《4.4化學鍵》知識清單

《4.4化學鍵》知識清單一、化學鍵的概念1、**定義**-化學鍵就是相鄰原子之間強烈的相互作用。這里要注意“相鄰”和“強烈”這兩個詞哦。比如說，我們班級里的同學，相鄰的同學之間可能會有比較強的互動，像一起討論問題、互相借文具之類的，這就有點像原子之間的化學鍵。如果是隔得很遠的同學，互動就比較少啦。原子也是這樣，只有相鄰的原子之間才有這種強烈的相互作用。2、**化學鍵的重要性**-化學鍵就像建筑里的鋼筋混凝土，把原子緊緊地結合在一起，形成各種各樣的物質(zhì)。如果沒有化學鍵，原子就像一盤散沙，根本不能組成我們周圍看到的形形色色的物質(zhì)。就像我們蓋房子，如果沒有水泥把磚頭粘在一起，房子就蓋不起來，那我們就沒有住的地方啦。二、化學鍵的分類1、**離子鍵**-**形成過程**-離子鍵是由陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學鍵。比如說，鈉原子（Na）最外層有1個電子，它很想把這個電子扔掉，變成穩(wěn)定的鈉離子（Na?）；而氯原子（Cl）最外層有7個電子，它就很想得到1個電子變成氯離子（Cl?）。當鈉原子遇到氯原子的時候，鈉原子就把自己的電子給了氯原子，這樣鈉原子變成了帶正電的鈉離子，氯原子變成了帶負電的氯離子。然后呢，正電的鈉離子和負電的氯離子就相互吸引，這種吸引的作用就是離子鍵。這就好比一個很慷慨的人（鈉原子）把自己的東西（電子）給了一個很需要的人（氯原子），然后他們就因為這個“給予”和“接受”的關系緊緊地聯(lián)系在一起了。-**離子化合物**-由離子鍵構成的化合物就叫離子化合物。常見的離子化合物有氯化鈉（NaCl，我們吃的鹽）、氫氧化鈉（NaOH）等。像我們做菜的時候，如果沒有鹽（NaCl），菜就沒味道。鹽在我們生活中這么重要，而它就是典型的離子化合物哦。在離子化合物中，離子鍵使得陰陽離子有序排列，就像班級里的男生和女生按照一定的規(guī)則站成整齊的隊伍一樣。2、**共價鍵**-**形成過程**-共價鍵是原子之間通過共用電子對形成的化學鍵。比如氫氣（H?），每個氫原子最外層有1個電子，它們都想有2個電子達到穩(wěn)定結構。于是，兩個氫原子就商量好，它們把各自的1個電子拿出來，共享這一對電子，這樣就形成了共價鍵。這就像兩個小伙伴一起分享一個玩具，這個玩具把他們聯(lián)系在一起了。還有像水分子（H?O），氧原子最外層有6個電子，它想再得到2個電子達到穩(wěn)定結構，而每個氫原子有1個電子，所以一個氧原子就和兩個氫原子通過共用電子對的方式形成了共價鍵。這就好比氧原子是一個很會交朋友的人，它和兩個氫原子交上朋友，大家共享電子，然后就緊緊地結合在一起了。-**共價化合物**-只含有共價鍵的化合物叫共價化合物。像二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）等都是共價化合物。我們呼出的二氧化碳就是共價化合物，植物通過光合作用吸收二氧化碳，把它轉(zhuǎn)化成有機物，這個過程中二氧化碳的共價鍵會被破壞和重新組合。這就像一個拼圖被拆開又重新拼成新的圖案一樣。-**共價鍵的分類**-按照共用電子對是否偏移，可以分為極性共價鍵和非極性共價鍵。-**極性共價鍵**：在化合物分子中，不同種原子形成的共價鍵，由于不同原子對電子的吸引能力不同，共用電子對會偏向吸引電子能力強的原子一方。例如在氯化氫（HCl）分子中，氯原子對電子的吸引能力比氫原子強，所以共用電子對偏向氯原子，這就是極性共價鍵。這就像拔河比賽，氯原子力氣大一點，就把共用電子對這個“繩子”往自己這邊拉了一點。-**非極性共價鍵**：同種原子形成的共價鍵，共用電子對不發(fā)生偏移。像氫氣（H?）中的共價鍵，兩個氫原子對電子的吸引能力一樣，共用電子對就在中間，不偏向任何一方，這就是非極性共價鍵。這就像兩個力氣一樣大的人拔河，繩子就在中間，誰也拉不動誰。三、化學鍵與物質(zhì)的性質(zhì)1、**對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響**-**熔點和沸點**-離子化合物一般有較高的熔點和沸點。這是因為離子鍵很強，要破壞離子鍵讓離子化合物變成液態(tài)或者氣態(tài)，需要很多的能量。就像要把用強力膠水粘在一起的東西分開，很不容易。比如氯化鈉（NaCl），它的熔點是801℃，沸點是1413℃。而共價化合物的熔點和沸點情況比較復雜。對于分子晶體（由共價鍵形成分子，分子間通過分子間作用力結合的晶體）來說，它們的熔點和沸點相對較低，因為分子間作用力比化學鍵弱很多。像二氧化碳（CO?），在常溫常壓下是氣體，它的熔點是-56.6℃，沸點是-78.5℃。這就好比分子晶體之間的聯(lián)系像小朋友之間手拉手，比較容易分開；而離子化合物之間的聯(lián)系像大人之間用鐵鏈鎖在一起，很難分開。-**溶解性**-離子化合物很多是可溶于水的，因為水分子是極性分子，它能夠破壞離子鍵，把離子“拉”到溶液里。就像一群熱情的小朋友（水分子）把原本緊緊抱在一起的離子（比如NaCl中的Na?和Cl?）分開，然后帶著它們在溶液里到處跑。而共價化合物的溶解性也有不同情況。像乙醇（C?H?O）能與水以任意比例互溶，因為乙醇分子中有極性鍵，能和水分子形成氫鍵（一種特殊的分子間作用力）；而像甲烷（CH?）就不溶于水，因為它是非極性分子，和極性的水分子“合不來”。這就好比有些人很合群，能很快融入新的群體（像乙醇在水里），而有些人很不合群，就不能融入（像甲烷在水里）。2、**對物質(zhì)化學性質(zhì)的影響**-化學鍵的斷裂和形成是化學反應的本質(zhì)。在化學反應中，舊的化學鍵斷裂，新的化學鍵形成。比如氫氣（H?）和氧氣（O?）反應生成水（H?O）的反應。首先，氫氣分子中的H-H共價鍵和氧氣分子中的O=O共價鍵要斷裂，然后氫原子和氧原子重新組合，形成H-O-H的共價鍵。這就像拆了舊房子（舊化學鍵斷裂），然后用原來的材料（原子）蓋新房子（新化學鍵形成）。不同的化學鍵穩(wěn)定性不同，這也影響了物質(zhì)的化學活性。例如，氮氮三鍵（N≡N）非常穩(wěn)定，所以氮氣（N?）在一般情況下化學性質(zhì)很不活潑，不容易發(fā)生化學反應。而碳碳雙鍵（C=C）相對碳碳單鍵（C-C）來說不太穩(wěn)定，含有碳碳雙鍵的物質(zhì)（如乙烯，C?H?）就比較容易發(fā)生加成反應等化學反應。這就像有些東西很堅固（像氮氣的化學鍵），不容易被破壞；而有些東西比較脆弱（像乙烯的碳碳雙鍵），就容易被改變。四、化學鍵的表示方法1、**電子式**-**離子鍵的電子式**-對于離子化合物，我們用電子式來表示離子鍵。例如氯化鈉（NaCl）的電子式，Na?的電子式就是Na?，因為它失去了最外層的1個電子，變得簡單了；Cl?的電子式是[:Cl:]?，在氯原子的周圍有8個電子（包括得到的1個電子），然后用方括號括起來，并且標上負電荷。整個氯化鈉的電子式就是Na?[:Cl:]?。這就像給離子們畫一幅簡單的畫像，把它們的電子情況表示出來。-**共價鍵的電子式**-對于共價化合物，也用電子式表示共價鍵。比如氫氣（H?）的電子式是H:H，中間的兩個點表示共用的電子對。再看水分子（H?O）的電子式，氧原子周圍有8個電子，其中有兩對是和氫原子共用的，所以電子式是H:O:H。這就像用一種特殊的符號語言來描述原子之間共享電子的情況。2、**結構式**-結構式是用一根短線“-”表示一對共用電子對的式子。例如氫氣的結構式就是H-H，甲烷（CH?）的結構式是H-C-H，中間的碳和每個氫原子之間都有一根短線，表示它們之間的共價鍵。這就像用簡單的線條畫出原子之間的連接關系，讓我們更直觀地看到分子的結構。五、典型問題1、如何判斷一種物質(zhì)是離子化合物還是共價化合物？-一般來說，如果物質(zhì)是由金屬元素和非金屬元素組成（除了AlCl?等少數(shù)特殊情況），那它很可能是離子化合物，比如氯化鈉（NaCl）、氧化鎂（MgO）等。如果物質(zhì)是由非金屬元素組成，那它很可能是共價化合物，像二氧化碳（CO?）、水（H?O）等。但是有一些特殊情況要注意，比如銨鹽（如氯化銨，NH?Cl），雖然是由非金屬元素組成，但它是離子化合物，因為銨根離子（NH??）和氯離子（Cl?）之間是離子鍵。這就像判斷一個人是男生還是女生，一般有一些明顯的特征，但也有個別特殊的情況。2、離子鍵和共價鍵在本質(zhì)上有什么區(qū)別？-離子鍵是陰、陽離子之間的靜電作用，包括靜電吸引和靜電排斥（因為離子都帶電荷，同性相斥，異性相吸）。而共價鍵是原子之間通過共用電子對形成的相互作用?？梢韵胂箅x子鍵是因為有電荷的吸引，就像磁鐵的兩極相互吸引（當然離子之間還有排斥）；而共價鍵是大家共享一些東西（電子對），就像合租房子的人共同使用一些設施一樣。3、化學鍵與物質(zhì)的穩(wěn)定性有什么關系？-化學鍵越強，物質(zhì)越穩(wěn)定。比如氮氣（N?），氮氮三鍵非常強，所以氮氣在常溫下很穩(wěn)定。而一些化學鍵比較弱的物質(zhì)，就容易發(fā)生反應。例如碘化氫（HI）中的H-I鍵相對較弱，所以碘化氫比氯化氫（HCl）更容易分解。這就像一座橋，如果是用很堅固的材料建造的（強化學鍵），就不容易倒塌；如果是用比較脆弱的材料建造的（弱化學鍵），就容易壞掉。一、選擇題1、下列物質(zhì)中，含有離子鍵的是（）A.H?OB.CO?C.NaClD.CH?2、下列化學鍵中，屬于非極性共價鍵的是（）A.H-ClB.O=OC.C-HD.Na?[:Cl:]?3、下列關于化學鍵的說法正確的是（）A.化學鍵只存在于分子內(nèi)部B.化學鍵的斷裂和形成是物理變化C.離子化合物中一定只含有離子鍵D.共價化合物中一定含有共價鍵4、下列物質(zhì)的電子式書寫正確的是（）A.氮氣：N:::NB.氯化氫：H?[:Cl:]?C.二氧化碳：O::C::OD.水：H:O:H二、填空題1、寫出下列物質(zhì)的電子式：-氧化鎂：______-氨氣：______2、用結構式表示下列物質(zhì)：-乙烯（C?H?）：______-過氧化氫（H?O?）：______三、簡答題1、比較離子化合物和共價化合物在物理性質(zhì)（熔點、沸點、溶解性）方面的差異，并解釋原因。2、舉例說明化學鍵的斷裂和形成在化學反應中的體現(xiàn)。參考答案：一、選擇題1、C。NaCl是由鈉離子（Na?）和氯離子（Cl?）通過離子鍵形成的離子化合物，而H?O、CO?、CH?都是共價化合物，不含離子鍵。2、B。O=O是同種原子（氧原子）形成的共價鍵，共用電子對不發(fā)生偏移，屬于非極性共價鍵；H-Cl是不同種原子形成的極性共價鍵；C-H也是極性共價鍵；Na?[:Cl:]?表示的是離子鍵。3、D?；瘜W鍵不僅存在于分子內(nèi)部，還存在于離子化合物等中；化學鍵的斷裂和形成是化學反應的本質(zhì)，不是物理變化；離子化合物中可能含有共價鍵，如氯化銨（NH?Cl）中銨根離子（NH??）內(nèi)部有共價鍵；共價化合物中一定含有共價鍵。4、D。氮氣的電子式應該是:N≡N:；氯化氫是共價化合物，電子式為H:Cl；二氧化碳的電子式為:O::C::O:。二、填空題1、氧化鎂：Mg2?[:O:]2?；氨氣：H:N:H。-在氧化鎂中，鎂原子失去2個電子形成鎂離子（Mg2?），氧原子得到2個電子形成氧離子（O2?），然后通過離子鍵結合，用電子式表示就是Mg2?[:O:]2?。-氨氣分子中，氮原子最外層有5個電子，它和3個氫原子通過共用電子對結合，每個氫原子提供1個電子，氮原子還有1對孤對電子，所以電子式是H:N:H。2、乙烯（C?H?）：H-C=C-H；過氧化氫（H?O?）：H-O-O-H。-在乙烯分子中，兩個碳原子之間是碳碳雙鍵（C=C），每個碳原子還和兩個氫原子以單鍵相連，所以結構式是H-C=C-H。-過氧化氫分子中，兩個氧原子之間有一個單鍵（O-O），每個氧原子還和一個氫原子相連，所以結構式是H-O-O-H。三、簡答題1、-**熔點和沸點**-離子化合物一般有較高的熔點和沸點。原因是離子鍵很強，離子化合物中陰陽離子通過離子鍵緊密結合，要破壞離子鍵使離子化合物變成液態(tài)或者氣態(tài)需要很多能量。例如氯化鈉（NaCl）熔點為801℃，沸點為1413℃。-共價化合物的熔點和沸點情況較復雜。對于分子晶體這種共價化合物，它們的熔點和沸點相對較低，因為分子間作用力比化學鍵弱很多。例如二氧化碳（CO?）熔點為-56.6℃，沸點為-78.5℃。-**溶解性**-離子化合物很多可溶于水。這是因為水分子是極性分子，能破壞離子鍵，將離子“拉”到溶液里。例如氯化鈉易溶于水。-共價化合物溶解性