简单分子物质熔点低,是因为只需克服分子之间的弱作用力。离子化合物熔点高,是因为必须克服巨型晶格中相反电荷离子之间的强静电吸引力。 关键在于每种情况都要写明涉及哪种键或作用力。
本课比较键合与结构中的两个主要情形。它依赖离子的形成和共价键,并与巨型结构并行。
物质熔化时发生了什么变化?
熔化是物理变化。粒子保持原来的身份,但获得足够能量,可以互相滑过。所以问题永远是:固体里是什么把粒子固定在原位?
- 在简单分子固体中,粒子是分子,靠弱的分子间作用力维系。每个分子内部的共价键很强,但熔化时不会断开。
- 在离子固体中,粒子是晶格中的离子。每个离子被几个带相反电荷的邻居用强静电力吸引。
一个有用的趋势:卤素中,氯在室温下是气体,溴是液体,碘是固体。较大的分子通常分子间作用力较强,所以需要更多能量才能把它们分开。
写比较的步骤
- 根据题目给的数据,判断物质类型。
- 写出固体中的粒子: 分子或离子。
- 写出把粒子连在一起的是什么: 分子间作用力或离子键。
- 比较强度: 弱对强。
- 联系能量和熔点: 能量少,熔点低;能量多,熔点高。
例题详解
两种物质的数据如下。数值为练习而编。
| 物质 | 熔点 / °C | 固态导电 | 熔融导电 |
|---|---|---|---|
| P | −85 | 否 | 否 |
| Q | 780 | 否 | 是 |
判断每种物质的类型,并解释熔点的差异。
P 熔点低,两种状态都不导电,所以是简单分子物质。它的分子靠弱的分子间作用力维系,熔化时只需克服这些作用力。分子内部的共价键保持完整,所以所需能量很少。
Q 熔点高,只在熔融时导电,所以是离子化合物。它的离子靠强静电吸引力固定在巨型晶格中。要克服这些吸引力需要大量能量,所以熔点高。熔融后离子可以移动,所以导电。
要留意的错误
最常见的失误是说分子物质熔化时共价键会断开。
错误答案: “P 的熔点低,因为它的共价键很弱。”
分子内部的共价键是强的。只是熔化时断开的不是它们。
改正的方法是写明分子间作用力很弱,被克服的正是这些作用力。第二个失误是说离子键存在于分子之间。晶格里是离子,不是分子。
自我检测
先不看前文试做,再打开答案核对。
1. 水沸腾时,被克服的是共价键还是分子间作用力?
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是 H₂O 分子之间的分子间作用力。气体中的分子仍是 H₂O,所以分子内部的共价键没有断开。
2. 氯化钠的熔点远高于碘。解释原因。
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氯化钠是巨型离子晶格,Na⁺ 与 Cl⁻ 之间有强静电吸引力,需要大量能量去克服。碘是简单分子物质,只需克服弱的分子间作用力,所需能量少得多。
3. 一位学生说,熔点低的物质一定含有弱共价键。请纠正这句话。
查看答案
熔点低说明分子之间的作用力弱。分子内部的共价键仍然可以很强,因为物质熔化时它们不会断开。
下一步
接下来,解释这两类物质在导电实验中为什么表现不同:解释固态与熔融状态下的导电性。然后用键合与结构练习题组一起检测五节课的内容。
总把错误的键安在错误物质上的学生,通常需要一套清晰的固定步骤,我们的老师会在化学线上一对一补习中和你一起建立。