高中化学 23_1 离子键 鲁科版选修3

1、1,2,3,1.离子键的形成 一般而言,电负性较小的金属元素的原子容易失去价电子形成阳离子,电负性较大的非金属元素的原子容易得到电子形成阴离子。当这两种原子相互接近到一定程度时,容易发生电子得、失而形成阴、阳离子,阴、阳离子通过静电作用离子键形成稳定的化合物。 成键原子所属元素的电负性差值越大,原子间越容易发生电子得失,形成离子键。一般认为,当成键原子所属元素的电负性差值大于1.7时,原子间才有可能形成离子键,1,2,3,2.离子键的实质 在离子化合物中,可近似地将阴、阳离子看做球体。根据库仑定律,阴、阳离子间的静电引力(F)与阳离子所带电荷(q+)和阴离子所带电荷(q-)的乘积成正比,与阴、

2、阳离子的核间距离(r)的平方成反比。 离子键实质是阴、阳离子间的静电作用,当静电作用中同时存在的引力和斥力达到平衡时,体系的能量最低,形成稳定的离子化合物,1,2,3,3.离子键的特征 离子键没有方向性和饱和性,因此以离子键相结合的化合物倾向于形成晶体,使每个离子周围排列尽可能多的带异性电荷的离子,达到降低体系能量的目的,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,探究一 离子键的实质 从核外电子排布的理论思考:离子键的形成过程中,如何度量阴、阳离子间静电力的大小?库仑力的表达式:F= (k为比例系数) 提示：体系的能量与核间距之间的关系如图所示。 (r为核间距,E为体系的能量) 由图中可知

3、,当r逐渐减小至r0时,阴、阳离子靠静电相互吸引,体系的能量E减小,体系趋于稳定,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,当r=r0时,E有极小值,此时体系最稳定,表明形成离子键。 当r由r0继续减小时,E急剧上升。因为阴、阳离子彼此再接近时,电子云之间的斥力急剧增加,导致体系的能量骤然上升。 因此,离子相互吸引,保持一定距离时,体系最稳定,这就意味着形成了离子键,即离子化合物中,阴、阳离子依靠静电作用,形成化学键离子键,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,离子键 (1)定义:阴、阳离子形成稳定化合物的静电作用,叫做离子键。 (2)成键的粒子:阴、阳离子。 (3)成键的性质:静

4、电作用。 这种静电作用不是静电引力而是指阴、阳离子之间异性电荷间的静电引力与电子与电子之间、原子核与原子核之间的斥力处于平衡时的总效应。 阴、阳离子所带电荷越多,静电作用越强;阴、阳离子核间距越大,静电作用越弱,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,4)成键条件,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,5)离子键的本质(成键原因): 原子相互得、失电子形成稳定的阴、阳离子。 离子间吸引与排斥处于平衡状态。 形成离子键后体系的总能量降低。 阴、阳离子间的静电引力(F)与阴、阳离子所带电荷(q+、q-)及阴、阳离子的核间距离(r)的关系:F= ,k为比例系数。 (6)离子键的存在:离

5、子化合物中一定存在离子键。常见的离子化合物有:强碱,如NaOH、KOH、Ba(OH)2、Mg(OH)2也是离子化合物;绝大多数盐有例外,如PbCl2、(CH3COO)2Pb等;活泼金属的氧化物,如Na2O、Na2O2、K2O、MgO等。AlCl3为共价化合物,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,7)用电子式表示离子化合物的形成过程。如,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,例题1】 能证明NaCl为离子化合物的依据是() A.NaCl溶液容易导电 B.NaCl溶液呈中性 C.熔融态的NaCl可以导电 D.NaCl溶于水可以电离出Na+和Cl- 解析：区分共价化合物和离子化合物

6、的依据就是看其熔融态是否导电,而不能看溶液是否导电,因为有一些共价化合物的水溶液也导电,如HCl等。 答案：C 方法技巧熔融状态下能导电的化合物是离子化合物,熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,变式训练1下列说法中正确的是() A.离子化合物中可能含有共价键 B.极性分子中只有极性键 C.金属元素原子和非金属元素原子之间只能形成离子键 D.由非金属元素组成的化合物只能是共价化合物 解析：离子化合物中的阴、阳离子为原子团时,原子团中一定含共价键,如Na2O2中O与O之间是共价键,而共价化合物中只含共价键。分子的极性与分子构型有关,如H2O2为极性

7、分子,但含有OO非极性键。金属元素原子与非金属元素原子间形成共价键的例子很多,如AlCl3。大多数铵盐中无金属元素,但却属于离子化合物。 答案：A,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,探究二 离子键的特征 图1是氯化钠的晶体结构模型,图2是氯化铯的晶体结构模型,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,与共价键相比,离子键为什么没有方向性和饱和性? 提示：(1)离子键没有方向性的原因:离子键的实质是静电作用,离子的电荷分布通常被看成是球形对称的,因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关,即相对于共价键而言,离子键是没有方向性的。 (2)离子键没有饱和性的原因:在离

8、子化合物中,每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少,取决于阴、阳离子的相对大小。只要空间条件允许,阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围,阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围,以达到降低体系能量的目的,所以离子键是没有饱和性的,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,一、离子化合物的性质与离子键的关系 离子化合物在晶体、熔融状态或溶液中都是以离子的形式存在的。因此,形成离子键的阴、阳离子的性质在很大程度上决定着形成离子键的强弱,而离子键的强弱在很大程度上决定着离子化合物的性质。 离子键的强度遵循库仑定律F= (k为比例系数),由此可见,离子的电荷、离子的半径是影响离子键强弱

9、的重要因素。 离子半径越小,离子键键能就越大;离子所带电荷越多,离子键键能就越大。离子键键能的大小决定着离子化合物在固态时的熔、沸点的高低,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,二、离子键与共价键的比较,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,例题2】 下列关于离子键特征的叙述中,正确的是 () A.一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关,故离子键无方向性 B.因为离子键无方向性,故阴、阳离子的排列是没有规律的、随意的 C.因为氯化钠的化学式是NaCl,故每个Na+周围吸引一个Cl- D.因为离子键无饱和性,故一种离子周

10、围可以吸引任意多个带异性电荷的离子,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,解析：离子键的特征是无方向性和饱和性。因为离子键无方向性,故带异性电荷的离子间的相互作用与其所处的方向无关,但为了使物质的能量最低,体系最稳定,阴、阳离子的排列是有规律的,而不是随意的;离子键无饱和性,体现在每个离子周围可以尽可能多地吸引带异性电荷的离子,但也不是任意的,每个离子周围吸引带异性电荷的离子的多少主要取决于阳离子与阴离子的半径比,如NaCl晶体中,每个离子周围吸引六个带异性电荷的离子,而在CsCl晶体中,每个离子周围吸引八个带异性电荷的离子,其原因在于 答案：A,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即

11、时检测,易错警示离子键不具有饱和性是相对的,只有在空间条件允许的前提下,离子才将吸引尽可能多的带异性电荷的离子排列在其周围,因此,每种化合物的组成和结构是一定的,而不是任意的,探究一,探究二,问题引导,名师精讲,即时检测,变式训练2NaF、KI、MgO均为离子化合物,现有下列数据,据此判断这三种化合物熔点高低的顺序()(导学号52720019,A.B. C.D. 解析：离子化合物中,离子所带电荷数越多、离子半径越小,离子键越强,其熔、沸点就越高。因为r(F-)r(I-)、r(Na+)r(K+),所以NaF的离子键较KI的强,NaF的熔点比KI的高;MgO由半径小、电荷数多的离子(Mg2+、O2

12、-)构成,离子键很强,所以它为高熔点物质,常用作耐火材料。 答案：B,探究一,探究二,即时检测,1.在体操运动员上器械前,举重运动员举杠铃前,都会在手掌心上抹一种白色的粉末,还在器械上也抹一些。这种白色粉末是“镁粉”,主要成分是碳酸镁。“镁粉”的功能是吸汗,保持手的干燥,增加和器械之间的摩擦力,以免打滑和脱杠。下列说法不正确的是() A.碳酸镁是离子化合物 B.MgCO3高温分解生成的MgO是离子化合物 C.碳酸镁是只由离子键形成的离子化合物 D.氧化镁是只由离子键形成的离子化合物 解析：绝大多数的盐以及活泼金属的氧化物都是离子化合物,因此A、B是正确的。碳酸镁中除了离子键,还有碳和氧之间的共

13、价键,故C说法不正确。 答案：C,探究一,探究二,即时检测,2.下列说法正确的是() A.离子化合物中一定不含共价键 B.共价化合物中一定不含离子键 C.两种元素组成的化合物中一定不含非极性键 D.只有活泼的金属与活泼的非金属化合时,才能形成离子键 解析：离子化合物中可能有共价键,但共价化合物中一定不含离子键;Na2O2中存在非极性键,NH4Cl等存在离子键。答案为B。 答案：B,探究一,探究二,即时检测,3.下列物质中,不含离子键的是() NH4HCO3NH3BaSO4CuSO45H2O Ba(OH)2H2SO4 A.B. C.D. 答案：D,探究一,探究二,即时检测,4.在下列各对化合物中,化学键类型相同的是() A.HCl和MgCl2 B.H2O和CO2 C.CO2和NaCl D.F2和NaF 解析：活泼的金属与活泼非金属元素原子之间形成的化学键一般是离子键,如:Na+、Mg2+与F-、O2-、Cl-之间的化学键是离子键;非金属元素原子之间形成的化学键是共价键,如:HCl、H2O、CO2 、F2中存在的化学键都属于共价键。 答案：B,探究一,探究二,即时检测,5.氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物,它与水作用可产生NH3。请回答下列问题: (1)Na3N的电子式为 ,该化合物只含键。 (2)Na3N与水