhì)，一般而言：(1)分子量愈大者，分子間作用力愈大，熔、沸點(diǎn)愈高。例：沸點(diǎn)大?。毫騍8（256）磷P4

29、（124）氯Cl2 （71）氬Ar（36）；C4H10C3H8C2H6CH4。 （ ）內(nèi)表該分子物質(zhì)的分子。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義二、分子化合物二、分子化合物(2)分子是否極性：分子量相近時(shí)，極性分子的沸點(diǎn)常高於非極性分子。例：CO 與N2的分子量皆為28，但CO 的沸點(diǎn)比N2高是因?yàn)榉肿訕O性所致。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義三、網(wǎng)狀固體三、網(wǎng)狀固體原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，形成無(wú)限延伸的立體結(jié)構(gòu)者，稱為網(wǎng)狀固體。(一)網(wǎng)狀共價(jià)化合物石英的組成是二氧化矽，每個(gè)矽原子與四個(gè)氧原子以共價(jià)單鍵結(jié)合，而每個(gè)氧原子與兩個(gè)矽原子以共價(jià)單鍵結(jié)合，大量矽原子與氧原子以1：2 的比例在三度空間延伸，形成網(wǎng)狀固體。高

30、中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義三、網(wǎng)狀固體三、網(wǎng)狀固體下圖列出石英與碳化矽（俗稱金剛矽）的化學(xué)結(jié)構(gòu)。石英（ 2 SiO ）和碳化矽（SiC）的結(jié)構(gòu)高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義三、網(wǎng)狀固體三、網(wǎng)狀固體(二)網(wǎng)狀共價(jià)元素碳有多種同素異形體存在，如金剛石、石墨、富勒烯、奈米碳管等。其中富勒烯（C60）為獨(dú)立的分子，其餘皆為共價(jià)網(wǎng)狀固體。1.金剛石：(1)金剛石為三度空間網(wǎng)狀固體，每個(gè)碳原子與相鄰的四個(gè)碳原子結(jié)合成四面體的結(jié)構(gòu)。(2)共價(jià)鍵多而強(qiáng)且緊密，故硬度是所有已知物質(zhì)中最大的，常用來(lái)製作切割及研磨工具。(3)鍵結(jié)電子無(wú)法自由移動(dòng)，為絕緣體，且高熔點(diǎn)（3500）。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義三、網(wǎng)狀固體三、

31、網(wǎng)狀固體2.石墨：(1)石墨中的碳原子排列是層片狀結(jié)構(gòu)，同一層的每一個(gè)碳原子與相鄰的三個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合成平面三角形，在二度空間延伸成以六角形聚集的平面結(jié)構(gòu)，平面層再疊成三度空間的網(wǎng)狀晶體。(2)石墨的層片結(jié)構(gòu)中，同一層內(nèi)碳原子均以很強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合，具相當(dāng)?shù)膹?qiáng)韌性，但層與層間沒(méi)有化學(xué)鍵，作用力弱，因此層與層間容易相對(duì)滑動(dòng)，這種性質(zhì)使得石墨可用作潤(rùn)滑劑。(3)石墨為非金屬元素中唯一良導(dǎo)電的元素，常作為乾電池的電極，熔點(diǎn)高。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義三、網(wǎng)狀固體三、網(wǎng)狀固體3.奈米碳管：(1)由碳原子構(gòu)成的中空碳管，有單層及多層結(jié)構(gòu)，管徑僅有1100 nm。(2)具有許多特別的性質(zhì)，導(dǎo)電度可高於

32、銅，強(qiáng)度可高於鋼鐵，質(zhì)量輕且彈性佳，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可加工製成新的光電元件。碳的網(wǎng)共價(jià)元素的結(jié)構(gòu)高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義碳十（C60）：俗稱富烯或巴克球，由60 個(gè)碳原子以共價(jià)結(jié)合形成20 個(gè)角形和12 個(gè)五角形，外形像英式足球的分子，如右圖所示。此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)米材域的研究。碳十（富烯）的球結(jié)構(gòu)三、網(wǎng)狀固體三、網(wǎng)狀固體高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義三、網(wǎng)狀固體三、網(wǎng)狀固體(三)網(wǎng)狀固體的特性1.網(wǎng)狀固體沒(méi)有獨(dú)立的基本單位，因此常以實(shí)驗(yàn)式作為化學(xué)計(jì)量。例：石英的實(shí)驗(yàn)式為SiO2，碳化矽的實(shí)驗(yàn)式為SiC，金剛石、石墨的實(shí)驗(yàn)式皆為C。2.網(wǎng)狀固體因共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，通常熔點(diǎn)及沸點(diǎn)很高。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航

33、講義四、各款晶體的比較四、各款晶體的比較化學(xué)家依物質(zhì)形成的方式不同，將自然界晶體純質(zhì)分為四大類 網(wǎng)狀固體、離子固體、金屬固體及分子固體。各類晶體的比較列於下表：高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義下列哪一組物質(zhì)是完全由共價(jià)鍵所形成的分子？(A) NO2 、HBr、NaOH(B) CO、NH3、F2(C) CuSO4 、H2O、CH4(D) CO2、BaCl2、I2(E) NH4Cl、HCl、PH3 。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(B) 。解析：非金屬和非金屬原子間形成的分子為共價(jià)分子。(A)NaOH 為Na+ 和OH 間離子鍵所構(gòu)成，而OH中O與 H是共價(jià)鍵結(jié)合而成。(C)CuSO4為Cu2+和SO42

34、間離子鍵所構(gòu)成，而SO42 中S 與O是以共價(jià)鍵結(jié)合而成。(D)BaCl2 為Ba2+ 和Cl 間離子鍵所構(gòu)成。(E) NH4Cl為 NH4+和Cl間離子鍵所構(gòu)成，而NH4+中N與H是以共價(jià) 鍵結(jié)合而成。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義八種氮的代表性化合物：NH3、NO、NO2、N2H4、NH2OH、N2O、HNO2、HNO3，試回答下列問(wèn)題：寫出NH3 、 N2H4 、 NH2OH合理的路易斯電子點(diǎn)式。N2O、NO、HNO2、 NO2 、HNO3的電子點(diǎn)如下圖，指出何者不符合八隅體規(guī)則？高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義1. 。2. NO、NO2。解析：2. NO、NO2為奇數(shù)電子，不符合八隅體規(guī)則。高中

35、基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義右圖表示氧分子的位能隨著其原子間距離變化的關(guān)係圖，下列對(duì)於O2分子之?dāng)⑹龊握哒_？(A) O2的鍵長(zhǎng)約等於AB(B) O2的解離能約等於CD(C) O O 間距離為AC 時(shí)，氧原子間的引力小於斥力(D) O O 間距離為AB 時(shí)，氧原子間的引力恰等於斥力(E) O O 間距離小於AC 時(shí)，氧原子間的斥力隨距離減小而增加。 【84 日大】高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(B) (E) 。解析：兩原子互相靠近而位能達(dá)最低時(shí)，斥力引力，所降低的能量即為共價(jià)鍵鍵能，兩原子核間之距離，即為共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)。(A)O2的鍵長(zhǎng)AC。(C)O O間的距離AC 時(shí)，引力斥力。(D)O O間的距離AB時(shí)

36、，斥力引力。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義下列分子，何者含極性鍵的非極性分子？(A) CO(B) CO2(C) NH3(D) H2O(E) O2。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(B) 。解析：兩不同原子鍵結(jié)時(shí)，共用電子對(duì)被兩個(gè)不同原子不均等共用，這種電子分布不均勻、不對(duì)稱的共價(jià)鍵，稱為極性鍵。故(A)(B)(C)(D)皆含極性鍵。分子中各鍵極性的向量和為零，此分子不具極性，為非極性分子。極性分子非極性分子(直線分子)極性分子(角錐形分子)極性分子(角形分子)非極性分子(直線分子)高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義下列各組中二化合物沸點(diǎn)高低的比較，何者正確？N2 O2 CO N2 SiH4 CH4 (D) NH

37、3 CH4 (E) CH4 C2H6 。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(B) (C) (D) 。解析：分子量較大者，通常沸點(diǎn)數(shù)較高，若分子量相近時(shí)，極性分子比非極性分子的沸點(diǎn)略高。(A)N2（分子量28），O2（分子量32），所以沸點(diǎn) O2N2 。(B)CO（28），N2（28）；但CO為極性分 子而N2為非極性分子，所以沸點(diǎn)CO N2。(C)SiH4（32），CH4（16），所以沸點(diǎn)SiH4 CH4 。(D) NH3（17），CH4（16），又NH3為極性分子，CH4 為非極性分子，所以沸點(diǎn)NH3CH4。(E)CH4 （16）， C2H6（30），所以沸點(diǎn)C2H6CH4 。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航

38、講義下列反應(yīng)皆為吸熱反應(yīng)，何者之H 最大？(A) N2(g) 2N (g)(B) O2(g) 2O(g) (C) Cl2(g) 2Cl(g) (D) H2(g) 2H(g) 。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(A) 。解析：1.X2(g) 2X (g) ，H表示共價(jià)鍵的鍵解離能。2. 鍵解離能大小受下列兩因素的影響：(1)鍵數(shù)愈多，鍵解離能愈大。所以參鍵（NN）雙鍵 （OO）單鍵（ClCl，HH）。(2)鍵數(shù)相同，鍵長(zhǎng)愈長(zhǎng)，鍵能愈小。所以ClClHH。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義關(guān)於石墨之結(jié)晶構(gòu)造，下列選項(xiàng)哪些正確？(A)同層原子以共價(jià)單鍵結(jié)合，層與層間沒(méi)有作用力(B)每一碳原子與三個(gè)碳原子鍵結(jié)(C)

39、每一碳原子與其鄰近碳原子間之鍵角為120(D)部分價(jià)電子之狀態(tài)近於金屬晶體中之自由電子(E)為三次元網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義(B) (C) (D) 。解析：(A)同層原子以1 鍵結(jié)合，層與層間以微弱的引力相吸。(B)(C)每個(gè)碳原子與相鄰的三個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合成平面三角形，在二度空間延伸成以六角形聚集的平面結(jié)構(gòu)，平面層再疊成塊狀的外觀形狀。(D)石墨中部分價(jià)電子形成自由電子，可在層片狀中自由移動(dòng)而導(dǎo)電。(E)為二次元片狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。13高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義第一章物質(zhì)構(gòu)造1-4金屬高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、金屬鍵的形成一、金屬鍵的形成週期表中約有四分之三的元素是金屬，金屬晶體中金屬原子間的結(jié)合力稱為金屬鍵。1.金屬原子對(duì)價(jià)電子的吸引力很小，故金屬原子可視為金屬陽(yáng)離子（包括原子核及內(nèi)層電子）與自由電子（價(jià)電子）所組成的。2.金屬陽(yáng)離子按其晶體中原子堆積的方式有規(guī)則的排列。高中基礎(chǔ)化學(xué)(二)領(lǐng)航講義一、金屬鍵的形成一、金屬鍵的形成3.每一金屬原子的價(jià)電子可在整個(gè)晶體中移動(dòng)，有如金屬陽(yáng)離子浸在可游動(dòng)的電子海中，如下圖所示。