研究四种作用力 搞好五类晶体复习
2014-11-12 14:54阅读：
在中学化学中，常说的四种作用力是指共价键、离子键、金属键、分子间作用力。学好这四种作用力，对五种晶体的结构和性质理解具有十分重要的作用。
一、四种作用力对比
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共价键
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离子键
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金属键
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分子间作用力
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对象
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原子
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阴离子、阳离子
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金属阳离子、自由电子
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分子
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相似点
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共用电子对的电性作用
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异性电荷的电性作用
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电子与阳离子的电性作用
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分子间电性作用
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区别点
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作用力强
方向性、饱和性
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作用力较强
密堆积
作用力从低到高跨度大
密堆积
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作用力较弱
氢键有方向性和饱和性
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考查方向
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键的极性、配位键、σ键、π键
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晶格能
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金属晶体物理性质
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范德华力、氢键
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二、要点分析
1、
共价键
共价键是原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用。
按成键方式分为σ键（“头碰头”）、π键（“肩并肩”）；按键的极性分为极性键和非极性键。利用共价键可以形成稳定的分子或原子间构成稳定的原子晶体。一般来说，构成共价键的原子半径越小，键长就越短，共价键的键能就越大，形成的分子就越稳定，但分子晶体的熔沸点不受共价键影响；构成的原子晶体的硬度就越高，熔沸点就越高。
配位键是由一方单独提供电子而两个原子共用形成的共价键。
2、
离子键
离子键是由阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键。
离子键是由活泼金属元素（或铵根离子）和活泼非金属元素（或酸根离子）之间形成的。只要含有离子键的化合物就是离子化合物。阴、阳离子之间通过离子键形成的晶体为离子晶体，硬度较高、脆性大、熔沸点较高。
阴、阳离子的半径越小，所携带电荷越多，静电作用力就越大，离子键就越强，这样的离子晶体硬度大、熔点高。
3、金属键
金属键是指金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用。
金属键没有方向性、饱和性，所以金属晶体采取密堆积形式。金属晶体是由金属原子的部分或全部外围电子因受原子核的束缚较弱从原子上“脱落”下来，形成自由电子，从而在自由电子与金属阳离子之间形成作用力。
金属晶体的导电性、导热性、延展性、金属光泽都与自由电子的存在有关。金属阳离子的半径越小、所带电荷越多，金属键越强，金属的熔点就越高。
4、分子间作用力
分子间作用力是在分子晶体中普遍存在的一种作用力，它是能把分子聚集在一起的作用力，普遍存在的是范德华力，没有方向性也没有饱和性。对于组成和结构相似的分子来说，一般随相对分子质量的增大而分子间作用力增大。当氢原子与电负性较大的原子相遇时就可能形成作用力较大的氢键，有方向性和饱和性，还能存在于分子内，对物质的熔沸点、溶解性、电离等有较大影响，也是冰的密度小与水的密度的原因。
5、五种晶体的作用力对比
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原子晶体
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离子晶体
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金属晶体
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分子晶体
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石墨晶体
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作用力
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共价键
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离子键
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金属键
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范德华力、
氢键
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共价键、
范德华力
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作用力强弱
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很强
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较强
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范围大
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较小
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同层很强、
层间较弱
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熔沸点判断
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半径越小越高
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半径越小、电荷越多越高
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半径越小、电荷越多越高
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有氢键的高于无氢键的
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很高
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三、例题
例1、下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是
A．SiO
2 CsCl
CBr
4
CF
4
B．SiO
2
CsCl
CF
4 CBr
4
C．CsCl
SiO
2 CBr
4
CF
4
D．CF
4
CBr
4 CsCl
SiO
2
解析：SiO
2是原子晶体，具有很高的熔沸点；CsCl是离子晶体，具有较高的熔沸点；CBr
4
、CF
4是分子晶体，它们的熔沸点较低，CBr
4的相对分子质量比CF
4大，分子间作用力要大，熔沸点要高。
答案：A
例2、美国《科学》杂志报道：在40GPa高压下，用激光器加热到1800K，人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断中不正确的是
A、原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，有很大的硬度
B、原子晶体干冰易气化，可用作制冷材料
C、原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料
D、每摩尔原子晶体干冰中含4molC—O键
解析：原子晶体干冰具有原子晶体的特点：硬度大、熔沸点高，有原子通过共价键形成，没有单个分子存在，由C—O—C构成，每个C形成4条共价键。所以不会易气化。
答案：B
四、解题规律：
晶体熔沸点与作用力比较
1、
一般而言对不同种类型的晶体熔沸点：原子晶体〉离子晶体〉分子晶体
（金属晶体的熔沸点差别很大，有的很高如钨，有的很低如汞；石墨的熔点高于金刚石的熔点，因为共价键强）
2、
同种类型的晶体
（１）
原子晶体：原子半径越小，共价键的键长越短，键能越大，熔点越高。
如：金刚石＞
碳化硅＞
晶体硅
（２）
离子晶体：取决于晶格能，晶格能与阴阳离子所带的电荷成正比，而与半径成反
比。
例如： MｇO＞
NａCｌ
（３）
分子晶体：对于组成和结构相似的分子晶体，随着相对分子量的增大，分子间作用力增大，熔沸点越高。（含有氢键的明显高于同组其它化合物H
2O＞H
2S）
（４）金属晶体：金属离子的半径越小，阳离子所带的电荷越高，金属键越强。
