13第三章离子键(教师版)

创新三维学习法，高效学习加速度1第三章离子键一、知识梳理（一）原子趋向稳定的途径为了让原子趋向稳定，必须使其在结构上发生变化，根据稀有气体的原子结构特点，其最外层电子达到8个电子（若只有l层的话，达到2个电子），所以对应的原子或得到电子或失去电子就可以成为稳定的结构，这种情况存在于活泼的金属原子（最外层电子少，易失去）和活泼的非金属原子之间（最外层电子多，得到少数电子就可成为稳定结构）。这是学生容易理解的，像NaCl的形成。然而，对于非金属元素的原子间，若要趋向稳定的结构，都“期望”得到电子，唯一的办法就是通过电子的共用达到成为稳定结构的目的。像HC1，CO2等。当然，由于不同的非金属元素得电子能力是不同的，所以共用的电子可能会造成稍有偏向，这就造成了这些物质中元素有不同的化合价，HC1中H为+1价，Cl为-1价。【例l】下列叙述中正确的是()(A)两种非金属原子间不可能形成离子键(B)非金属原子间不可能形成离子化合物(C)离子化合物中所有离子均满足8电子稳定结构(D)简单阴离子半径比简单阳离子半径大【解析】A项中由于非金属元素一般均有获得电子的趋向，所以两种非金属元素同不可能形成离子键的说法正确。B项中由于没有指明数量，那么由非金属元素构成原子团形成阴、阳离子，也可以形成离子化合物的，如NH4C1中就没有金属元素。C项中说法太绝对，有些离子是2电子稳定结构，如Li+等；还有一些离子化合物中的离子如Fe3+等，也不符合8电子结构的。阴、阳离子半径大小比较要先看其电子层结构的，不能一概而论。若电子层结构相同，则阴离子半径大于阳离子；若电子层结构不同，一般来说，电子层数多，半径大。例如：ClrKr（前者），FrKr（后者）。【答案】A（二）离子键1．离子键的概念：阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键。【注意】(1)“静电作用”包括静电吸引力和排斥力。如：阴离子的负电荷与阳离子的正电荷的吸引力，一种离子的核电荷吸引另一种离子的核外电子；两种离子的核外电子与核外电子及核与核之间都有排斥力，当吸引与排斥达到平衡时，即形成了离子键。(2)由于离子键是吸引与排斥的平衡，所以阴、阳离子间不能无限地靠近，也不能相距很远，两者之间的距离称为核间距。当离子晶体熔化或溶于水时，离子键被破坏，这时离子可以自由移动，离子之间应该保持的距离也被破坏了。2．离子键的形成条件mmMMneneN静电作用力静电平衡活泼金属：离子键活泼非金属：N创新三维学习法，高效学习加速度2【注意】(1)活泼金属元素（Li、Na、K、Mg、Ca、Ba等）的单质在反应中容易失去电子形成阳离子；活泼的非金属元素（如F、O、Cl、Br、I、S等）的单质在反应中容易获得电子形成阴离子，它们之间形成离子键。但有些金属元素与非金属元素形成的化学键不是离子键，而是共价键，如AlCl3中铝与氯之间的化学键是共价键。(2)金属阳离子或NH4+与某些带电的原子团（如OH-、SO42-、CO32-、NO3-、O22-等）也是形成离子键。(3)活泼的金属（如K、Na、Ca、Ba等）与H2反应生成的KH、NaH、CaH2中，金属阳离子与H-也形成离子键。3．离子键的特征既无方向性又无饱和性。因为离子是球形对称的，只要空间条件许可，它可以从不同方向同时吸引几个带相反电荷的离子。如在CsCl晶体中，一个Cs+同时吸引8个Cl-，一个C1-也同时吸引8个Cs+。4．影响离子键强弱的因素(1)离子电荷（主要因素）：离子电荷越多，作用越强。(2)离子半径（次要因素）：离子半径越小，作用越强。(3)离子的极化程度（次要因素，在高中阶段一般忽略不计）。5．电子式的书写(1)原子的电子式：在元素符号周围点出最外层电子数。如：H•::ClONa••Mg••Ca•氢原子氯原子氧原子钠原子镁原子钙原子(2)离子的电子式阳离子的电子式就是阳离子符号。如Mg2+、Al3+等。阴离子的电子式，点出阴离子最外层电子，并用“[]”括上。如::Cl原子团的电子式：OH-的电子式为::OH(3)非金属单质的电子式：N2：::NNCl2：:::ClClH2：H:H(4)离子化合物的电子式，就是阴、阳离子的电子式组成。如创新三维学习法，高效学习加速度3NaCl：Na+::ClMgBr2：::Br-Mg2+::Br(5)共价化合物的电子式，要考虑成键的原子的最外层电子及由多少对共用电子才能形成8电子（或2电子）的稳定结构。如NH3的电子式为::HNHH【例2】以下各组两种元素的原子，能形成离子键的是()(A)镁和氧(B)碳和氯(C)氢和氟(D)钾和氯【解析】典型金属和典型非金属之间易发生电子得失而形成离子键。A中镁易失去电子，氧易得到电子。D中钾易失去电子，氯易得到电子。B的两种元素是非金属，均不易失去电子，不会形成离子键。同理C的两种元素也不会形成离子键。【答案】AD【例3】下列电子式中错误的是()(A)钠离子：Na+(B)氢氧根离子：::OH(C)次氯酸：::HClO：(D)过氧化钠：Na+2:::OONa+【解析】书写电子式要考虑成键原子的最外层电子数及原子间成键的类型。如A选项的钠离子是由钠原子失去最外层一个电子而成，所以电子式为Na+；由于含氧酸分子中一定含有—OH．且是几元无机合氧酸，就有几个-OH．故在次氯酸分子结构式是H—O—Cl，C选项错误；Na2O2是离子化合物，有离子键并且O22-是原子团，氧原子间靠非极性共价键结合，所以D选项正确。【答案】C（三）离子的结构特征1．电子层结构：绝大多数单核离子是饱和的，如：F-、S2-、Cl-、Na+、Mg2+、Al3+等，有少数是不饱和的，如Fe2+等。2．所带电荷：阴离子带负电荷，阳离子带正电荷。电荷数是由形成离子时所得、失电子数决定的。3．离子半径影响离子半径的因素主要有三个方面：①电子层数；②核电荷数；③核外电子数(1)阳离子半径小于相应的原子半径，阴离子半径大于相应的原子半径。如r(Al3+)r(Al)；r(O2-)r(O)。(2)电子层数越多离子半径越大。如r(Li+)r(Na+)；r(Mg2+)r(S2-)。创新三维学习法，高效学习加速度4(3)具有相同电子层结构的离子，随核电荷数的增加逐渐减小。如r(S2-）r(C1-)r(K+)r(Ca2+)。(4)高价阳离子半径小于低价阳离子半径，如r(Fe3+)r(Fe2+)。【例4】有A、B、C、D四种元素，A、B的阳离子与C、D的阴离子具有相同的电子层结构，Am+、Bn+中mn，Cx-、Dy-中xy。则四种元素离子半径大小关系是()(A)Am+Bn+Cx-Dy-(B)Dy-Cx-Bn+Am+(C)Cx-Dy-Am+Bn+(D)Cx-Dy-Bn+Am+【解析】电子层结构相同的阴、阳离子，随核电荷数的增加，离子半径逐渐变小。因此，本题只要能比较出A、B、C、D四种元素的原子序数大小，就能把它们的离子半径大小比较出来。首先，原子失去电子后成为阳离子，原子得到电子后成为阴离子，阴、阳离子的电子层结构相同，说明阳离子的原子序数大于阴离子的原子序数，因此阴离子半径大于阳离子，A项错误。两种阴离子Cx-、Dy-中xy，原子序数为CD，故阴离子半径Cx-Dy-．B项错误。再比较两种阳离子的原子序数，在Am+、Bn+中因mn，则原子序数AB，因此阳离子半径Am+Bn+，因此C项正确。【答案】C（四）离子化合物1．离子化合物的概念：由离子键形成的化合物一定是离子化合物（或由离子构成的化合物）。如强碱、大多数的盐、活泼金属的氧化物。2．离子化合物的构成微粒：阳离子、阴离子3．离子化合物中存在的作用力：一定存在离子键，可能有共价键（包括极性共价键和非极性共价键）。如NaOH中Na+与OH-靠离子键结合，而OH-中O原子与H原子靠共价键结合。4．离子化合物的特征：(1)离子化合物在气化成气态时，以分子形式存在，但在常温下，离子化合物总是以固态形式存在。所以，离子化合物在固态时无“分子式”，只有“化学式”。(2)一般来说，离子化合物在水溶液中和熔化状态下（受热易分解的离子化合物除外）均能产生自由移动的离子，所以均能导电，而离子化合物若以固态形式存在时，尽管有阴、阳离子，但它们只被局限在一定空间振动，不存在自由移动的离子，所以，离子化合物在固态时不导电。(3)离子化合物（离子晶体）的熔沸点、硬度一般较高。5．用电子式表示离子化合物的形成过程NaCl的形成过程：MgBr2的形成过程：Na202的形成过程：【例5】以下关于离子化合物的说法正确的是()(A)离子化合物由阴、阳离子构成(B)离子化合物的化学式代表它的分子组成创新三维学习法，高效学习加速度5(C)离子化合物在固态或液态时都能导电(D)离子化合物熔融时离子键没有破坏【解析】离子化合物中没有分子存在，离子化合物的化学式也就不能表示它的分子组成，只能表示阴、阳离子的个数比；离子化合物在固态时不能导电，因为离子化合物在固态时虽有离子存在，但不能自由移动，当受热熔融时，离子键被讣界的能量破坏，产生自由移动的离子，此时离子化合物能导电。【答案】A【例6】以下属于离子化合物特性的是()(A)熔、沸点高(B)水溶液一定具有良好导电性(C)常温下可以为液态(D)熔融液能导电【解析】离子化合物的固体是由阴、阳离子交替紧密堆积而成的。由于阴、阳离子间强烈的静电作用（离子键），只有在较高温度才能使阴、阳离子拆开，因此离子化合物常温下为固体，且有较高的熔点。A正确，而C错误。离子化合物为固体时，因阳、阴离子不能自由移动而不能导电，但熔融后变成能自由移动的阴、阳离子，而能导电，故D正确。B不一定正确，因为其水溶液有良好的导电性，要满足两个条件：一是该离子化合物能溶于水，二是溶液不能太稀，故B不是该题答案。【答案】AD二、典型例题【例1】与Ne的核外电子排布相同的离子跟与Ar的核外电子排布相同的离子所形成的化合物是()A．MgBr2B．Na2SC．CCl4D．KF【解析】A项中Mg2+的核外电手排布与Ne的核外电子排布相同，而Br-的核外电子排布与Kr的核外电子排布相同，故A不正确；B项中Na+的核外电子排布与Ne的核外电子排布相同，S2-的电子排布与Ar的核外电子排布相同，故B正确；C项中CCl4为共价化合物，效C不正确；D项中K+的核外电子排布与Ar的核外电子排布相同，F-的核外电子排布与Ne的核外电子排布相同，故D正确。【答案】BD【例2】下列离子化合物中，阴、阳离子间距离最大的是()A．LiClB．NaClC．KClD．KBr【解析】在离子化合物中，若阴、阳离子间的距离最大，必然是阴、阳离子间的半径之和也最大。阳离子中Li+核外只有一个电子层，Na+核外有两个电子层，K+核外有三个电子层，所以K+半径最大；阴离子中Cl-与Br-相比，Cl-核外有三个电子层，Br-核外有四个电子层，Br-半径大。故阴、阳离子间距离最大的是KBr。【答案】D【解题技巧】决定原子或离子半径大小的主要因素有：①原子或离子的电子层数，一般来说，电子层数越多，半径越大。②核电荷数。对于核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小。③微粒的电性。元素相同时．阴离子半径大于原子半径。【例3】下列性质中，可以证明某物质内一定存在离子键的是()(A)晶体具有较高的熔点和沸点(B)由活泼金属和活泼非金属组成的化合物(C)其水溶液可以导电(D)熔融状态下能导电创新三维学习法，高效学习加速度6【解析】离子键一定存在于化合物中，具有较高熔点和沸点的物质不一定是化合物，如金刚石等，A错。B正确，符合离子键形成的条件。水溶液能导电的物质很多，如Cl2溶于水也能导电，HCl水溶液也能导电，它们均不是由离子键构成的。熔融状态下能导电的化合物中能导电的一定含离子键，而现在没有指明一定是化合物，那么金属单质在熔融时也能