化学必修2学案专题一第二单元第1课时离子键

第二单元微粒之间的相互作用力1654年格里克在德国马德堡做了著名的马德堡半球实验，16匹马居然没有把两个合在一起的抽空空气的铜球拉开！当原子和原子结合为分子时，原子之间存在着强烈的相互作用——化学键，化学反应中要拆开原子间的化学键就如同马德堡半球实验那样难！什么是化学键？常见的化学键有哪些？让我们一起走进第二单元——微粒之间的相互作用力。1．知道构成物质的微粒之间存在不同的作用，认识化学键和分子间作用力。2．知道离子键、共价键及其形成，知道离子化合物、共价化合物。知道离子、分子、原子可以分别构成离子晶体、分子晶体、原子晶体。3．了解有机化合物中碳的成键特点和成键方式。4．学习用电子式表示离子键、共价键以及离子化合物、共价分子；会用结构式表示共价键以及共价分子。了解可以用球棍模型、比例模型表示分子结构。第1课时离子键一、离子键1．形成(1)实验探究(2)形成过程2．概念及其理解(1)定义：带相反电荷离子之间的相互作用。(2)成键粒子：阴离子和阳离子。(3)成键本质：阴、阳离子间的静电作用。(4)成键元素：活泼金属元素和活泼非金属元素。二、离子化合物1．定义：阴、阳离子间通过离子键构成的化合物叫做离子化合物。2．离子化合物包括以下几大类。(1)大多数盐：如NaCl、CaCO3、KNO3等。(2)强碱：如KOH、Ba(OH)2等。(3)大多数金属氧化物：Na2O、CaO、Na2O2等。三、电子式1．定义在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。2．用电子式表示离子化合物的形成过程：NaCl：MgCl2：探究点一离子键和离子化合物一、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或活泼非金属原子得到电子后形成阴离子，阴、阳离子通过静电作用形成离子键，具体过程如下图所示：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(活泼金属原子M,活泼非金属原子N))eq\o(→,\s\up15(得失),\s\do15(电子))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(M\o(→,\s\up15(－ne－))Mn＋,N\o(→,\s\up15(＋me－))Nm－))eq\o(→,\s\up15(静电),\s\do15(作用))离子键2．离子键的实质离子键的实质是静电作用，不能单纯地理解为静电吸引力，它包括引力和斥力两个方面。当阴、阳离子相距较远时，相互间的引力起主导作用；而当其距离靠近时，斥力逐渐增大，直至距离缩短到一定的程度，斥力与引力平衡，于是就形成了离子键，也就形成了稳定的离子化合物，它不显电性。3．离子键的形成条件(1)活泼的金属原子容易失去电子，成为金属阳离子；活泼的非金属原子容易得到电子，成为非金属阴离子。阴、阳离子通过静电作用形成离子键。所以活泼的金属(如K、Na、Ca、Mg等)与活泼的非金属(如F2、Cl2、Br2、O2、S等)化合时，都能形成离子键。(2)阳离子与阴离子之间通过静电作用形成离子键。如K＋与OH－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)之间通过静电作用形成离子键，NHeq\o\al(＋,4)与Cl－之间通过静电作用形成离子键。4．离子键的存在(1)活泼金属与活泼非金属化合时，一般都能形成离子键。如第ⅠA、ⅡA族的金属元素(如Li、Na、K、Mg、Ca等)与第ⅥA、ⅦA族的非金属元素(如O、S、F、Cl、Br、I等)化合时，一般都能形成离子键。(2)阳离子与某些带负电荷的原子团之间(如Na＋与OH－、SOeq\o\al(2－,4))等。二、离子化合物1．离子化合物的定义由离子键构成的化合物叫做离子化合物。2．离子化合物的性质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比较高，常温下为固体。离子化合物在溶于水或熔化时，离子键被破坏，形成自由移动的阴、阳离子，能够导电。3．常见离子化合物的分类(1)由活泼金属元素(第ⅠA族、第ⅡA族)和活泼非金属元素(第ⅥA族、第ⅦA族)形成的化合物。如NaCl、MgCl2、Na2O、Na2O2、CaO等。(2)由活泼金属离子与酸根(或酸式酸根)离子形成的化合物。如Na2SO4、K2CO3、NaHSO4、KHCO3等。(3)由铵根离子和活泼非金属离子形成的化合物。如NH4Cl。(4)由铵根离子和酸根(或酸式酸根)离子形成的化合物。如(NH4)2SO4、NH4HSO4等。(5)某些特殊化合物。如NaH、Mg3N。1．含有离子键的化合物一定是离子化合物吗？提示：含有离子键的化合物一定是离子化合物。离子化合物中一定含有阴离子和阳离子，如NaOH。2．含有金属元素的化合物一定是离子化合物吗？提示：含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3中含有金属元素，但其属于共价化合物。离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐全部由非金属元素组成，但铵盐属于离子化合物。3．如何用实验的方法证明某化合物是离子化合物？提示：将其加热熔化至熔融状态，检测其是否能导电。如果能导电，证明是离子化合物；如果不能导电，则不是离子化合物。【例1】下列叙述正确的是()A．任何离子键在形成的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，它跟卤素结合时所形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【思路分析】正确理解离子键和离子化合物的内涵和外延才能解答本题。【解析】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(2－,4)结合形成离子键)，故A错误；Na和Cs属于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，故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，故C正确；非金属原子间可能形成离子键，如NH4Cl中存在离子键，故D错误。【答案】C下列说法正确的是(C)A．凡金属元素跟非金属元素化合时都形成离子键B．离子化合物中的阳离子只能是金属离子C．离子化合物中，一个阴离子可同时与多个阳离子间有静电作用D．溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物解析：只有活泼金属元素(ⅠA、ⅡA族)与活泼非金属元素化合，一般才能形成离子键，其他可能形成共价键，如AlCl3，A错误；离子化合物中的阳离子有可能不是金属离子，如NHeq\o\al(＋,4)，故B错误；共价化合物如HCl，溶于水也可产生自由移动的离子而导电，D错误。探究点二用电子式表示离子键原子在化学反应中的电子层结构变化，一般是最外层电子排布发生变化，为了方便起见，在元素符号的周围用“·”和“×”表示原子的最外层电子，这种式子叫做电子式。电子式属于常用的化学用语之一，常有下列方面的应用。(1)用电子式表示原子的最外层电子。如H、Na、Mg、Al、C、N、S、Cl原子的电子式为：(2)用电子式表示离子的最外层电子简单阳离子的电子式就是离子符号本身，如H、Na、Mg、Al的离子的电子式分别为：H＋Na＋Mg2＋Al3＋复杂阳离子和阴离子的电子式要加一个“[]”，如H－、Cl－、S2－、OH－、NHeq\o\al(＋,4)的电子式分别为：离子化合物是阴离子和阳离子的组合，阴、阳离子的电子式的组合就是离子化合物的电子式，如：简单的离子化合物形成的过程，可以认为是原子之间发生电子转移形成阴、阳离子，阴、阳离子组成了离子化合物。所以用“→”连接起原子的电子式和离子化合物的电子式，就是表示离子化合物形成过程的电子式，如表示离子化合物NaCl、MgBr2形成过程的电子式为：或用电子式表示离子化合物或离子化合物的形成过程时，易出现下列错误，应注意纠错、防错。①漏标阴离子的括号，如将S2－的电子式错写为eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up10(··),\s\do10(··))·eq\o\al(2－,·)；②给阳离子多标电子和括号，如将Al3＋的电子式错写为[eq\o\al(·,·)eq\o(Al,\s\up10(··),\s\do10(··))eq\o\al(·,·)]或[eq\o\al(·,·)eq\o(Al,\s\up10(··),\s\do10(··))eq\o\al(·,·)]3＋；③漏标或错标离子的电荷，如将S2－的电子式错写为[eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up10(··),\s\do10(··))eq\o\al(·,·)]或[eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up10(··),\s\do10(··))eq\o\al(·,·)]－2；④将多个相同的离子归在一起，如将K2S的电子式错写为Keq\o\al(＋,2)[eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up10(··),\s\do10(··))eq\o\al(·,·)]2－。【例2】下列化合物的电子式书写正确的是()【思路分析】解题时要注意阳离子的电子式和离子符号相同(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)，用方括号把电子括住，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。【解析】A项不正确，每个离子均要单独写，不能用角码合并在一起表示，应改为[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up10(··),\s\do10(··))eq\o\al(·,·)]－Ca2＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up10(··),\s\do10(··))eq\o\al(·,·)]－。离子电荷表示法(如R2－)与化合价(如eq\o(R,\s\up10(－2)))不同，“2－”表示带两个单位负电荷，而“－2”则表示化合价为－2价，另外，化合价应写于元素符号正上方，故B项不正确，应改为Na＋[eq\o\al(×,·)eq\o(S,\s\up10(··),\s\do10(··))eq\o\al(×,·)]2－Na＋。在简单阳离子符号周围不再用方括号[]，而只用简单离子符号表示即可，所以C项不正确，应改为。D项正确。【答案】D用电子式表示下列离子化合物的形成过程：BaCl2：；NaF：；MgS：；K2O：。1．下列性质中，可以证明某化合物内一定存在离子键的是(D)A．晶体可溶于水B．常温下为固体C．水溶液能导电D．熔融状态能导电解析：冰醋酸可溶于水，其水溶液也导电，但其不属于离子化合物，A错、C错；白磷等非金属单质常温下为固体，其内部不存在离子键，B错；离子化合物的典型特征为熔融状态导电，D正确。2．下列叙述中不正确的是(B)A．元素周期表第一周期内的元素之间不可能形成离子键B．元素周期表ⅠA族内的元素之间不可能形成离子键C．离子化合物中一定含有阴离子和阳离子D．离子化合物中不一定含有金属元素解析：周期表第一周期内的元素是氢(非金属)和氦(性质特别稳定)，它们不可能形成离子键。周期表ⅠA族内有非金属元素氢和很活泼的金属元素，氢和很活泼的金属元素之间可以形成离子键，如离子化合物NaH。离子化合物中一定含有阴离子和阳离子，但不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3都是离子化合物，但都不含金属元素。3．下列哪一组元素的原子间反应容易形成离子键(B)原子abcdefgM层电子数1234567A.a和cB．a和fC．d和gD．d和f4．下列叙述正确的是(C)A．阳离子一定是金属离子，阴离子一定只含非金属元素B．某金属元素的阳离子和某非金属元素的阴离子组成的物质一定是纯净物C．阴、阳离子相互作用后不一定形成离子化合物D．离子化合物一定都溶于水解析：A项，H＋、NHeq\o\al(＋,4)不是金属离子，MnOeq\o\al(－,4)中含有金属元素；B项，Na＋与O2－、Oeq\o\al(2－,2)组成Na2O和Na2O2的混合物；C项，H＋与OH－作用生成水，水不是离子化合物；D项，MgO、BaSO4等离子化合物不溶于水。5．M、R均为主族元素，已知M的一个原子失去2个电子与R的一个原子得到一个电子后，均可形成稀有气体元素的电子层结构。下列关于M与R形成的化合物的叙述中正确的是(A)A．M与R可形成MR2型离子化合物B．在MR2中M的离子半径比R的离子半径大C．M与R形成的离子化合物一定难溶于水D．M与R形成的离子化合物MR2的电子式为M2＋[eq\o(R,\s\up10(··),\s\do10(··))]eq\o\al(－,2)解析：元素M的一个原子失去2个电子得到稳定结构，故M处于ⅡA族，R的一个原子得到一个电子后也得到稳定结构，故处于ⅦA族，M形成＋2价阳离子，R形成－1价阴离子，二者可以形成MR2型离子化合物，故A正确；离子电子层与核电荷数不能确定，故离子半径大小不能确定，M的离子半径可能比R的离子半径小，也可能大，如Ca2＋<Cl－，Ba2＋>Cl－，故B错误；M与R形成的离子化合物不一定难溶于水，如CaCl2易溶于水，故C错误；由于MR2由简单阴、阳离子构成，MR2的电子式为[eq\o(R,\s\up10(··),\s\do10(··))]－M2＋[eq\o(R,\s\up10(··),\s\do10(··))]－，故D错误。6．下列表示物质结构的化学用语正确的是(B)A．H、D、T表示同一种核素B．MgCl2的形成过程：C．Cl－的结构示意图：解析：H、D、T是同一种元素的三种核素，故A错误；氯离子是由氯原子得一个电子形成，核电荷数仍为17，故氯离子的结构示意图为，故C错误；氯化铵为离子化合物，氯离子的最外层电子数必须标出，氯