高中化学学案专题5第二单元第1课时离子键共价键

第二单元微粒之间的相互作用力第1课时离子键共价键一、离子键1．化学键：(1)概念：物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用。(2)分类：离子键和共价键。(3)构成物质的基本微粒提醒：并不是任何物质中都含有化学键，如稀有气体中就不存在化学键。2．离子键：(1)NaCl的形成示意图钠原子和氯原子最外层电子数分别为1和7，均不稳定。通过如图所示的得失电子后达到8电子稳定结构，分别形成Na＋和Cl－，钠离子和氯离子通过静电作用结合在一起，形成氯化钠。(2)离子键：阴、阳离子之间存在的强烈的相互作用。①成键粒子：阳离子、阴离子。②成键本质：相互作用即静电作用(包括静电引力和静电斥力)。③成键元素：一般是活泼金属元素与活泼非金属元素。④成键原因：原子间相互得失电子达到稳定结构；体系的总能量降低。3．离子化合物：(1)概念：由阴、阳离子构成的化合物。(2)常见类型①强碱，如NaOH、KOH等。②绝大多数盐，如NaCl、K2SO4等。③活泼金属氧化物，如K2O、Na2O、MgO等。(3)性质①离子化合物中离子键一般比较牢固，破坏它需要很高的能量，所以离子化合物的熔点一般较高，常温下为固体。②离子化合物在溶于水或受热熔化时，离子键被破坏，形成自由移动的阴、阳离子，能够导电。4．电子式：(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子或离子的最外层电子的式子。(2)电子式的书写：①原子Na原子：Na·，Mg原子：，S原子：·。②阳离子钠离子：Na＋，镁离子：Mg2＋。③阴离子氯离子：，硫离子：。④离子化合物氯化钠：，硫化钾：。1．Na2O、MgCl2的电子式如何表示？提示：Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－Na＋、[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))]－Mg2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－。2．(情境思考)如图形象地表示了氯化钠的形成过程。氯化钠受热熔化时，离子键是否被破坏？提示：氯化钠在受热熔化时，离子键均被破坏，形成自由移动的阴、阳离子。二、共价键1．HCl的形成：(1)图示(2)分析氢原子、氯原子各提供1个电子组成共用电子对，从而使各原子的最外层都形成稳定的电子层结构。2．共价键：(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用。(2)成键三要素①成键微粒：原子；②成键本质：共用电子对；③成键元素：一般是同种或不同种非金属元素。3．共价化合物：(1)概念：以共用电子对形成的化合物。(2)四类常见的共价化合物①非金属氢化物：如HCl、H2O等；②非金属氧化物：如CO2、SO3等；③含氧酸：如H2SO4、HNO3等；④大多数有机化合物：如甲烷、酒精等。4．共价分子的表示方法—电子式：(1)共用电子对标在成键两原子之间，且每个原子的最外层电子都标出，即使有相同的原子也不能合并。(2)写双原子分子的非金属单质的电子式时，注意共用电子对的数目和表示方法。非金属单质的电子式：Cl2：，N2：。(3)共价化合物的电子式：H2O：，CO2：__。(4)共价型分子形成过程的电子式：HCl：。1．含共价键的物质一定是共价化合物吗？提示：不一定。如非金属单质(O2、N2等)中含有共价键，但不属于化合物；某些离子化合物(如NaOH、NH4Cl等)中既含离子键，也含共价键。2．(知识关联)根据电离方程式：HCl=H＋＋Cl－，能否判断HCl分子中存在离子键？提示：不能。氯化氢属于共价化合物，分子中没有离子键。离子键1．离子键形成的根本原因：活泼金属原子失去电子后形成阳离子和活泼非金属原子得到电子后形成阴离子而达到稳定结构，两种离子以静电作用结合成化合物。2．离子键的存在：3．电子式：(1)离子化合物的电子式①阳离子电子式和阴离子电子式组合成离子化合物的电子式，书写时应注意，相同的离子不能写在一起，一般对称排列。②阳离子的电子式与其离子符号相同(原子团除外)，阴离子的电子式是在元素符号周围有8个电子(H－除外)，用方括号括住，右上角标明所带的负电荷数。阴、阳离子构成电子式时，正电荷总数等于负电荷总数。例如：NaBr：；③离子化合物中阴、阳离子个数比不是1∶1时，每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻。如：MgCl2的电子式为(2)用电子式表示离子化合物的形成过程①左侧为原子的电子式，同种原子不能合并，右侧为离子化合物的电子式，中间用“→”连接。②通常用弧形箭头表示电子转移的方向。例如，氟化钠的形成过程可用电子式表示为氯化镁、氧化钾的形成过程可表示为1．(情境应用)在中华人民共和国刚刚成立的时候，食盐工业还不发达，很多地方的人们使用粗盐作为日常生活的调味剂，但是粗盐中含泥沙，于是有人就将粗盐溶于水，过滤，将滤液蒸发，获得看上去较为干净的食盐晶体，方便日常使用。(1)上述过程中是否涉及化学变化？(科学探究与创新意识)提示：未涉及化学变化。(2)上述过程中是否涉及化学键的变化？并解释说明。(宏观辨识与微观探析)提示：涉及化学键变化。溶解时，氯化钠固体中的离子键断裂；蒸发结晶时，Na＋与Cl－间形成离子键。2．某固体化合物熔融状态导电，该化合物是否一定属于离子化合物？(证据推理与模型认知)提示：一定。在熔融时导电的化合物含离子键，一定是离子化合物。【典例】下列叙述正确的是()A．任何离子键在形成过程中必定有电子的得与失B．Na和Cs属于第ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的弱C．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所成的化学键不一定是离子键D．非金属原子间不可能形成离子键【解题指南】解答本题需要注意以下两点：(1)离子键是指带相反电荷的离子之间的相互作用，包括吸引和排斥两种力。(2)NH4Cl是由非金属元素形成的离子化合物，含有离子键。【解析】选C。通过离子间的反应直接形成的离子键没有电子的得失(如Ba2＋与SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))结合形成离子键)，A错误；Na和Cs属于第ⅠA族元素，同主族从上到下金属性增强，则Cs失电子能力比Na的强，B错误；某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键，如HCl，C正确；非金属原子间可能形成离子键，如NH4Cl中存在离子键，D错误。(1)氢元素与任何元素结合都不能形成离子键吗？提示：氢元素与活泼金属元素结合时形成离子键，如NaH存在离子键。(2)离子键可能存在于单质中吗？提示：阴、阳离子之间的静电作用力为离子键，是不同种元素之间形成的，离子键只存在于化合物中。【规律方法】离子键的三个“一定”和两个“不一定”(1)三个“一定”①离子化合物中一定含有离子键。②含有离子键的化合物一定是离子化合物。③离子化合物中一定含有阴离子和阳离子。(2)两个“不一定”①离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐都是离子化合物。②含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3。将一块普通的棉布浸在氯化铵的饱和溶液中，片刻之后，取出晾干就成防火布了。将这块经过处理的布用火柴点，不但点不着，而且还冒出白色的烟雾。氯化铵是很好的防火能手，戏院里的舞台布景、舰艇上的木料等，都经常用氯化铵处理，以求达到防火的目的。(1)氯化铵属于离子化合物还是共价化合物？提示：离子化合物。(2)你能指明氯化铵中的化学键类型吗？提示：含有离子键、共价键。共价键1．共价键、离子键的比较：离子键共价键概念使带相反电荷的阴、阳离子结合的相互作用原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用成键微粒阴、阳离子原子成键元素活泼金属元素和活泼非金属元素(铵盐除外)大多数为非金属元素成键实质阴、阳离子间的电性作用共用电子对对两原子核产生的电性作用存在范围活泼金属氧化物、强碱、大多数盐多数非金属单质、共价化合物及部分离子化合物实例CaCl2、Na2O2、NaOHCl2、CCl4、NaHCO32.常见物质的电子式：(1)非金属单质及共价化合物(2)含共价键的离子化合物(3)用电子式表示共价化合物的形成过程1．(思维升华)氯化铝的物理性质非常特殊，如氯化铝的熔点为190℃(2.02×103Pa)，但在180℃就开始升华。据此判断，氯化铝是共价化合物还是离子化合物，可以证明你的判断正确的实验依据是什么？(宏观辨识与微观探析)提示：共价化合物氯化铝在熔融状态下不导电。2．(知识关联)实验室中的碘升华、溴蒸气被木炭吸附、酒精溶于水、氯化氢气体溶于水时，共价键是否被破坏？(宏观辨识与微观探析)提示：碘升华、溴蒸气被木炭吸附、酒精溶于水共价键没有被破坏、HCl溶于水电离成H＋和Cl－，破坏了共价键。【典例】氯水中存在多种微粒，下列有关粒子的表示方法正确的是()A．氯气的电子式：Cleq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))ClB．氢氧根离子的电子式：eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))HC．HCl的电子式：Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))D．HClO的电子式：Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))O【解题指南】解答本题需注意以下两点：(1)明确物质的形成过程；(2)熟记电子式的书写。【解析】选C。氯气的电子式为eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))，A错误；氢氧根离子的电子式为[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H]－，B错误；HClO的电子式为Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))，D错误。【方法导引】常见物质所含的化学键(1)将Cl2通入石灰乳中制取漂白粉，写出氯化钙的电子式。提示：[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－Ca2＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]－。(2)用电子式表示Na2O的形成过程。提示：。某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。(1)NaN3是气体发生剂，受热分解产生N2和Na，NaN3属于离子化合物还是共价化合物？并写出N2的电子式。(2)Fe2O3是主氧化剂，与Na发生置换反应，其还原产物是什么？(3)KClO4是助氧化剂，反应过程中与Na作用生成KCl和Na2O。KClO4含有哪类化学键？并写出K的原子结构示意图。【解析】(1)NaN3是离子化合物；N2分子内含有三键，氮原子间形成三对共用电子对，其电子式为。(2)Na与Fe2O3发生置换反应，故生成的还原产物为Fe。(3)KClO4是离子化合物，含有离子键、极性共价键；K属于19号元素，原子结构示意图为。答案：(1)离子化合物(2)Fe(3)离子键、共价键三言两语话重点1．了解“三个”概念：化学键、离子键、共价键2．知道“三个一定”：(1)稀有气体一定无化学键；(2)只要有离子键一定是离子化合物；(3)熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物。3．牢记两种化合物的一般类别：(1)离子化合物：强碱，大多数盐，活泼金属氧化物。(2)共价化合物：酸、弱碱、极少数盐、非金属氧化物和氢化物。1．下列关于化学键的叙述中，正确的是()A．共价化合物中可能含离子键，离子化合物中只含离子键B．离子化合物中可能含共价键，共价化合物中不含离子键C．构成单质分子的微粒一定含有共价键D．在氧化钠中，只存在氧离子和钠离子的静电吸引作用【解析】选B。离子化合物中一定含有离子键，还可能含共价键，如NaOH，A错误；在共价化合物中不存在离子键，B正确；稀有气体分子中不存在化学键，C错误；在离子化合物中除阴、阳离子电荷之间的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用，D错误。2．(2021·长春高一检测)下列各分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构的是()A．H2OB．NH3C．CCl4 D．PCl5【解析】选C。水分子和氨分子中氢原子外层只有2个电子，A、B错误；碳原子最外层有4个电子，可与4个氯原子形成4个共价键，碳、氯原子最外层皆达到8电子结构，C正确；PCl5中磷原子最外层有5个电子，若与5个氯原子形成共价键时，磷原子最外层有10个电子，D错误。3．下列物质按只含离子键、只含共价键、既含离子键又含共价键的顺序排列的是()A．氯气、二氧化碳、氢氧化钠B．氯化钠、过氧化钠、氯化铵C．氯化钠、过氧化氢、氯化铵D．氯化钠、氦气、氢氧化钠【解析】选C。题中所述物质所含化学键类型是Cl2：只含共价键、CO2：只含共价键、NaOH：既含离子键又含共价键、NaCl：只含离子键、Na2O2：既含离子键又含共价键、NH4Cl：既含离子键又含共价键、H2O2：只含共价键、He：不含离子键也不含共价键。【补偿训练】(教材二次开发·教材习题改编)下列哪一组元素的原子间反应容易形成离子键()元素abcdefgM层电子数1234567A.a和c B．a和fC．d和g D．c和g【解析】选B。由原子a～g的M层电子数可知，M层即为原子的最外层，元素a～g均为第三周期元素，a为活泼的金属元素，f、g为活泼的非金属元素，所以a与f、a与g形成的化学键为离子键。4．下列有关电子式的叙述正确的是()A．H、He、Li的电子式分别为H·、·He·、·Lieq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))B．Na2O的电子式为Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－Na＋，H2O的电子式为H＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))]2－H＋C．氟化钙的形成过程：D．NaH的电子式为Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H]－【解析】选D。A中锂原子的电子式为Li·，A错误；H2O的电子式应为Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H，B错误；用电子式表示CaF2的形成过程应写成，C错误；氢化钠(NaH)是离子化合物，NaH的电子式为Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H]－，D正确。5.氮化钠是一种非常不稳定化合物，它是不可能用传统的固相反应制备的。2002年，马克斯·普朗克学会的DieterFischer及MartinJansen用钠及氮的原子束在液态氮冷却的低温蓝宝石上沉积出氮化钠。按性质分类，氮化钠属于碱金属氮化物，又称离子型氮化物，它的热稳定性较低。氮化钠遇水会产生NH3和NaOH。请完成下列问题：(1)写出氮化钠与水反应的方程式。该反应属于四大基本反应类型中的哪一类型？提示：Na3N＋3H2O=3NaOH＋NH3↑，复分解反应。(2)氮化钠中含有什么化学键？请写出其电子式。提示：氮化钠属于离子型化合物，含离子键。其电子式为Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))N··，·×Na＋eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))]3－Na＋。(3)请预测氮化钠加入盐酸中的产物。提示：氮化钠遇水会产生NH3和NaOH，故其在盐酸中最终生成NaCl、NH4Cl。【补偿训练】XY2的水溶液可作为保湿剂，常用于保持路面、广场的清洁和湿润。X的原子结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们的原子最外层电子数均是其电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。回答下列问题：(1)m＝________，该保湿剂的化学式为______。(2)Z、W元素的名称为__________、______。(3)下列说法正确的是__________。A．XY2和WZ2都为离子化合物B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含共价键C．H2Z比HY的稳定性强D．X的阳离子比Y的阴离子半