30. 电子式的书写及分子间作用力 精细梳理 一．电子式的概念及书写技巧 1. 电子式的概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。 【温馨提示】元素符号周围标明元素原子的最外层电子，每个方向不能超过 2 个电子。当最外层电子数小于或 等于 4 时以单电子分布，多于 4 时多出部分以电子对分布。 2. 电子式的书写 (1)原子的电子式：书写主族元素原子的电子式，直接用“·”或“×”把最外层电子一一表示出来即可 氢原子 氯原子 氮原子 钠原子 氧原子 钙原子 (2)简单阳离子(单核)的电子式：简单阳离子的电子式就是离子符号本身，不需标示最外层电子 钠离子 Na ＋ 锂离子 Li 镁离子 铝离子 Mg2＋ Al3＋ ＋ (3)简单阴离子(单核)的电子式：在书写电子式时，不但要表达出最外层所有电子数(包括得到的电子)，而且还 应用“[　]”括起来，并在“[　]”右上角标出“n－”以表示其所带的电荷。 Cl－ O2－ S2－ N3－ (4)原子团的电子式：作为离子的原子团，无论是阴离子，还是阳离子，不仅要画出各原子最外层的电子，而且 都应用“[　]”括起来，并在“[　]”右上角标明电性和电量。 NH4+ OH－ H3O+ O22－ S22－ C22－ (5)离子化合物的电子式： 离子化合物的电子式由阳离子的电子式和阴离子的电子式组成的， 对于化合物是 由多种离子组成的物质，相同离子间要隔开排列，注意相同的离子不能合并 CaO K2S CaF2 NaOH NaH CaC2 Na2O2 FeS2 NH4Cl NH5 Mg3N2 Na3N Al2S3 (6)离子键的形成(离子化合物的形成过程)：离子键的形成用电子式表示式时，前面写出成键原子的电子式，后 面写出离子化合物的电子式，中间用一箭头“→”连起来即可。 (7)共价化合物的电子式(共价分子)：共价化合物分子是由原子通过共用电子对结合而形成的，书写电子式时， 应把共用电子对写在两成键原子之间，然后不要忘记写上未成键电子。 结构式：用一根短线表示一对共用电子对的式子叫做结构式。(未成键的电子不用标明) 分子 Cl2 O2 N2 H2O CH4 CO2 H2O2 HClO CCl4 BF3 PCl3 PCl5 电子式 结构式 分子 电子式 结构式 分子 电子式 结构式 (8)共价键的形成 (共价分子的形成过程)：共价键的形成用电子式表示时，同样是前面写出成键原子的电子式 ， 后面写出共价分子的电子式，中间用一箭头“→”连起来即可。 二．分子间作用力与氢键 1. 分子间作用力(范德华力)及其对物质性质的影响 (1)定义：把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，又称范德华力。 (2)证明分子间作用力的存在：降低气体的温度时，气体分子的平均动能逐渐减小。随着温度降低，分子间的 距离逐渐减小，最后凝聚在一起，形成液态或固体。在这个过程中，分子由不规则运动的混乱状态转变为有规 则排列，这个事实证明分子间存在着相互作用。 (3)主要特征 ① 广泛存在于分子之间。 ② 只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力，如固体和液体物质中。 ③ 分子间作用力的能量远远小于化学键。 ④ 由分子构成的物质，其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力的大小决定。 (4)范德华力对物质性质的影响：范德华力影响物质的物理性质，主要包括熔点、沸点。一般来说，对于组成 和结构相似的物质，相对分子量越大，范德华力越大，克服范德华力所需消耗的能量越大，物质的熔、沸点就 越高 2. 氢键及其对物质性质的影响 (1)氢键的形成：当氢原子与非金属性很大的 F、O、N 原子形成 H—F、H—O、H—N 共价键时，由于 F、O、N 的非金属性比氢大得多，致使这些共价键的电子对会强烈的偏向 F、O、N 原子的一边，会使 F、O、N 原子带 有“少量的负电荷”，而氢原子带有“少量的正电荷” (2)氢键的定义：由已经与非金属性很强的原子(N、O、F)形成共价键的氢原子(例如，水分子中的氢)与另一个 分子中非金属性很强的原子(例如，水中的氧)之间的作用力。氢键是比分子间作用力强的分子间作用，但它不 是化学键，仍属于分子间作用力的范畴 (3)氢键表示方法：X—H…Y（X、Y 可相同或不同，一般为 F、O、N）“—”表示共价键，“…”表示氢键 如：HF 分子间的氢键可表示为：F—H…F—H (4)氢键对物质性质的影响 ① 分子间有氢键的物质熔化或汽化时，除了要克服纯粹的分子间作用力外，还必须提高温度、额外地提供一份 能量来破坏分子间的氢键，所以这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高。例如， HF、H2O、NH3 沸 点反常。 ② 溶解性：若溶质分子和溶剂 H2O 分子之间可以形成氢键，则物质的溶解度增大。例如， NH3 极易溶于水就是 因为 NH3 分子与 H2O 分子之间形成氢键，还有水以乙醇可以任意比例互溶 3. 化学键、分子间作用力和氢键的比较 相互作用 化学键 分子间作用力 存在范围 相邻原子(离子)之间 分子之间 作用力比 强 很弱 氢键 某些含强极性键氢化物分子之间 (如 HF、H2O、NH3 等) 比化学键弱，比分子间作用力强 较 影响范围 物质的物理性质及化学性质 物质的物理性质 物质的物理性质 三．化学键与化学反应 1. 化学键与化学反应：旧化学键的断裂和新化学键的形成是化学反应的本质，是反应中能量变化的根本。 2. 物质的溶解或熔化与化学键变化 (1)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。 (2)共价化合物的溶解过程 ① 有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如 CO2 和 SO2 等。 ② 有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价 键 被破坏，如 HCl、H2SO4 等 ③ 某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。 (3)单质的溶解过程：某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如 Cl2、F2 等 3. 化学键对物质性质的影响 (1)对物理性质的影响：金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强， 破坏时需消耗很多的能 NaCl 等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高 (2)对化学性质的影响：N2 分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2 很稳定，H2S、HI 等分子中的共价键 较弱，故它们受热时易分解 4. 化学键的存在 5. 键的强弱与成键粒子的关系 (1)离子键的强弱与阴、阳离子半径大小以及电荷数的多少有关 。离子半径越小，电荷数越多，其离子键的作 用就越强 (2)共价键的强弱与成键双方原子核间距有关。原子半径越小，原子间核间距就越小，共价键就越牢固，作用 就越强 (3)离子键的强弱影响该离子化合物的熔、沸点、溶解性等；共价键的强弱往往会影响分子的稳定性或一些 物质熔、沸点的高低。