3.1 原子间的相互作用
【学习目标】
1. 了解元素的原子可能通过不同的途径、不同的方式构建成性能各异的物质。
2. 知道物质的组成，结构决定了性质。
3. 了解化学键的概念和化学键的种类。
【学习内容】
Ⅰ相关知识回顾
1. 原子结构。
原子是由原子核和核外电子两大部分组成。原子核带正电荷，核外电子带负电荷。
2. 日常生活知识。
不同首饰的硬度，不同工具、不同物质的硬度等。
3. 化学式。
氯化钠中氯和钠的个数比为1:1.氯气分子是由两个氯原子构成的，水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。
4. 同素异形体。
由同一种元素形成的结构不同的单质互称为同素异形体。例如：金刚石和石墨都是由碳元素形成的单质，但它们的结构不同，它们之间互称为同素异形体。臭氧和和氧气都是由氧元素组成的单质，但是氧气是双原子分子，臭氧是三原子分子，它们的结构不同，它们之间也互称为同素异形体。由于同素异形体的结构不同，它们之间的转化属于化学变化。同素异形体应具有不同的物理性质。
Ⅱ新知识点讲解
一、物质
思考：构成物质世界的元素只有100多种，但这些元素的原子构成的物质却高达3000多万种，为什么？
由于原子间的结合方式多种多样，即使相同的一些原子，可以通过不同的结合方式，都成多种物质。
想一想：根据你的了解，仅由碳元素组成的物质有哪些？
我们在初中化学中已经学过，金刚石和石墨是同素异形体，它们都是只有碳元素组成的，但它们的性质不完全相同，是两种不同的物质。这是由于碳元素的原子间结合的方式不同，组成了性质不同的物质。
只有碳元素组成的物质除金刚石和石墨外，还有许多物质，如C32、C50、C60、C70、C78、C84、C90、C94、C540等足球烯系列的单质。
试列举一些例子，说明原子间结合成物质的方式不一定相同？
二氧化碳在常温下是气体，而组成与二氧化碳相近的二氧化硅却是坚硬的固体，说明二氧化碳和二氧化硅的结合方式是不同的。
还有哪些因素导致物质众多？
相同的元素组成的化合物也可能很多。如碳和氢元素组成了如CH4、C2H6、C2H4、C2H2等许多物质。
结论：各种元素的原子可能通过不同的途径，不同的方式构建成性能各异的物质。二、化学键
探究：原子间可能存在哪些作用？
提示：当两个原子距离较远时，可能存在哪些作用？
当两个原子距离较近时，可能存在哪些作用？
解析：当两个原子间距离较远时，由于一个原子的原子核和另一个原子的核外电子是带异种电荷的，故主要体现为相互吸引；当两个原子间距离较近时，由于两个原子的原子核或两个原子的核外电子带同种电荷，故主要表现为相互排斥。
结论：当两个原子的距离保持一定时，相互吸引与相互排斥的作用处于平衡，形成稳定的物质。
查阅资料，物质内部使各原子结合成一个稳定的整体的一系列的相互作用称什么？
结论：这种作用称为化学键。
化学键的概念：分子或晶体中直接相邻的原子间的强烈的相互作用。
想一想：分子或晶体中不直接相邻的原子间有没有相互作用？
解析：要回答这个问题，我们不妨举一个例子。水是由许许多多的水分子组成的。一个水分子中两个氢原子与一个氧原子之间存在着强烈的相互作用，这种相互作用称为化学键。但一个水分子中的两个氢原子之间、两个水分子之间的原子间也都存在着一定的作用，不过，这种作用很微弱，不能称为化学键。故分子或晶体中不直接相邻的原子间也有相互作用。
查阅资料，化学键主要分哪些类型？
中学中涉及到的化学键有三种基本类型：离子键、共价键和金属键。
规律方法总结
为什么各种物质具有不同的硬度？
物质的硬度与组成物质的元素有关，也与这些元素原子间的相互作用的方式和作用强弱有关。
同是碳元素组成的金刚石和石墨，硬度差异竟会这么大？金刚石和石墨硬度不同就是碳原子排列方式和作用强弱不同引起的。
课堂例题讲解
例1 用A.质子数B.中子数C.核外电子数D.最外层电子数E.电子层数。填写下列各空格。
（1）原子种类由_____________决定。
（2）元素种类由_____________决定。
（3）元素有同位素由_____________决定。
（4）相对原子质量由_____________决定。
（5）元素的原子半径由_____________决定。
（6）元素的化合价主要由_____________决定。
（7）元素的化学性质主要由_____________决定
（8）核电荷数由_____________决定。
例2 由同一种元素组成的不同物质，它们的硬度是否相同，必须在理解的基础上牢记。
例3 不同物质产生硬度的差异的可能原因有哪些？
课堂练习
1. 下列各项中与物质硬度无关的是（）
A.物质的颜色
B.构成物质的原子间的作用方式
C.物质的组成元素
D.构成物质的原子间相互作用的强弱
2. 某元素的相对原子质量为59，在某氧化物中该元素的质量分数为71%。则它在该氧化物中的化合价是（）
A. +1
B. +2
C. +3
D.+4
3.设X、Y、Z分别代表三种元素。已知：① X+和Y-两种离子具有相同的电子层结构；
② Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9；③ Y和Z两种元素可以形成四核42个电子的负一价阴离子。据此，请填空：
（1） Y元素是________,Z元素是_______。
(2) 由XYZ三种元素所形成的含68个电子的盐类化合物的化学式是_______。
4. 最近，科学家研制得到一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式是C60。下列关于这种物质的说法正确的是（）
A. C60是一种新型的化合物
B. C60和石墨都是碳的同素异形体
C. C60的硬度比金刚石硬
D.C60的摩尔质量为720
