2020化学新素养同步人教必修二讲义素养练第1章第3节化学键解析

第三节化学键学习目标核心素养建构1.理解离子键和共价键的含义。2．了解常见的离子化合物和共价化合物。3．能用电子式表示简单离子化合物、共价化合物的形成过程。4．认识化学键的含义，并从化学键的角度理解化学反应的实质。[知识梳理]一、离子键和离子化合物1．离子键(1)定义：带相反电荷离子之间的相互作用。(2)成键粒子：阴离子和阳离子。(3)成键元素：一般是活泼金属元素和活泼非金属元素。(4)存在：离子化合物。(5)表示：电子式：如NaClNa＋[]－MgCl2NaOHNa＋[]－2．离子化合物(1)定义：由离子键构成的化合物。(2)形成过程①电子式：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。如：原子：NaNa×、Mg×Mg×阳离子：Na＋Na＋、Mg2＋Mg2＋；阴离子：Cl－②形成过程：。特别提醒NH4Cl是离子化合物而不是共价化合物，电子式是【自主思考】1．(1)所有的金属与非金属化合都形成离子化合物吗？(2)离子化合物中一定只含有离子键吗？提示(1)不一定。一般活泼金属与活泼非金属化合都形成离子化合物，但也可能生成共价化合物，如AlCl3。(2)不一定。离子化合物中一定含有离子键，但也可能含有共价键，如KOH除含有离子键外还含有O—H共价键。二、共价键及其表示方法1．共价键(1)定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。(2)成键粒子：原子。(3)成键元素：同种或不同种非金属元素化合时能形成共价键。(4)存在①非金属单质(除稀有气体)，如H2、O2、N2、O3。②共价化合物，如CO2、HCl、H2SO4、SiO2。③某些离子化合物，如NaOH、Na2O2、Na2CO3、NH4Cl。(5)分类(6)表示：①电子式：如HCl②结构式：如N2N≡N、HClH—Cl、CO2O===C===O。2．共价化合物(1)定义：以共用电子对形成的化合物。(2)形成过程：提醒HClO的电子式是H，而不是；结构式是H—O—Cl，而不是H—Cl—O。【自主思考】2．只有共价化合物中才含有共价键吗？提示不是。共价化合物中一定含有共价键，单质和离子化合物中也可能含有共价键，如H2、O2、Cl2、NH4Cl、NaOH等均含有共价键。3．所有的非金属单质中都含有共价键？提示错误。绝大多数非金属单质中存在共价键，但是稀有气体等单质分子内无化学键。分子间存在分子间作用力。三、化学键、分子间作用力和氢键1．化学键(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。(2)形成类别①原子间价电子的转移——离子键。②原子间价电子的共用——共价键。(3)化学反应的本质：一个化学反应的发生，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成的过程。2．分子间作用力(1)定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又叫范德华力。(2)规律：一般说来，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也就越高，如卤素单质的熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。3．氢键如液态NH3、H2O和HF中分子之间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用，叫做氢键。氢键不是化学键，可看作一种较强的分子间作用力。点拨化学键既影响物质的物理性质，又影响物质的化学性质；而分子间作用力只影响物质的物理性质。[效果自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)任何物质中均含有化学键()(2)含有金属元素的化合物一定是离子化合物()(3)全部由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物()(4)由分子组成的物质中一定存在共价键()(5)由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物()(6)离子化合物中一定不存在共价键()(7)含有共价键的化合物一定是共价化合物()(8)共价化合物中可能含有离子键()(9)构成单质分子的粒子一定含有共价键()(10)由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物()(11)不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)√(11)×2．对于HCl、H2SO4、NaOH、NaCl、NH4Cl、Ne、N2、金刚石，回答下列问题：(1)不存在化学键的是_______________________________________________。(2)属于共价化合物的是___________________________________________。(3)属于离子化合物的是___________________________________________。(4)既含离子键，又含共价键的是___________________________________。答案(1)Ne(2)HCl、H2SO4(3)NaOH、NaCl、NH4Cl(4)NaOH、NH4Cl探究一、化学键与物质类别的关系【合作交流】1．根据离子化合物和共价化合物的概念分析。(1)在共价化合物中一定存在共价键，是否可以存在离子键？(2)在离子化合物中一定含有离子键，是否可以存在共价键？(3)根据上面的分析，判断“只要含有离子键的化合物就是离子化合物，只含有共价键的化合物是共价化合物”这句话是否正确？提示(1)在共价化合物中一定不存在离子键，如HF、H2O分子中只有共价键。如果含有离子键，那么此物质就属于离子化合物。(2)可以存在共价键。如Na2O2、NaOH、NH4Cl等离子化合物中既有离子键又有共价键。(3)正确。只要化合物中含有离子键，它一定是离子化合物，但离子化合物可能含有共价键。共价化合物中必须只含有共价键，不能含有离子键。2．含共价键的物质一定是共价化合物吗？提示不一定。如非金属单质(O2、Cl2、N2等)中含共价键，但不属于化合物；某些离子化合物(如NaOH、Na2SO4、NH4Cl等)中既含离子键，也含共价键，属于离子化合物；只要含有离子键的化合物就是离子化合物。3．非金属单质(除稀有气体外)可能存在极性键吗？化合物中可能存在非极性键吗？提示(1)非金属单质由同种元素的原子构成，同种元素的原子吸引电子的能力相同，电子对不偏向任何一个原子，不能形成极性键，故非金属单质中不可能存在极性键。(2)化合物中可能存在非极性键，如H2O2、Na2O2等。【点拨提升】1．离子化合物与共价化合物的比较离子化合物共价化合物概念由离子键构成的化合以共用电子对形成的化合物物构成粒子阴、阳离子原子粒子间的作用离子键共价键熔、沸点较高一般较低，少部分很高(如SiO2)导电性熔融态或水溶液导电熔融态不导电，溶于水有的导电(如硫酸)，有的不导电(如蔗糖)熔化时破坏的作用力破坏离子键一般不破坏共价键，极少数破坏共价键(如SiO2)实例强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物酸、非金属的氢化物、非金属的氧化物2.化学键和化合物关系的“三个一定”和“三个可能”(1)“三个一定”①离子化合物中一定含离子键。②含离子键的一定是离子化合物。③共价化合物中一定不含离子键。(2)“三个可能”①离子化合物中可能含有共价键，如NaOH。②金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物，如AlCl3。③完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl。【典题例证1】下列叙述中，不正确的是()A．共价化合物可能含有离子键B．CCl4和NH3都是只含有极性键的共价化合物C．Na2O2是含有非极性键的离子化合物D．CaO和NaCl晶体熔化时要破坏离子键解析共价化合物中一定无离子键，A错误；CCl4和NH3分别含有C—Cl键和N—H键，都属于极性键，B正确；Na2O2中的O2－2中含有非极性共价键：O—O键，C正确；CaO和NaCl都属于离子化合物，熔化时要破坏离子键，D正确。答案A【学以致用1】下列物质中，既有离子键，又有共价键的是()A．HClB．KClC．CaCl2D．NH4NO3解析HCl中只有共价键，KCl和CaCl2中只有离子键，NH4NO3中既有离子键又有共价键。答案D探究二、用电子式表示物质及其形成过程【合作交流】1．在电子式中，元素符号周围的“·”和“×”所表示的意义相同吗？提示相同，都表示电子。只不过来源不同，“×”表示的是来自于钙原子的电子，“·”表示的是来自于氟原子的电子。2．列举用电子式表示离子化合物的形成过程容易出现的错误有哪些？提示用电子式表示离子化合物的形成过程，易出现下列错误：(1)漏标离子的电荷数；(2)离子所带的电荷数与元素的化合价分不清；(3)阴离子漏加方括号；(4)把相同的离子归在一起，如MgCl2错写成(5)把“―→”写成“===”等。【点拨提升】书写电子式的注意要点(1)同一个式子中的同一元素的原子的电子要用同一符号，都用“·”或“×”。如：×Mg×不能写成·Mg×。(2)主族元素的简单离子中，阳离子的电子式就是离子符号。如Mg2＋既是镁离子符号，也是镁离子的电子式。阴离子的最外层都是8电子结构(H－除外)，在表示电子的符号外加方括号，方括号的右上角标明所带电荷。(3)离子化合物中阴、阳离子个数比不是1∶1时，要注意每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻的事实。(4)写双原子分子的非金属单质的电子式时，要注意共用电子对的数目和表示方法。(5)防止化合物类型判断错误，即离子化合物与共价化合物分不清。(6)防止漏写未参与成键的电子对。【典题例证2】下列化合物的电子式书写正确的是()解析A项不正确，每个离子均要单独写，应改为。离子电荷表示法(如R2－)与化合价(如R－2)不同，“2－”表示带两个单位负电荷，而“－2”则表示化合价为－2价，故B项不正确，应改为。在简单阳离子符号周围不再用[]，而只用简单离子符号表示即可，所以C项不正确，应改为。答案D【学以致用2】下列有关电子式的叙述正确的是()A．H、He、Li的电子式分别为B．氯原子的电子式为，Cl－的电子式为C．钠离子、镁离子、铝离子的电子式分别为Na＋、Mg2＋、Al3＋D．Na2O的电子式为，H2O的电子式为解析A中锂原子的电子式应为Li·；B中Cl－的电子式应为；D中H2O的电子式应为；金属阳离子的电子式与离子符号相同，C正确。答案C探究三、物质变化过程中化学键的变化【合作交流】1．有化学键断裂的过程一定是化学反应吗？提示不一定。如NaCl受热熔化断裂离子键，HCl溶于水断裂共价键，但都不是化学变化。2．有化学键形成的过程一定是化学反应吗？提示不一定。如从水溶液中结晶形成离子化合物时有离子键形成，但这个过程是物理变化。【点拨提升】1．化学反应的本质一个化学反应过程，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。如化学反应：H2＋Cl2=====点燃2HCl。实质：旧键断裂：H—H―→H＋H(吸收能量)Cl—Cl―→Cl＋Cl(吸收能量)新键的形成：H＋Cl―→H—Cl(放出能量)2．化学键的破坏(1)化学反应过程中，反应物中的化学键被破坏。(2)离子化合物的溶解或熔化过程。离子化合物―――――→溶解或熔化电离――――――→离子键被破坏阴、阳离子(3)共价化合物的溶解或熔化过程。①溶解过程：能与水反应的共价化合物――→如SO2、CO2共价键被破坏属于共价化合物的电解质――→如H2SO4、HCl共价键断裂生成阴、阳离子部分非电解质――→如蔗糖、酒精共价键不被破坏②熔化：(4)单质的熔化或溶解过程。①由分子构成的固体单质，如I2的升华、P4的熔化只破坏分子间作用力，而不破坏化学键。②由原子构成的单质，如金刚石、晶体硅，熔化时破坏共价键。③对于某些活泼的非金属单质，溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如Cl2、F2等。【典题例证3】在下列变化①I2升华，②烧碱熔化，③NaCl溶于水，④HCl溶于水，⑤O2溶于水，⑥Na2O2溶于水中，未发生化学键破坏的是________；仅发生离子键破坏的是________；仅发生共价键破坏的是________；既发生离子键破坏，又发生共价键破坏的是________。解析I2和O2是单质，在存在形式变化过程中未破坏化学键，NaCl是离子化合物，HCl是共价化合物，NaOH和Na2