化學人教版必修2學案1.3.1離子鍵

第三節(jié)化學鍵[激趣導讀]1654年格里克在德國馬德堡做了著名的馬德堡半球實驗，16匹馬居然沒有把兩個合在一起的抽空空氣的銅球拉開！當原子和原子結合為分子時，原子之間存在著強烈的相互作用——化學鍵，化學反應中要拆開原子間的化學鍵就如同馬德堡半球實驗那樣難！什么是化學鍵？常見的化學鍵有哪些？讓我們一起走進第三節(jié)——化學鍵。[目標]1.掌握離子鍵、共價鍵的含義及形成過程。2．掌握極性鍵和非極性鍵的含義，并能進行判斷。3．掌握常見物質的電子式，能用電子式表示常見物質的形成過程。4．了解化學鍵的含義及化學變化的實質。5．能根據(jù)物質的組成元素或成鍵類型判斷離子化合物和共價化合物。第1課時離子鍵一、離子鍵1．形成(1)實驗探究(2)形成過程2.概念及其理解(1)定義：帶相反電荷離子之間的相互作用。(2)成鍵粒子：陰離子和陽離子。(3)成鍵本質：陰、陽離子間的靜電作用。(4)成鍵元素：活潑金屬元素和活潑非金屬元素。二、離子化合物1．定義：陰、陽離子間通過離子鍵構成的化合物叫做離子化合物。2．離子化合物包括以下幾大類。(1)大多數(shù)鹽：如NaCl、CaCO3、KNO3等。(2)強堿：如KOH、Ba(OH)2等。(3)大多數(shù)堿性氧化物：Na2O、CaO等。三、電子式1．定義在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子的最外層電子的式子。2．用電子式表示離子化合物的形成過程：NaCl：MgCl2：探究點一離子鍵和離子化合物一、離子鍵1．離子鍵形成的根本原因活潑金屬原子失去電子后形成陽離子或活潑非金屬原子得到電子后形成陰離子，陰、陽離子通過靜電作用形成離子鍵，具體過程如下圖所示：2．離子鍵的實質離子鍵的實質是靜電作用，不能單純地理解為靜電吸引力，它包括引力和斥力兩個方面。當陰、陽離子相距較遠時，相互間的引力起主導作用；而當其距離靠近時，斥力逐漸增大，直至距離縮短到一定的程度，斥力與引力平衡，于是就形成了離子鍵，也就形成了穩(wěn)定的離子化合物，它不顯電性。3．離子鍵的形成條件(1)活潑的金屬原子容易失去電子，成為金屬陽離子；活潑的非金屬原子容易得到電子，成為非金屬陰離子。陰、陽離子通過靜電作用形成離子鍵。所以活潑的金屬(如K、Na、Ca、Mg等)與活潑的非金屬(如F2、Cl2、Br2、O2、S等)化合時，都能形成離子鍵。(2)陽離子與陰離子之間通過靜電作用形成離子鍵。如K＋與OH－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)之間通過靜電作用形成離子鍵，NHeq\o\al(＋,4)與Cl－之間通過靜電作用形成離子鍵。4．離子鍵的存在(1)活潑金屬與活潑非金屬化合時，一般都能形成離子鍵。如第ⅠA、ⅡA族的金屬元素(如Li、Na、K、Mg、Ca等)與第ⅥA、ⅦA族的非金屬元素(如O、S、F、Cl、Br、I等)化合時，一般都能形成離子鍵。(2)陽離子與某些帶負電荷的原子團之間(如Na＋與OH－、SOeq\o\al(2－,4))等。二、離子化合物1．離子化合物的定義由離子鍵構成的化合物叫做離子化合物。2．離子化合物的性質離子鍵一般比較牢固，破壞它需要很高的能量，所以離子化合物的熔點一般比較高，常溫下為固體。離子化合物在溶于水或熔化時，離子鍵被破壞，形成自由移動的陰、陽離子，能夠導電。3．常見離子化合物的分類(1)由活潑金屬元素(第ⅠA族、第ⅡA族)和活潑非金屬元素(第ⅥA族、第ⅦA族)形成的化合物。如NaCl、MgCl2、Na2O、Na2O2、CaO等。(2)由活潑金屬離子與酸根(或酸式酸根)離子形成的化合物。如Na2SO4、K2CO3、NaHSO4、KHCO3等。(3)由銨根離子和活潑非金屬離子形成的化合物。如NH4Cl。(4)由銨根離子和酸根(或酸式酸根)離子形成的化合物。如(NH4)2SO4、NH4HSO4等。1.含有離子鍵的化合物一定是離子化合物嗎？提示：含有離子鍵的化合物一定是離子化合物。離子化合物中一定含有陰離子和陽離子，如NaOH。2．含有金屬元素的化合物一定是離子化合物嗎？提示：含有金屬元素的化合物不一定是離子化合物，如AlCl3中含有金屬元素，但其不是離子化合物。離子化合物中不一定含有金屬元素，如NH4Cl、NH4NO3等銨鹽全部由非金屬元素組成，但銨鹽屬于離子化合物。3．如何用實驗的方法證明某化合物是離子化合物？提示：將其加熱熔化至熔融狀態(tài)，檢測其是否能導電。如果能導電，證明是離子化合物；如果不能導電，則不是離子化合物。[例1]下列關于離子鍵和離子化合物的說法正確的是()A．陰、陽離子通過靜電引力形成離子鍵B．陰、陽離子間通過離子鍵一定能形成離子化合物C．離子化合物一定能導電D．只有在活潑金屬元素和活潑非金屬元素化合時，才能形成離子鍵[思路分析]正確理解離子鍵和離子化合物的內(nèi)涵和外延才能解答本題。[解析]A項，離子鍵是指陰、陽離子間的靜電作用，包括引力和斥力二者的平衡；B項，離子鍵形成的只能是離子化合物；C項，離子化合物在熔融狀態(tài)或水溶液里才能導電；D項，NHeq\o\al(＋,4)與活潑非金屬元素之間也可形成離子鍵。[答案]B下列元素的原子間形成的化學鍵是離子鍵的一組是(B)原子abcdefgM層電子數(shù)1234567A.a和c B．a(chǎn)和fC．d和g D．c和g解析：由原子a～g的M層電子數(shù)可知，M層即原子的最外層，元素a～g均為第三周期元素，a、b均為活潑的金屬元素，f、g均為活潑的非金屬元素，所以a和f形成的化學鍵為離子鍵。c為金屬元素Al，c和g形成的化合物為AlCl3，屬于共價化合物。探究點二用電子式表示離子鍵原子在化學反應中的電子層結構變化，一般是最外層電子排布發(fā)生變化，為了方便起見，在元素符號的周圍用“·”和“×”表示原子的最外層電子，這種式子叫做電子式。電子式屬于常用的化學用語之一，常有下列方面的應用。(1)用電子式表示原子的最外層電子如H、Na、Mg、Al、C、N、S、Cl原子的電子式為：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)用電子式表示離子的最外層電子簡單陽離子的電子式就是離子符號本身，如H、Na、Mg、Al的離子的電子式分別為：H＋Na＋Mg2＋Al3＋復雜陽離子和陰離子的電子式要加一個“[]”，如H－、Cl－、S2－、OH－、NHeq\o\al(＋,4)的電子式分別為：[·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]－離子化合物是陰離子和陽離子的組合，陰、陽離子的電子式的組合就是離子化合物的電子式，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]－簡單的離子化合物形成的過程，可以認為是原子之間發(fā)生電子轉移形成陰、陽離子，陰、陽離子組成了離子化合物。所以，用“→”連接起原子的電子式和離子化合物的電子式的等式，就是表示離子化合物形成過程的電子式，如表示離子化合物NaCl、MgBr2形成過程的電子式為：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(·,·)]－用電子式表示離子化合物或離子化合物的形成過程時，易出現(xiàn)下列錯誤，應注意糾錯、防錯。①漏標陰離子的括號，如將S2－的電子式錯寫為eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))·eq\o\al(2－,·)；②給陽離子多標電子和括號，如將Al3＋的電子式錯寫為[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漏標或錯標離子的電荷，如將S2－的電子式錯寫為[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將多個相同的離子合并書寫，如將K2S的電子式錯寫為Keq\o\al(＋,2)[eq\o\al(·,·)eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(·,·)]2－。[例2]下列化合物的電子式書寫正確的是()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]解題時要注意陽離子的電子式和離子符號相同(原子團除外)，陰離子的電子式是在元素符號周圍有8個電子(H－除外)，用方括號把電子括住，右上角標明所帶的負電荷數(shù)。陰、陽離子構成電子式時，正電荷總數(shù)等于負電荷總數(shù)。[解析]A項不正確，每個離子均要單獨寫，不能用角碼合并在一起表示，應改為[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(·,·)]－。離子電荷表示法(如R2－)與化合價(如eq\o(R,\s\up15(－2)))不同，“2－”表示帶兩個單位負電荷，而“－2”則表示化合價為－2價，另外，化合價應寫于元素符號正上方，故B項不正確，應改為Na＋[eq\o\al(×,·)eq\o(S,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o\al(×,·)]2－Na＋。在簡單陽離子符號周圍不再用方括號[]，而只用簡單離子符號表示即可，所以C項不正確，應改為Mg2＋[eq\o(,\s\up15(×),\s\do15(·))eq\o(O,\s\up15(··),\s\do15(··))eq\o(,\s\up15(×),\s\do15(·))]2－。D項正確。[答案]D下列化學用語的書寫正確的是(C)A．氯原子的結構示意圖：B．含有6個質子和8個中子的碳元素的核素符號：eq\o\al(12,)eq\a\vs4\al(6)CC．氯化鎂的電子式：[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．用電子式表示氯化氫的形成過程：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：氯原子的結構示意圖為，A項錯誤；含有6個質子和8個中子的碳元素的核素符號為eq\o\al(14,6)C，B項錯誤；氯化鎂是含有離子鍵的離子化合物，電子式為[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項正確；氯化氫是含有極性鍵的共價化合物，用電子式表示氯化氫的形成過程為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項錯誤。1．下列說法正確的是(D)A．離子鍵就是使陰、陽離子結合成化學鍵的靜電引力B．所有金屬與所有非金屬原子之間都能形成離子鍵C．在化合物CaCl2中，兩個氯離子之間也存在離子鍵D．含有離子鍵的化合物一定是離子化合物解析：離子鍵是使陰、陽離子結合形成化合物的靜電作用，要注意區(qū)別靜電作用和靜電引力，A錯誤；只有活潑金屬原子與活潑非金屬原子之間才能形成離子鍵，B錯誤；由CaCl2的電子式：[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，兩個氯離子之間不存在離子鍵，C錯誤；含有離子鍵的化合物一定是離子化合物，D正確。2．下列有關電子式的敘述正確的是(C)A．氫、氦、鋰原子的電子式分別為H·、·He·、·Leq\o(i,\s\do15(·))·B．氯原子的電子式為·eq\o(Cl,\s\up15(),\s\do15())，Cl－的電子式為eq\o(Cl,\s\up15(),\s\do15())C．鈉離子、鎂離子、鋁離子的電子式分別為Na＋、Mg2＋、Al3＋D．Na2O的電子式為Naeq\o\al(＋,2)[eq\o(O,\s\up15(),\s\do15())]2－，H2O的電子式為H＋[eq\o(O,\s\up15(),\s\do15())]2－H＋解析：A中鋰原子的電子式應為Li·；B中Cl－的電子式應為[eq\o(Cl,\s\up15(),\s\do15())]－；D中Na2O的電子式應為Na＋[eq\o(O,\s\up15(),\s\do15())]2－Na＋，H2O的電子式應為Heq\o(O,\s\up15(),\s\do15())H。3．下列原子序數(shù)所對應的元素組中，兩者可形成離子鍵的是(B)A．1和17 B．12和9C．14和6 D．15和8解析：活潑金屬元素與活潑非金屬元素間可以形成離子鍵。A項是氯化氫，C項是碳化硅，D項是磷的氧化物，不含離子鍵；B項是氟化鎂，由離子鍵構成。4．下列敘述正確的是(C)A．陽離子一定是金屬離子，陰離子一定只含非金屬元素B．某金屬元素的陽離子和某非金屬元素的陰離子組成的物質一定是純凈物C．陰、陽離子相互作用后不一定形成離子化合物D．離子化合物一定都溶于水解析：A項H＋、NHeq\o\al(＋,4)不是金屬離子，MnOeq\o\al(－,4)中含有金屬元素；B項，Na＋與O2－、Oeq\o\al(2－,2)組成Na2O和Na2O2的混合物；C項，H＋與OH－作用生成水，水不是離子化合物；D項，MgO、BaSO4等離子化合物不溶于水。5．下列說法不正確的是(A)A．凡金屬元素跟非金屬元素化合時都能形成離子鍵B．原子間先通過得失電子變成陰、陽離子后，陰、陽離子間才能形