物质结构（原创）
冯建设 一、备考目标：
1.理解离子键、共价键的涵义；了解化学键的概念；
2.理解键的极性和分子的极性及判断,记好范德华力的意思,了解氢键。
3.几种晶体（离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体）的结构及其性质。 二、要点精讲 1.原子组成和结构
原子核：质子（Z）、中子（A－Z）
AZ原子
X 核外电子（Z）
原子：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数 质量数（A）=质子数（Z）＋中子数（N） 离子：阴离子 质子数＜核外电子数
阳离子 质子数＞核包外电子数 2、同位素
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。 同一元素的同位素：
①化学性质基本相同；②各自所占的原子个数百分比保持一定。 核外电子排布
3、核外电子运动特征：电子云
多电子原子里，电子分层排布：K、L、M、N、O、P、Q……； 电子按能量由低向高依次从内层向外层排布；
2
每个电子层所能容纳的电子不超过2n个；最外层电子不能超过8个；次外层电子不能超过18个；倒数第三层电子不能超过32个。
4、表示原子结构的方法
①原子结构示意图；②离子结构示意图；③电子式：原子、分子、离子化合物、共价化合物；④结构式。
化学键
在原子结合成分子时，相邻的两个或多个原子（离子）之间的强烈的相互作用，叫做化学键。化学反应的过程，本质上是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
⑴概念
离子键 使阴阳离子结合成化合物的静电作用（平衡、多角） 化学键 非极性键 （同种原子形成，共用电子对不偏移） 共价键 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 极性键 （不同种原子间形成，电子对发生偏移） ⑵比较 键型 离子键 共价键 联系 成键方式 离子键 共价键 存在范围 离子化合物 离子、共价化合物 成键粒子 阴阳离子 原子 离子键是最强的极性键，非极性键是最弱的极性键 ⑶化学反应过程键及能量变化 化学反应过程=破坏旧键过程（消耗能量）+形成新键过程（释放能量）
6.化学键与物质类别关系规律
(1)只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如：I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。
(2)只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物。如：HCl、NH3、SIO2、CS2等。
(3)既有极性键又有非极性键的物质，如：H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。
(4)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如：Na2S、CSCl、K2O、NaH等。
(5)既有离子键又有非极性键的物质，如：Na2O2、Na2Sx、CaC2等。 (6)由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：NH4Cl等。 (7)由强极性键构成但又不是强电解质的物质：HF。
(8)只含有共价键而无范德华力的化合物，如：原子晶体SIO2、SIC等。 (9)无化学键的物质：稀有气体，如氩等。 7.物质熔沸点高低比较规律
(1)不同晶体类型的物质的熔沸点高低顺序一般是：原子晶体＞离子晶体＞分子晶 体。同一晶体类型的物质，则晶体内部结构粒子间的作用越强，熔沸点越高。
(2)原子晶体要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成的共价键的键长越短，
键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
(3)离子晶体要比较离子键的强弱。一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越强，其离子晶体的熔沸点就越高，如熔点：MgO＞MgCl2＞NaCl＞CsCl。
(4)分子晶体：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔沸点越高，如：熔沸点：O2＞N2，HI＞HBr＞HCl。组成和结构不相似的物质，分子极性越大，其熔沸点就越高，如熔沸点CO＞N2。在同分异构体中，一般地说，支链数越多，熔沸点越低，如沸点：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷；同分异构体的芳香烃及其衍生物，其熔沸点高低顺序是邻＞间＞对位化合物。
(5)金属晶体中金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔沸点就越高。
(6)元素周期表中第ⅦA族卤素的单质(分子晶体)的熔沸点随原子序数递增而升高；第IA
族碱金属元素的单质(金属晶体)的熔沸点随原子序数的递增而降低。 8．各类晶体主要特征 类型 比较 构成晶体微粒 形成晶体作用力 熔沸点 物理硬度 性质 导电性 离子晶体 原子晶体 共价键 很高 大 分子晶体 分子 低 小 不良 金属晶体 金属阳离子、自由电子 有高、有低 有高、有低 良导体 阴、阳离子 原子 离子键 较高 硬而脆 范德华力 微粒间的静电作用 不良（熔融或水绝缘、半溶液中导电） 导体 传热性 延展性 溶解性 不良 不良 不良 不良 不良 不良 极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂中 P4、干冰、硫 良 良 一般不溶于溶剂，钠等可与水、醇类、酸类反应 易溶于极性溶不溶于剂，难溶于有机任何溶溶剂 剂 典型实例 NaOH、NaCl 金刚石 钠、铝、铁 在离子晶体、原子晶体和金属晶体中均不存在分子，因此NaCl、SiO2等均为化学式。
只有分子晶体中才存在分子。
三、知识点小结
1.判断化学键的类型；
2.用电子式表示化学键形成的过程；
3.判断共价键的极性、分子的极性和分子构型； 4.根据晶体结构比较晶体的有关性质； 5.根据晶体的性质，推断晶体类型； 6.分析晶体中的粒子数及空间结构。 典题分析： 例1．（08全国Ⅰ卷）下列化合物，按其品体的熔点由高到低排列正确的是（ ） A．SiO2 CaCl CBr4 CF2 B．SiO2 CsCl CF4 CBr4 C．CsCl SiO2 CBr4 CF4 D．CF4 CBr4 CsCl SiO2
解析：物质的熔点的高低与晶体的类型有关，一般来说：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体；即：SiO2＞CsCl＞CBr4、CF4。当晶体的类型相同时，原子晶体与原子半径有关；离子晶体与离子的半径和离子所带的电荷有关；分子晶体当组成和结构相似时，与相对分子质量的大小有关，一般来说，相对分子质量大的，熔点高，即CBr4＞CF4。
答案：A。 例2、（08全国Ⅰ卷）下列各组给定原子序数的元素，不能形成原子数之比为1∶1稳定．．化合物的是（ ）
A．3和17 B．1和8 C．1和6 D．7和12
解析：此题应根据已知的原子序数确定对应的元素，然后根据常见的物质进行判断。选项A中可形成LiCl；选项B中可形成H2O2；选项C中可形成C2H2；选项D中可形成Mg3N2。
答案：D。 例3．（08全国Ⅰ卷）下列叙述中正确的是（ ） A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C．HF、HCl、HBr、Hl的稳定性依次增强 D．CS2、H2O、C2H2都是直线型分子
解析：分子的极性一般与物质的空间结构有关，空间结构对称，这属于非极性分子，反之属于极性分子，对于ABn分子，其经验规则是中心原子A的化合价的绝对值若等于最外层电子数，则属于非极性分子，反之属于极性分子。当然根据分子的极性也可以判断它的空间结构。键的极性只与是否属于同种非金属有关，而物质的稳定性当结构相似的条件下，与原子半径有关。所以选项A中CO2属于非极性分子；选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性减弱；选项D中的H2O属于V型结构。
答案：B。
例4．（08广东卷）2007年诺贝尔化学奖得主Gerhard Ertl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于202Pt的说法正确的是（ ）
78A． 202Pt和198Pt的质子数相同，互称为同位素
7878B． 202Pt和198Pt的中子数相同，互称为同位素
7878C． 202Pt和198Pt的核外电子数相同，是同一种核素
7878D． 202Pt和198Pt的质量数不同，不能互称为同位素
7878解析：同位素定义：质子数相同，中子数不同的核素称为同位素。 答案：A 例5．（08四川卷）下列说法中正确的是( )
A．离子晶体中每个离子的周围均吸引着6个带相反电荷的离子
B．金属导电的原因是在外加电场的作用下金属产生自由电子，电子定向运动 C．分子晶体的熔沸点低，常温下均呈液态或气态 D．原子晶体中的各相邻原子都以共价键相结合 解析：选项A中离子晶体中每个离子周围吸引带相反电荷的离子与离子半径有关，如一＋－
个Cs可同时吸引8个Cl；选项B中金属内部的自由电子不是在电场力的作用下产生的；选项C中分子晶体的熔沸点很低，在常温下也有呈固态的，如S，属于分子晶体，但它在常温下为固态。
答案：D。 例6、（2007江苏4）下列说法正确的是［ ］ A．原子晶体中只存在非极性共价键 B．稀有气体形成的晶体属于分子晶体 C．干冰升华时，分子内共价键会发生断裂
D．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
解析：原子晶体中有的只含有非极性共价键，如金刚石、晶体硅，多为单质；也有含极性键的，如SiO2，BN等，A不正确。干冰升华是物理性质中状态的改变，变化的是分子间的距离，分子内的共价键没有断裂。D项中常见的反例为AlCl3，由金属和非金属构成的共价化合物，注意由非金属构成的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。
答案：B 例7、（2007上海15）下列有关化学键与晶体结构说法正确的是 A 两种元素组成的分子中一定只有极性键 B 离子化合物的熔点一定比共价化合物的高 C 非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 D 含有阴离子的化合物一定含有阳离子 解析：本题考查的是化学键知识。两种元素组成的分子中也可以有非极性键，如双氧水，故A错；晶体熔沸点顺序一般为:原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，共价化合物多数是分子晶体，但也有些是原子晶体如二氧化硅，故B错；非金属元素组成的化合物多数是共价化合物，但也可以形成离子化合物，如铵盐，故C错；由电荷守恒可只，D正确。
答案：D
例8.下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是（ ）
A. D3O B. Li C. OD D. OH
解析：对于中性微粒，质子数等于电子数；对于阳离子，由于失电子，造成质子数大于电子数；对于阴离子，质子数小于电子数。“电子数大于质子数”的只可能为C、D，但能满足“质子数大于中子数”的只有D。
答案：D
例9. 下列说法中正确的是（ ）
A. 氢键是一种强度介于离子键和共价键之间的化学键 B. 所有物质中都存在化学键
C. 含有极性键的分子一定是极性分子 D. 含有离子键的化合物一定是离子化合物 解析：此题考查晶型与键型之间的关系。（特例验证法）
A项：氢键不是化学键，化学键有：离子键、共价键、金属键三种，则A错误；B项：惰性单质是单原子分子，只存在分子间作用力，分子内部没有化学键，则B错误；C项：CH4是含有极性键的非极性分子，所以此说法错误；D项：含有离子键的化合物一定是离子化合物，则D正确。
答案：D。
例10.下列说法错误的是（ ） A. 原子晶体中只存在非极性共价键
B. 分子晶体的状态变化，只需克服分子间作用力 C. 金属晶体通常具有良好的导电、导热和延展性 D. 离子晶体在熔化状态下能导电
解析：原子晶体中，有的是单质，原子间存在非极性共价键；有的是化合物，原子间存在极性共价键。分子晶体微粒间只存在分子间作用力。金属晶体内存在自由电子，因而能导电、导热，并具有延展性。离子晶体在熔化状态下，离子能自由移动，因而能导电，答案为A。
答案：A
例11. 下图是氯化铯晶体的晶胞结构示意图（晶胞是指晶体中最小的重复单元），其中黑球表示氯离子、白球表示铯离子。已知晶体中2个最近的铯离子的核间距离为a cm，氯化铯的摩尔质量为M g/mol，则氯化铯晶体的密度为（ ）
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A.
2Mg/cm3 3NAa B.
Mg/cm3 32NAaMg/cm3 C. 3NAa
Ma3D. g/cm3
NA3
3
解析：以小立方体为研究对象：体积为a cm，铯离子个数为
高三一轮复习教案——基本概念和基本理论：物质结构(原创)
