13 第三章 離子鍵

第三章離子鍵一、知識(shí)梳理（一）原子趨向穩(wěn)定的途徑為了讓原子趨向穩(wěn)定，必須使其在結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化，根據(jù)稀有氣體的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其最外層電子達(dá)到8個(gè)電子（若只有l(wèi)層的話，達(dá)到2個(gè)電子），所以對(duì)應(yīng)的原子或得到電子或失去電子就可以成為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這種情況存在于活潑的金屬原子（最外層電子少，易失去）和活潑的非金屬原子之間（最外層電子多，得到少數(shù)電子就可成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）。這是學(xué)生容易理解的，像NaCl的形成。然而，對(duì)于非金屬元素的原子間，若要趨向穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，都“期望”得到電子，唯一的辦法就是通過(guò)電子的共用達(dá)到成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的目的。像HC1，CO2等。當(dāng)然，由于不同的非金屬元素得電子能力是不同的，所以共用的電子可能會(huì)造成稍有偏向，這就造成了這些物質(zhì)中元素有不同的化合價(jià)，HC1中H為+1價(jià)，Cl為-1價(jià)。【例1】下列敘述中正確的是（）（A）兩種非金屬原子間不可能形成離子鍵（B）非金屬原子間不可能形成離子化合物（C）離子化合物中所有離子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（D）簡(jiǎn)單陰離子半徑比簡(jiǎn)單陽(yáng)離子半徑大（二）離子鍵離子鍵的概念：陰、陽(yáng)離子間通過(guò)靜電作用所形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵?！咀⒁狻浚?）“靜電作用”包括靜電吸引力和排斥力。如：陰離子的負(fù)電荷與陽(yáng)離子的正電荷的吸引力，一種離子的核電荷吸引另一種離子的核外電子；兩種離子的核外電子與核外電子及核與核之間都有排斥力，當(dāng)吸引與排斥達(dá)到平衡時(shí)，即形成了離子鍵。（2）由于離子鍵是吸引與排斥的平衡，所以陰、陽(yáng)離子間不能無(wú)限地靠近，也不能相距很遠(yuǎn)，兩者之間的距離稱為核間距。當(dāng)離子晶體熔化或溶于水時(shí)，離子鍵被破壞，這時(shí)離子可以自由移動(dòng)，離子之間應(yīng)該保持的距離也被破壞了。離子鍵的形成條件活潑金屬：Mf7Ml靜電作用力>離子鍵活潑非金屬：N-Im°->Nm-J靜電平衡【注意】（1）活潑金屬元素（Li、Na、K、Mg、Ca、Ba等）的單質(zhì)在反應(yīng)中容易失去電子形成陽(yáng)離子；活潑的非金屬元素（如F、O、Cl、Br、I、S等）的單質(zhì)在反應(yīng)中容易獲得電子形成陰離子，它們之間形成離子鍵。但有些金屬元素與非金屬元素形成的化學(xué)鍵不是離子鍵，而是共價(jià)鍵，如AlCl3中鋁與氯之間的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵。（2）金屬陽(yáng)離子或NH4+與某些帶電的原子團(tuán)（如OH-、SO42-、CO32-、NO3-、O22-等）也是形成離子鍵。（3）活潑的金屬（如K、Na、Ca、Ba等）與H2反應(yīng)生成的KH、NaH、CaH2中，金屬陽(yáng)離子與H-也形成離子鍵。

離子鍵的特征既無(wú)方向性又無(wú)飽和性。因?yàn)殡x子是球形對(duì)稱的，只要空間條件許可，它可以從不同方向同時(shí)吸引幾個(gè)帶相反電荷的離子。如在CsCl晶體中，一個(gè)Cs+同時(shí)吸引8個(gè)C1-,一個(gè)C1-也同時(shí)吸引8個(gè)Cs+。影響離子鍵強(qiáng)弱的因素離子電荷(主要因素)：離子電荷越多，作用越強(qiáng)。離子半徑(次要因素)：離子半徑越小，作用越強(qiáng)。離子的極化程度(次要因素，在高中階段一般忽略不計(jì))。電子式的書寫原子的電子式：在元素符號(hào)周圍點(diǎn)出最外層電子數(shù)。如：H?：胡:OgNa.?Mg..Ca.'gg氫原子氯原子氧原子鈉原子鎂原子鈣原子離子的電子式陽(yáng)離子的電子式就是陽(yáng)離子符號(hào)。如Mg2+、A13+等。-陰離子的電子式，點(diǎn)出陰離子最外層電子，并用“[]”括上。如:Cl:L晝」-原子團(tuán)的電子式：OH-的電子式為:O:HL，，」(3)非金屬單質(zhì)的電子式：N2：:NM:Cl2：:CC:C:H2:H:Hgggg(4)離子化合物的電子式NaCl：MgBr2(4)離子化合物的電子式NaCl：MgBr2：(5)共價(jià)化合物的電子式要考慮成鍵的原子的最外層電子及由多少對(duì)共用電子才能形成8電子(或2電子)H:N:H的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。如NH3的電子式為H【例2】以下各組兩種元素的原子，能形成離子鍵的是(5)共價(jià)化合物的電子式(A)鎂和氧(B)碳和氯(C)氫和氟(D)鉀和氯

【例3】下列電子式中錯(cuò)誤的是()(A)鈉離子：Na+(B)氫氧根離子：：O:H-gg(C)次氯酸：H:(C)次氯酸：H:C:O：ggggLgggg_l(D)過(guò)氧化鈉：Na+:O:ONa+離子的結(jié)構(gòu)特征電子層結(jié)構(gòu)：絕大多數(shù)單核離子是飽和的，^口:F-、S2-、Cl-、Na+、Mg2+、Al3+等，有少數(shù)是不飽和的，如Fe2+等。Lgggg_l所帶電荷：陰離子帶負(fù)電荷，陽(yáng)離子帶正電荷。電荷數(shù)是由形成離子時(shí)所得、失電子數(shù)決定的。離子半徑影響離子半徑的因素主要有三個(gè)方面：①電子層數(shù)；②核電荷數(shù)；③核外電子數(shù)陽(yáng)離子半徑小于相應(yīng)的原子半徑，陰離子半徑大于相應(yīng)的原子半徑。如r(Al3+)<r(Al)；r(O2-)>r(O)。電子層數(shù)越多離子半徑越大。如r(Li+)<r(Na+)；r(Mg2+)<r(S2-)。具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，隨核電荷數(shù)的增加逐漸減小。如r(S2-)>r(C1-)>r(K+)>r(Ca2+)。高價(jià)陽(yáng)離子半徑小于低價(jià)陽(yáng)離子半徑，如r(Fe3+)<r(Fe2+)。【例4】有A、B、C、D四種元素，A、B的陽(yáng)離子與C、D的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，Am+、Bn+中m<n，Cx-、Dy-中x>y。則四種元素離子半徑大小關(guān)系是()(A)Am+>Bn+>Cx->Dy-(B)Dy->Cx->Bn+>Am+(C)Cx->Dy->Am+>Bn+(D)Cx->Dy->Bn+>Am+離子化合物離子化合物的概念：由離子鍵形成的化合物一定是離子化合物(或由離子構(gòu)成的化合物)。如強(qiáng)堿、大多數(shù)的鹽、活潑金屬的氧化物。離子化合物的構(gòu)成微粒：陽(yáng)離子、陰離子離子化合物中存在的作用力：一定存在離子鍵，可能有共價(jià)鍵(包括極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵)。女NaOH中Na+與OH-靠離子鍵結(jié)合，而OH-中O原子與H原子靠共價(jià)鍵結(jié)合。離子化合物的特征：離子化合物在氣化成氣態(tài)時(shí)，以分子形式存在，但在常溫下，離子化合物總是以固態(tài)形式存在。所以，離子化合物在固態(tài)時(shí)無(wú)“分子式”，只有“化學(xué)式”。一般來(lái)說(shuō)，離子化合物在水溶液中和熔化狀態(tài)下(受熱易分解的離子化合物除外)均能產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子，所以均能導(dǎo)電，而離子化合物若以固態(tài)形式存在時(shí)，盡管有陰、陽(yáng)離子，但它們只被局限在一定空間振動(dòng)，不存在自由移動(dòng)的離子，所以，離子化合物在固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電。離子化合物(離子晶體)的熔沸點(diǎn)、硬度一般較高。用電子式表示離子化合物的形成過(guò)程N(yùn)aCl的形成過(guò)程：NaQ；—WL-或-MgBr2的形成過(guò)程：：國(guó)"總*—［爐［LM礦「，"」■TOC\o"1-5"\h\zNa2O2的形成過(guò)程：邛耳,十2‘卜仃6：【例5】以下關(guān)于離子化合物的說(shuō)法正確的是()離子化合物由陰、陽(yáng)離子構(gòu)成(B)離子化合物的化學(xué)式代表它的分子組成(C)離子化合物在固態(tài)或液態(tài)時(shí)都能導(dǎo)電(D)離子化合物熔融時(shí)離子鍵沒有破壞【例6】以下屬于離子化合物特性的是()(A)熔、沸點(diǎn)高(B)水溶液一定具有良好導(dǎo)電性(C)常溫下可以為液態(tài)(D)熔融液能導(dǎo)電二、典型例題【例1】與Ne的核外電子排布相同的離子跟與Ar的核外電子排布相同的離子所形成的化合物是()A.MgBr2B.Na2SC.CC14D.KF【例2】下列離子化合物中，陰、陽(yáng)離子間距離最大的是()A.LiClB.NaClC.KClD.KBr【例3】下列性質(zhì)中，可以證明某物質(zhì)內(nèi)一定存在離子鍵的是()(A)晶體具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)(B)由活潑金屬和活潑非金屬組成的化合物(C)其水溶液可以導(dǎo)電(D)熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電【例4】S2-,Cl-，K+，Ca2+的電子層結(jié)構(gòu)與何種原子相同？半徑從小到大如何排列？寫出與Ne具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子符號(hào)(陰、陽(yáng)離子各寫1個(gè))?！纠?】硫化鉀(K2S)是一種離子化合物，為什么晶體K2S不能導(dǎo)電，而其水溶液能導(dǎo)電？用電子式寫出K2S的形成過(guò)程。【例6】根據(jù)所學(xué)有關(guān)離子化合物的性質(zhì)，推斷CaCl2有哪些性質(zhì)？【例7】金屬鋰(3Li)和非金屬氟(9F)反應(yīng)生成化合物氟化鋰。畫出鋰原子和氟原子的原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。鋰原子和氟原子接觸，它們分別怎樣變化才能成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)？試畫出鋰和氟氣反應(yīng)生成化合物的電子式。寫出鋰和氟氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出生成物的結(jié)構(gòu)類型。

【例8】現(xiàn)有A、B、C、D、E五種元素，A的原子核中沒有中子；B、C元素原子的電子層數(shù)相同，C的原子半徑較小，B、C的質(zhì)子數(shù)之和為27,質(zhì)子數(shù)之差為5；0.96gD的單質(zhì)跟足量的鹽酸反應(yīng)，生成D3+和1.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氫氣；E和C能形成E2C型離子化合物，且E、C兩元素的簡(jiǎn)單離子具有相同電子層結(jié)構(gòu)?；卮穑海?）元素符號(hào)：A，B,C，D，E。（2）D寫鹽酸反應(yīng)的離子方程。（3）用電子式表示C與E形成E2C的過(guò)齒。【例9】下列性質(zhì)中，可以證明某化合物中一定存在離子鍵的是（）（A）可溶于水（B）具有較高的熔點(diǎn)（C）水溶液一定能夠?qū)щ姡―）熔融狀態(tài)能夠?qū)щ娙⑺季S誤區(qū)點(diǎn)撥本節(jié)知識(shí)在理解與運(yùn)用中常見的錯(cuò)誤是：不清楚形成離子鍵的條件。不清楚離子化合物的性質(zhì)。判斷離子半徑大小時(shí)出錯(cuò)。【例1】活潑金屬與鹵素所形成的化合物大都具有的性質(zhì)是（）①高沸點(diǎn)②能溶于水③水溶液能導(dǎo)電④低熔點(diǎn)⑤熔融狀態(tài)不導(dǎo)電（A）①②③（B）③④⑤（C）①④⑤（D）②③⑤【例2】下列各化合物中的陽(yáng)離子半徑與陰離子半徑之比值最大的是（）A.KFB.MgCl2（C）CaBr2D.NaF【歸納】書寫離子化合物的電子式時(shí)，必須注意以下問(wèn)題：正確書寫陰、陽(yáng)離子符號(hào)，陰離子一般滿足8電子或2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，帶［］，而陽(yáng)離子（除NH4+等原子團(tuán)）一般不帶［］，若陰離子中又有共價(jià)鍵，則應(yīng)確定共用電子對(duì)數(shù)。若陽(yáng)離子或陰離子個(gè)數(shù)＞1，則應(yīng)分開書寫，如：MgCl2的電子式正確的是：C-gg而不是Mg2+Lgg」2四、視野拓展有趣的礦物化學(xué)性質(zhì)礦物是由自然界中100多種元素當(dāng)中任何一種或兩種以上的元素組成的。因此礦物的化學(xué)性質(zhì)就離不開這些元素的組合性質(zhì)。人們把化學(xué)元素分為親氣元素、親石元素和親生物元素等。親石元素與巖石圈關(guān)系密切又稱為親氧元系。主要集中分布于地球的巖石圈中，是構(gòu)成地殼巖石的主要元素。包括鋰、鈹、硼、碳、氧、鈉、鎂、硅等，多達(dá)53種元素。有趣的是，這些元素的離子最外層電子層多具有8個(gè)電子，呈稀有氣體型的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。同質(zhì)多象是指化學(xué)成分相同的物質(zhì)，在不同的物理化學(xué)條件下結(jié)晶成具有不同結(jié)構(gòu)晶體的性質(zhì)，我們都知道金剛石是由碳原子組成的，而石墨也是由碳原子組成的，但由于結(jié)構(gòu)晶體的性質(zhì)不同，它們之間有極不相同的物理性質(zhì)。在硬度方面金剛石是物質(zhì)中硬度最大的，而石墨的硬度卻很小。同象異質(zhì)是指礦物的結(jié)構(gòu)相同，而化學(xué)成分不同，如方解石是碳酸鈣，而菱鎂礦的化學(xué)成分是碳酸鎂，可它們的結(jié)構(gòu)是相同的，都為三方晶系。由于礦物具有各種有趣的化學(xué)掛質(zhì)，使宇宙間存在幾千種特性不同的礦物，而且人們還在不斷發(fā)現(xiàn)新的礦物。五、課堂練習(xí)下列化合物中，只含離子鍵的是（）。A.HClB.NaFC.CO2D.SiO2列化合物中，屬于離子化合物的是（）。A.H2OB.NH3C.K2SD.H2SO4下列各物質(zhì)中，熔點(diǎn)較高的是（）。A.NaClB.HClC.HFD.SO2下列各化合物中，熔融狀態(tài)下易導(dǎo)電的是（）。A.CuCl2B.MgCl2C.H2SO4D.C8H185.報(bào)據(jù)下列各物質(zhì)的沸點(diǎn)，推測(cè)其中不屬于離子化合物的物質(zhì)是（）ABCD化合物CaCl2KC1AlCl3MgCl2沸點(diǎn)（°C）194014371811412A.CaCl2B.KClC.AlCl3D.MgCl2下列各化合物中，不可能存在離子鍵的是（）。堿B.堿性氧化物C.鹽D.無(wú)氧酸某離子化合物乂2丫，其陽(yáng)離子與陰離子的電子層結(jié)構(gòu)都跟氖原子相同，該離子化合物是（）A.K2OB.Na2OC.Na2SD.K2S跟硫化鈉中陽(yáng)離子與陰離子核外電子層排布都相同的化合物是（）。氧化鈉B.氯化鎂C.氧化鎂D.硫化鉀下列各離子化合物中，陽(yáng)離子與陰離子的核間距離（即看作陽(yáng)離子與陰離子的半徑之和）最大的是）。A.氯化鋰B.漠化鈉C.氯化鉀D.漠化鉀氫化鈉(NaH)是離子化合物，關(guān)于NaH的下列敘述中，錯(cuò)誤的是()。NaH中氫顯-1價(jià)，是帶1個(gè)單位負(fù)電荷的陰離子NaH中鈉離子核外共有10個(gè)電子NaH中氫離子的電子層結(jié)構(gòu)與氦原子相同NaH中氫離子半徑小于鋰離子半徑物質(zhì)的下列性質(zhì)中，可以證明某化合物中一定存在離子鍵的是()。A.可溶于水B.其水溶液能導(dǎo)電C?具有較高的熔點(diǎn)D.在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電在氯化鈉的晶體中，下列敘述中，不正確的是()。鈉離子與氯離F之間存在互相吸引又互相排斥的相互作用不存在氯化鈉的分子每個(gè)鈉離子同時(shí)吸引6個(gè)氯離子，每個(gè)氯離子同時(shí)吸引6個(gè)鈉離子在一個(gè)鈉離子周圍距離相等，并且最接近的鈉離子共有6個(gè)寫出下列各離子化合物或離子的電子式：(1)漠離子，(2)氫氧根離子，(3)鉀離子，(4)銨根離子，(5)硫化鈉，(6)氟化鎂。參考下表中各物質(zhì)的熔點(diǎn)，回答下列問(wèn)題：物質(zhì)NaFNaClNaBrNaI熔點(diǎn)(°C)995801755651四種物質(zhì)都屬于化合物。寫出NaF的電子式。F-、Cl-、Br-和I-的離子半徑大小順序(用“>”或“<”連接)。鈉的鹵化物的熔點(diǎn)高低主要與有關(guān)。隨著增大，鈉的鹵化物的熔點(diǎn)依次降低。根據(jù)上述規(guī)律，預(yù)測(cè)同屬離子晶體的NaCl寫KC1的熔點(diǎn)，標(biāo)出它們?nèi)埸c(diǎn)高低的順序，并說(shuō)出你的理由。15.若已知Na+半徑為97pm(注：pm叫皮米，1pm=10-12m)，F(xiàn)-半徑為64pm，問(wèn)：Na原子半徑是97pm。同一元素的原子半徑其陽(yáng)離子半徑(填“大于”或“小于”)。F原子半徑是64pm。同一元素的原子半徑是其陰離子半徑(填“大于”或“小于”)。16.硫酸鉀和氯化鉀都是離子化合物。現(xiàn)有硫酸鉀與氯化鉀的混合物，經(jīng)分析知道該混合物中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48.3%，求該混合物中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

六、課堂總結(jié)七、課后作業(yè)1.下列原子結(jié)構(gòu)示意圖的原子中，最易失去電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是()2六、課堂總結(jié)七、課后作業(yè)1.下列原子結(jié)構(gòu)示意圖的原子中，最易失去電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的是()2.下列物質(zhì)中存在離子鍵的是()A.Na2OB.CO2C.NeD.AgTOC\o"1-5"\h\z下列化合物中，屬于離子化合物的有()A.SO2B.HIC.KCl(D)N2下列離子中半徑最小的是()AK+(B)S2-(C)Cl-(D)Na+(D)Ca[10：?■(D)Ca[10：?■(A)Nfl*:0:L:Cl;]-〈C)：C?0:下列用電子式表示離子化合物形成的過(guò)程中，正確的是(