2024-2025学年高中化学第一章物质结构元素周期律第三节1离子键学案新人教版必修2

PAGE10-第三节化学键[激趣导读]1654年格里克在德国马德堡做了闻名的马德堡半球试验，16匹马尽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，原子之间存在着剧烈的相互作用——化学键，化学反应中要拆开原子间的化学键就犹如马德堡半球试验那样难！什么是化学键？常见的化学键有哪些？让我们一起走进第三节——化学键。[目标]1.驾驭离子键、共价键的含义及形成过程。2．驾驭极性键和非极性键的含义，并能进行推断。3．驾驭常见物质的电子式，能用电子式表示常见物质的形成过程。4．了解化学键的含义及化学改变的实质。5．能依据物质的组成元素或成键类型推断离子化合物和共价化合物。第1课时离子键一、离子键1．形成(1)试验探究(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)大多数碱性氧化物：Na2O、CaO等。三、电子式1．定义在元素符号四周用“·”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．离子键形成的根本缘由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，详细过程如下图所示：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，斥力渐渐增大，直至距离缩短到肯定的程度，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)活泼的金属原子简洁失去电子，成为金属阳离子；活泼的非金属原子简洁得到电子，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坚固，破坏它须要很高的能量，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。1.含有离子键的化合物肯定是离子化合物吗？提示：含有离子键的化合物肯定是离子化合物。离子化合物中肯定含有阴离子和阳离子，如NaOH。2．含有金属元素的化合物肯定是离子化合物吗？提示：含有金属元素的化合物不肯定是离子化合物，如AlCl3中含有金属元素，但其不是离子化合物。离子化合物中不肯定含有金属元素，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．如何用试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。假如能导电，证明是离子化合物；假如不能导电，则不是离子化合物。[例1]下列关于离子键和离子化合物的说法正确的是()A．阴、阳离子通过静电引力形成离子键B．阴、阳离子间通过离子键肯定能形成离子化合物C．离子化合物肯定能导电D．只有在活泼金属元素和活泼非金属元素化合时，才能形成离子键[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]A项，离子键是指阴、阳离子间的静电作用，包括引力和斥力二者的平衡；B项，离子键形成的只能是离子化合物；C项，离子化合物在熔融状态或水溶液里才能导电；D项，NHeq\o\al(＋,4)与活泼非金属元素之间也可形成离子键。[答案]B下列元素的原子间形成的化学键是离子键的一组是(B)原子abcdefgM层电子数1234567A.a和c B．a和fC．d和g D．c和g解析：由原子a～g的M层电子数可知，M层即原子的最外层，元素a～g均为第三周期元素，a、b均为活泼的金属元素，f、g均为活泼的非金属元素，所以a和f形成的化学键为离子键。c为金属元素Al，c和g形成的化合物为AlCl3，属于共价化合物。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改变，一般是最外层电子排布发生改变，为了便利起见，在元素符号的四周用“·”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：H×Na××Mg××eq\o(Al,\s\up15(×))×·eq\o(C,\s\up15(·),\s\do15(·))·或·eq\o(C,\s\up15(··))··eq\o(N,\s\up15(··),\s\do15(·))··eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))·eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))·(2)用电子式表示离子的最外层电子简洁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＋困难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：[·H·]－[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－[eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]2－[eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)H]－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：NaBrNa＋[eq\o(,\s\up10(·),\s\do10(×))eq\o(Br,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－CaCl2[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o(,\s\up10(·),\s\do10(×))]－Ca2＋[eq\o(,\s\up10(·),\s\do10(×))eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－K2SK＋[eq\o(,\s\up10(·),\s\do10(×))eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o(,\s\up10(·),\s\do10(×))]2－K＋Ca(OH)2[Heq\o(,\s\up10(·),\s\do10(×))eq\o(O,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o(,\s\up10(·),\s\do10(×))]－Ca2＋[eq\o(,\s\up10(·),\s\do10(×))eq\o(O,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,×)H]－简洁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的等式，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Na·＋·eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)→Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－2eq\o\al(·,·)eq\o(Br,\s\up15(··),\s\do15(··))·＋·Mg·→[eq\o\al(·,·)eq\o(Br,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－Mg2＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Br,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－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，应留意纠错、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\up15(··),\s\do15(··))·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\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]或[eq\o\al(·,·)eq\o(Al,\s\up15(··),\s\do15(··))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\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]或[eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－2；④将多个相同的离子合并书写，如将K2S的电子式错写为Keq\o\al(＋,2)[eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]2－。[例2]下列化合物的电子式书写正确的是()A．Ca2＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]eq\o\al(－,2) B．Na＋[eq\o(,\s\up15(×),\s\do15(·))eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o(,\s\up15(×),\s\do15(·))]－2Na＋C．[Mg2＋][eq\o(,\s\up15(×),\s\do15(·))eq\o(O,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o(,\s\up15(×),\s\do15(·))]2－ D．K＋[eq\o(,\s\up15(×),\s\do15(·))eq\o(F,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－[思路分析]解题时要留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四周有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\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－Ca2＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－。离子电荷表示法(如R2－)与化合价(如eq\o(R,\s\up15(－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\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(×,·)]2－Na＋。在简洁阳离子符号四周不再用方括号[]，而只用简洁离子符号表示即可，所以C项不正确，应改为Mg2＋[eq\o(,\s\up15(×),\s\do15(·))eq\o(O,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o(,\s\up15(×),\s\do15(·))]2－。D项正确。[答案]D下列化学用语的书写正确的是(C)A．氯原子的结构示意图：B．含有6个质子和8个中子的碳元素的核素符号：eq\o\al(12,eq\a\vs4\al(6)CC．氯化镁的电子式：[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－Mg2＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－D．用电子式表示氯化氢的形成过程：H×＋·eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)→H＋[eq\o\al(×,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－解析：氯原子的结构示意图为，A项错误；含有6个质子和8个中子的碳元素的核素符号为eq\o\al(14,6)C，B项错误；氯化镁是含有离子键的离子化合物，电子式为[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－Mg2＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－，C项正确；氯化氢是含有极性键的共价化合物，用电子式表示氯化氢的形成过程为H×＋·eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)→Heq\o\al(×,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)，D项错误。1．下列说法正确的是(D)A．离子键就是使阴、阳离子结合成化学键的静电引力B．全部金属与全部非金属原子之间都能形成离子键C．在化合物CaCl2中，两个氯离子之间也存在离子键D．含有离子键的化合物肯定是离子化合物解析：离子键是使阴、阳离子结合形成化合物的静电作用，要留意区分静电作用和静电引力，A错误；只有活泼金属原子与活泼非金属原子之间才能形成离子键，B错误；由CaCl2的电子式：[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－Ca2＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]－可以看出，两个氯离子之间不存在离子键，C错误；含有离子键的化合物肯定是离子化合物，D正确。2．下列有关电子式的叙述正确的是(C)A．氢、氦、锂原子的电子式分别为H·、·He·、·Leq\o(i,\s\do15(·))·B．氯原子的电子式为·eq\o(Cl,\s\up15(),\s\do15())，Cl－的电子式为eq\o(Cl,\s\up15(),\s\do15())C．钠离子、镁离子、铝离子的电子式分别为Na＋、Mg2＋、Al3＋D．Na2O的电子式为Naeq\o\al(＋,2)[eq\o(O,\s\up15(),\s\do15())]2－，H2O的电子式为H＋[eq\o(O,\s\up15(),\s\do15())]2－H＋解析：A中锂原子的电子式应为Li·；B中Cl－的电子式应为[eq\o(Cl,\s\up15(),\s\do15())]－；D中Na2O的电子式应为Na＋[eq\o(O,\s\up15(),\s\do15())]2－Na＋，H2O的电子式应为Heq\o(O,\s\up15(),\s\do15())H。3．下列原子序数所对应的元素组中，两者可形成离子键的是(B)A．1和17 B．12和9C．14和6 D．15和8解析：活泼金属元素与活泼非金属元素间可以形成离子键。A项是氯化氢，C项是碳化硅，D项是磷的氧化物，不含离子键；B项是氟化镁，由离子键构成。4．下列叙述正确的是(C)A．阳离子肯定是金属离子，阴离子肯定只含非金属元素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肯定是纯净物C．阴、阳离子相互作用后不肯定形成离子化合物D．离子化合物肯定都溶于水解析：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．下列说法不正确的是(A)A．凡金属元素跟非金属元素化合时都能形成离子键B．原子间先通过得失电子变成阴、阳离子后，阴、阳离子间才