13第三章离子键(学生版)

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（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【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。创新三维学习法，高效学习加速度23．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NaCl：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【例3】下列电子式中错误的是()创新三维学习法，高效学习加速度3(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+（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-)。(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+（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创新三维学习法，高效学习加速度4NaCl的形成过程：MgBr2的形成过程：Na2O2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(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【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【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【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【例4】S2-，Cl-，K+，Ca2+的电子层结构与何种原子相同？半径从小到大如何排列？写出与Ne具有相同电子层结构的离子符号（阴、阳离子各写1个）。【例5】硫化钾(K2S)是一种离子化合物，为什么晶体K2S不能导电，而其水溶液能导电？用电子式写出K2S的形成过程。【例6】根据所学有关离子化合物的性质，推断CaCl2有哪些性质？【例7】金属锂(3Li)和非金属氟(9F)反应生成化合物氟化锂。(1)画出锂原子和氟原子的原子结构简图。(2)锂原子和氟原子接触，它们分别怎样变化才能成为稳定结构？(3)试画出锂和氟气反应生成化合物的电子式。(4)写出锂和氟气反应的化学方程式，并指出生成物的结构类型。【例8】现有A、B、C、D、E五种元素，A的原子核中没有中子；B、C元素原子的电子层数相同，C的原子半径较小，B、C的质子数之和为27，质子数之差为5；0.96gD的单质跟足量的盐酸反应，生成D3+和1.2L(标准创新三维学习法，高效学习加速度5状况)氢气；E和C能形成E2C型离子化合物，且E、C两元素的简单离子具有相同电子层结构。回答：(1)元素符号：A__________，B__________,C__________，D__________，E__________。(2)D写盐酸反应的离子方程式__________________________________。(3)用电子式表示C与E形成E2C的过程__________________________________。【例9】下列性质中，可以证明某化合物中一定存在离子键的是()(A)可溶于水(B)具有较高的熔点(C)水溶液一定能够导电(D)熔融状态能够导电三、思维误区点拨本节知识在理解与运用中常见的错误是：1．不清楚形成离子键的条件。2．不清楚离子化合物的性质。3．判断离子半径大小时出错。【例1】活泼金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是()①高沸点②能溶于水③水溶液能导电④低熔点⑤熔融状态不导电(A)①②③(B)③④⑤(C)①④⑤(D)②③⑤【例2】下列各化合物中的阳离子半径与阴离子半径之比值最大的是()A．KFB．MgCl2(C)CaBr2D．NaF【归纳】书写离子化合物的电子式时，必须注意以下问题：1．正确书写阴、阳离子符号，阴离子一般满足8电子或2电子稳定结构，带[]，而阳离子（除NH4+等原子团）一般不带[]，若阴离子中又有共价键，则应确定共用电子对数。2．若阳离子或阴离子个数1，则应分开书写，如：MgCl2的电子式正确的是::ClMg2+::Cl，而不是Mg2+2::Cl。四、视野拓展有趣的矿物化学性质矿物是由自然界中100多种元素当中任何一种或两种以上的元素组成的。因此矿物的化学性质就离不开这些元素的组合性质。人们把化学元素分为亲气元素、亲石元素和亲生物元素等。亲石元素与岩石圈关系密切又称为亲氧元系。主要集中分布于地球的岩石圈中，是构成地壳岩石的主要元素。包括锂、铍、硼、碳、氧、钠、镁、硅等，多达53创新三维学习法，高效学习加速度6种元素。有趣的是，这些元素的离子最外层电子层多具有8个电子，呈稀有气体型的稳定结构。同质多象是指化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下结晶成具有不同结构晶体的性质，我们都知道金刚石是由碳原子组成的，而石墨也是由碳原子组成的，但由于结构晶体的性质不同，它们之间有极不相同的物理性质。在硬度方面金刚石是物质中硬度最大的，而石墨的硬度却很小。同象异质是指矿物的结构相同，而化学成分不同，如方解石是碳酸钙，而菱镁矿的化学成分是碳酸镁，可它们的结构是相同的，都为三方晶系。由于矿物具有各种有趣的化学挂质，使宇宙间存在几千种特性不同的矿物，而且人们还在不断发现新的矿物。五、课堂练习1．下列化合物中，只含离子键的是()。A.HClB.NaFC.CO2D.SiO22．列化合物中，属于离子化合物的是()。A.H2OB.NH3C.K2SD.H2SO43．下列各物质中，熔点较高的是()。A.NaClB.HClC.HFD.SO24．下列各化合物中，熔融状态下易导电的是()。A.CuCl2B.MgCl2C.H2SO4D.C8H185．报据下列各物质的沸点，推测其中不属于离子化合物的物质是（）ABCD化合物CaCl2KC1AlCl3MgCl2沸点(℃)194014371811412A.CaCl2B.KClC.AlCl3D.