高中化學學案專題5第二單元第1課時離子鍵共價鍵

第二單元微粒之間的相互作用力第1課時離子鍵共價鍵一、離子鍵1．化學鍵：(1)概念：物質(zhì)中直接相鄰的原子或離子之間存在的強烈的相互作用。(2)分類：離子鍵和共價鍵。(3)構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒提醒：并不是任何物質(zhì)中都含有化學鍵，如稀有氣體中就不存在化學鍵。2．離子鍵：(1)NaCl的形成示意圖鈉原子和氯原子最外層電子數(shù)分別為1和7，均不穩(wěn)定。通過如圖所示的得失電子后達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，分別形成Na＋和Cl－，鈉離子和氯離子通過靜電作用結(jié)合在一起，形成氯化鈉。(2)離子鍵：陰、陽離子之間存在的強烈的相互作用。①成鍵粒子：陽離子、陰離子。②成鍵本質(zhì)：相互作用即靜電作用(包括靜電引力和靜電斥力)。③成鍵元素：一般是活潑金屬元素與活潑非金屬元素。④成鍵原因：原子間相互得失電子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；體系的總能量降低。3．離子化合物：(1)概念：由陰、陽離子構(gòu)成的化合物。(2)常見類型①強堿，如NaOH、KOH等。②絕大多數(shù)鹽，如NaCl、K2SO4等。③活潑金屬氧化物，如K2O、Na2O、MgO等。(3)性質(zhì)①離子化合物中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較高，常溫下為固體。②離子化合物在溶于水或受熱熔化時，離子鍵被破壞，形成自由移動的陰、陽離子，能夠?qū)щ姟?．電子式：(1)概念：在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子或離子的最外層電子的式子。(2)電子式的書寫：①原子Na原子：Na·，Mg原子：，S原子：·。②陽離子鈉離子：Na＋，鎂離子：Mg2＋。③陰離子氯離子：，硫離子：。④離子化合物氯化鈉：，硫化鉀：。1．Na2O、MgCl2的電子式如何表示？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)如圖形象地表示了氯化鈉的形成過程。氯化鈉受熱熔化時，離子鍵是否被破壞？提示：氯化鈉在受熱熔化時，離子鍵均被破壞，形成自由移動的陰、陽離子。二、共價鍵1．HCl的形成：(1)圖示(2)分析氫原子、氯原子各提供1個電子組成共用電子對，從而使各原子的最外層都形成穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)。2．共價鍵：(1)概念：原子間通過共用電子對所形成的強烈的相互作用。(2)成鍵三要素①成鍵微粒：原子；②成鍵本質(zhì)：共用電子對；③成鍵元素：一般是同種或不同種非金屬元素。3．共價化合物：(1)概念：以共用電子對形成的化合物。(2)四類常見的共價化合物①非金屬氫化物：如HCl、H2O等；②非金屬氧化物：如CO2、SO3等；③含氧酸：如H2SO4、HNO3等；④大多數(shù)有機化合物：如甲烷、酒精等。4．共價分子的表示方法—電子式：(1)共用電子對標在成鍵兩原子之間，且每個原子的最外層電子都標出，即使有相同的原子也不能合并。(2)寫雙原子分子的非金屬單質(zhì)的電子式時，注意共用電子對的數(shù)目和表示方法。非金屬單質(zhì)的電子式：Cl2：，N2：。(3)共價化合物的電子式：H2O：，CO2：__。(4)共價型分子形成過程的電子式：HCl：。1．含共價鍵的物質(zhì)一定是共價化合物嗎？提示：不一定。如非金屬單質(zhì)(O2、N2等)中含有共價鍵，但不屬于化合物；某些離子化合物(如NaOH、NH4Cl等)中既含離子鍵，也含共價鍵。2．(知識關(guān)聯(lián))根據(jù)電離方程式：HCl=H＋＋Cl－，能否判斷HCl分子中存在離子鍵？提示：不能。氯化氫屬于共價化合物，分子中沒有離子鍵。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和活潑非金屬原子得到電子后形成陰離子而達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，兩種離子以靜電作用結(jié)合成化合物。2．離子鍵的存在：3．電子式：(1)離子化合物的電子式①陽離子電子式和陰離子電子式組合成離子化合物的電子式，書寫時應(yīng)注意，相同的離子不能寫在一起，一般對稱排列。②陽離子的電子式與其離子符號相同(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)，用方括號括住，右上角標明所帶的負電荷數(shù)。陰、陽離子構(gòu)成電子式時，正電荷總數(shù)等于負電荷總數(shù)。例如：NaBr：；③離子化合物中陰、陽離子個數(shù)比不是1∶1時，每一個離子都與帶相反電荷的離子直接相鄰。如：MgCl2的電子式為(2)用電子式表示離子化合物的形成過程①左側(cè)為原子的電子式，同種原子不能合并，右側(cè)為離子化合物的電子式，中間用“→”連接。②通常用弧形箭頭表示電子轉(zhuǎn)移的方向。例如，氟化鈉的形成過程可用電子式表示為氯化鎂、氧化鉀的形成過程可表示為1．(情境應(yīng)用)在中華人民共和國剛剛成立的時候，食鹽工業(yè)還不發(fā)達，很多地方的人們使用粗鹽作為日常生活的調(diào)味劑，但是粗鹽中含泥沙，于是有人就將粗鹽溶于水，過濾，將濾液蒸發(fā)，獲得看上去較為干凈的食鹽晶體，方便日常使用。(1)上述過程中是否涉及化學變化？(科學探究與創(chuàng)新意識)提示：未涉及化學變化。(2)上述過程中是否涉及化學鍵的變化？并解釋說明。(宏觀辨識與微觀探析)提示：涉及化學鍵變化。溶解時，氯化鈉固體中的離子鍵斷裂；蒸發(fā)結(jié)晶時，Na＋與Cl－間形成離子鍵。2．某固體化合物熔融狀態(tài)導電，該化合物是否一定屬于離子化合物？(證據(jù)推理與模型認知)提示：一定。在熔融時導電的化合物含離子鍵，一定是離子化合物?！镜淅肯铝袛⑹稣_的是()A．任何離子鍵在形成過程中必定有電子的得與失B．Na和Cs屬于第ⅠA族元素，Cs失電子能力比Na的弱C．某元素的原子最外層只有一個電子，它跟鹵素結(jié)合時所成的化學鍵不一定是離子鍵D．非金屬原子間不可能形成離子鍵【解題指南】解答本題需要注意以下兩點：(1)離子鍵是指帶相反電荷的離子之間的相互作用，包括吸引和排斥兩種力。(2)NH4Cl是由非金屬元素形成的離子化合物，含有離子鍵?！窘馕觥窟xC。通過離子間的反應(yīng)直接形成的離子鍵沒有電子的得失(如Ba2＋與SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))結(jié)合形成離子鍵)，A錯誤；Na和Cs屬于第ⅠA族元素，同主族從上到下金屬性增強，則Cs失電子能力比Na的強，B錯誤；某元素的原子最外層只有一個電子，它跟鹵素結(jié)合時所形成的化學鍵不一定是離子鍵，如HCl，C正確；非金屬原子間可能形成離子鍵，如NH4Cl中存在離子鍵，D錯誤。(1)氫元素與任何元素結(jié)合都不能形成離子鍵嗎？提示：氫元素與活潑金屬元素結(jié)合時形成離子鍵，如NaH存在離子鍵。(2)離子鍵可能存在于單質(zhì)中嗎？提示：陰、陽離子之間的靜電作用力為離子鍵，是不同種元素之間形成的，離子鍵只存在于化合物中?！疽?guī)律方法】離子鍵的三個“一定”和兩個“不一定”(1)三個“一定”①離子化合物中一定含有離子鍵。②含有離子鍵的化合物一定是離子化合物。③離子化合物中一定含有陰離子和陽離子。(2)兩個“不一定”①離子化合物中不一定含有金屬元素，如NH4Cl、NH4NO3等銨鹽都是離子化合物。②含有金屬元素的化合物不一定是離子化合物，如AlCl3。將一塊普通的棉布浸在氯化銨的飽和溶液中，片刻之后，取出晾干就成防火布了。將這塊經(jīng)過處理的布用火柴點，不但點不著，而且還冒出白色的煙霧。氯化銨是很好的防火能手，戲院里的舞臺布景、艦艇上的木料等，都經(jīng)常用氯化銨處理，以求達到防火的目的。(1)氯化銨屬于離子化合物還是共價化合物？提示：離子化合物。(2)你能指明氯化銨中的化學鍵類型嗎？提示：含有離子鍵、共價鍵。共價鍵1．共價鍵、離子鍵的比較：離子鍵共價鍵概念使帶相反電荷的陰、陽離子結(jié)合的相互作用原子間通過共用電子對所形成的強烈的相互作用成鍵微粒陰、陽離子原子成鍵元素活潑金屬元素和活潑非金屬元素(銨鹽除外)大多數(shù)為非金屬元素成鍵實質(zhì)陰、陽離子間的電性作用共用電子對對兩原子核產(chǎn)生的電性作用存在范圍活潑金屬氧化物、強堿、大多數(shù)鹽多數(shù)非金屬單質(zhì)、共價化合物及部分離子化合物實例CaCl2、Na2O2、NaOHCl2、CCl4、NaHCO32.常見物質(zhì)的電子式：(1)非金屬單質(zhì)及共價化合物(2)含共價鍵的離子化合物(3)用電子式表示共價化合物的形成過程1．(思維升華)氯化鋁的物理性質(zhì)非常特殊，如氯化鋁的熔點為190℃(2.02×103Pa)，但在180℃就開始升華。據(jù)此判斷，氯化鋁是共價化合物還是離子化合物，可以證明你的判斷正確的實驗依據(jù)是什么？(宏觀辨識與微觀探析)提示：共價化合物氯化鋁在熔融狀態(tài)下不導電。2．(知識關(guān)聯(lián))實驗室中的碘升華、溴蒸氣被木炭吸附、酒精溶于水、氯化氫氣體溶于水時，共價鍵是否被破壞？(宏觀辨識與微觀探析)提示：碘升華、溴蒸氣被木炭吸附、酒精溶于水共價鍵沒有被破壞、HCl溶于水電離成H＋和Cl－，破壞了共價鍵?！镜淅柯人写嬖诙喾N微粒，下列有關(guān)粒子的表示方法正確的是()A．氯氣的電子式：Cleq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))ClB．氫氧根離子的電子式：eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))HC．HCl的電子式：Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))D．HClO的電子式：Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))O【解題指南】解答本題需注意以下兩點：(1)明確物質(zhì)的形成過程；(2)熟記電子式的書寫?！窘馕觥窟xC。氯氣的電子式為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錯誤；氫氧根離子的電子式為[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H]－，B錯誤；HClO的電子式為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錯誤。【方法導引】常見物質(zhì)所含的化學鍵(1)將Cl2通入石灰乳中制取漂白粉，寫出氯化鈣的電子式。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)用電子式表示Na2O的形成過程。提示：。某汽車安全氣囊的產(chǎn)氣藥劑主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物質(zhì)。當汽車發(fā)生碰撞時，產(chǎn)氣藥劑產(chǎn)生大量氣體使氣囊迅速膨脹，從而起到保護作用。(1)NaN3是氣體發(fā)生劑，受熱分解產(chǎn)生N2和Na，NaN3屬于離子化合物還是共價化合物？并寫出N2的電子式。(2)Fe2O3是主氧化劑，與Na發(fā)生置換反應(yīng)，其還原產(chǎn)物是什么？(3)KClO4是助氧化劑，反應(yīng)過程中與Na作用生成KCl和Na2O。KClO4含有哪類化學鍵？并寫出K的原子結(jié)構(gòu)示意圖?！窘馕觥?1)NaN3是離子化合物；N2分子內(nèi)含有三鍵，氮原子間形成三對共用電子對，其電子式為。(2)Na與Fe2O3發(fā)生置換反應(yīng)，故生成的還原產(chǎn)物為Fe。(3)KClO4是離子化合物，含有離子鍵、極性共價鍵；K屬于19號元素，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。答案：(1)離子化合物(2)Fe(3)離子鍵、共價鍵三言兩語話重點1．了解“三個”概念：化學鍵、離子鍵、共價鍵2．知道“三個一定”：(1)稀有氣體一定無化學鍵；(2)只要有離子鍵一定是離子化合物；(3)熔融狀態(tài)下能導電的化合物一定是離子化合物。3．牢記兩種化合物的一般類別：(1)離子化合物：強堿，大多數(shù)鹽，活潑金屬氧化物。(2)共價化合物：酸、弱堿、極少數(shù)鹽、非金屬氧化物和氫化物。1．下列關(guān)于化學鍵的敘述中，正確的是()A．共價化合物中可能含離子鍵，離子化合物中只含離子鍵B．離子化合物中可能含共價鍵，共價化合物中不含離子鍵C．構(gòu)成單質(zhì)分子的微粒一定含有共價鍵D．在氧化鈉中，只存在氧離子和鈉離子的靜電吸引作用【解析】選B。離子化合物中一定含有離子鍵，還可能含共價鍵，如NaOH，A錯誤；在共價化合物中不存在離子鍵，B正確；稀有氣體分子中不存在化學鍵，C錯誤；在離子化合物中除陰、陽離子電荷之間的靜電吸引作用外，還存在電子與電子、原子核與原子核之間的排斥作用，D錯誤。2．(2021·長春高一檢測)下列各分子中，所有原子都滿足最外層為8電子結(jié)構(gòu)的是()A．H2OB．NH3C．CCl4 D．PCl5【解析】選C。水分子和氨分子中氫原子外層只有2個電子，A、B錯誤；碳原子最外層有4個電子，可與4個氯原子形成4個共價鍵，碳、氯原子最外層皆達到8電子結(jié)構(gòu)，C正確；PCl5中磷原子最外層有5個電子，若與5個氯原子形成共價鍵時，磷原子最外層有10個電子，D錯誤。3．下列物質(zhì)按只含離子鍵、只含共價鍵、既含離子鍵又含共價鍵的順序排列的是()A．氯氣、二氧化碳、氫氧化鈉B．氯化鈉、過氧化鈉、氯化銨C．氯化鈉、過氧化氫、氯化銨D．氯化鈉、氦氣、氫氧化鈉【解析】選C。題中所述物質(zhì)所含化學鍵類型是Cl2：只含共價鍵、CO2：只含共價鍵、NaOH：既含離子鍵又含共價鍵、NaCl：只含離子鍵、Na2O2：既含離子鍵又含共價鍵、NH4Cl：既含離子鍵又含共價鍵、H2O2：只含共價鍵、He：不含離子鍵也不含共價鍵。【補償訓練】(教材二次開發(fā)·教材習題改編)下列哪一組元素的原子間反應(yīng)容易形成離子鍵()元素abcdefgM層電子數(shù)1234567A.a和c B．a(chǎn)和fC．d和g D．c和g【解析】選B。由原子a～g的M層電子數(shù)可知，M層即為原子的最外層，元素a～g均為第三周期元素，a為活潑的金屬元素，f、g為活潑的非金屬元素，所以a與f、a與g形成的化學鍵為離子鍵。4．下列有關(guān)電子式的敘述正確的是()A．H、He、Li的電子式分別為H·、·He·、·Lieq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))B．Na2O的電子式為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的電子式為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．氟化鈣的形成過程：D．NaH的電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H]－【解析】選D。A中鋰原子的電子式為Li·，A錯誤；H2O的電子式應(yīng)為Heq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H，B錯誤；用電子式表示CaF2的形成過程應(yīng)寫成，C錯誤；氫化鈉(NaH)是離子化合物，NaH的電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(·))H]－，D正確。5.氮化鈉是一種非常不穩(wěn)定化合物，它是不可能用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)制備的。2002年，馬克斯·普朗克學會的DieterFischer及MartinJansen用鈉及氮的原子束在液態(tài)氮冷卻的低溫藍寶石上沉積出氮化鈉。按性質(zhì)分類，氮化鈉屬于堿金屬氮化物，又稱離子型氮化物，它的熱穩(wěn)定性較低。氮化鈉遇水會產(chǎn)生NH3和NaOH。請完成下列問題：(1)寫出氮化鈉與水反應(yīng)的方程式。該反應(yīng)屬于四大基本反應(yīng)類型中的哪一類型？提示：Na3N＋3H2O=3NaOH＋NH3↑，復(fù)分解反應(yīng)。(2)氮化鈉中含有什么化學鍵？請寫出其電子式。提示：氮化鈉屬于離子型化合物，含離子鍵。其電子式為Na＋[eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))N··，·×Na＋eq\o\al(\s\up1(·),\s\do1(×))]3－Na＋。(3)請預(yù)測氮化鈉加入鹽酸中的產(chǎn)物。提示：氮化鈉遇水會產(chǎn)生NH3和NaOH，故其在鹽酸中最終生成NaCl、NH4Cl。【補償訓練】XY2的水溶液可作為保濕劑，常用于保持路面、廣場的清潔和濕潤。X的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，X的陽離子與Y的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同。元素Z、W均為短周期元素，它們的原子最外層電子數(shù)均是其電子層數(shù)的2倍，Z與Y相鄰且Z、W能形成一種WZ2型分子?；卮鹣铝袉栴}：(1)m＝________，該保濕劑的化學式為______。(2)Z、W元素的名稱為__________、______。(3)下列說法正確的是__________。A．XY2和WZ2都為離子化合物B．XY2中僅含離子鍵，WZ2中僅含共價鍵C．H2Z比HY的穩(wěn)定性強D．X的陽離子比Y的陰離子半