专题二 化学键（讲义）-《无机化学》(化工社）专题复习讲练测

专题2 化学键（讲义）-《无机化学》化工社-专题复习讲练测 一、考纲解读 1.能够理解离子键的概念，包括阴阳离子通过静电作用形成化学键这一本质含义，能准确阐述静电作用包含的引力和斥力因素。 2.理解共价键的概念，清楚原子间通过共用电子对相互作用形成共价键这一核心要点，明白共价键形成于原子间得失电子能力相近的情况。 3.知道金属键对金属物理性质（导电性、导热性、延展性）的影响原理，能够解释为什么金属具有这些性质，如说明金属导电性是由于自由电子在电场下定向移动。 二、知识点梳理 一、离子键 活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间较易形成离子键。离子键是由电子转移形成的，原子失去电子形成阳离子，而获得电子形成阴离子。阴离子和阳离子由静电作用相互吸引，同时当它们十分接近时发生排斥，引力和斥力相等时即形成离子键。以离子键结合的化合物称为离子化合物，如 NaCl、MgO、CaF，等。大多数的盐、碱、活泼金属氧化物中都有离子键。 现以 NaCl为例解释钠原子与氯原子结合并形成离子键的过程。钠原子的最外层有 1个电子，氯原子的最外层有 7 个电子，为了达到8 个电子的稳定结构，钠原子易失去 1个电子，形成带1个单位正电荷的钠离子 (Na+);氯原子易得到1个电子，形成带 1个单位负电荷的氯离子 (Cl-)。由于静电作用 Na+与Cl相吸引形成化合物 NaCl(见图 1-5)。 二、共价键 1.共价键的形成 活泼的金属元素与活泼的非金属元素之间，通过电子的得失形成离子键。而非金属元素与非金属元素之间，如 H、Cl2、HCI、O2、H2O等，显然不可能有电子的得失，就只有双方共用电子对形成分子。这种原子间通过共用电子对所形成的化学键，叫做共价键。以共价键形成的化合物叫做共价化合物。 共价键的本质是在原子之间形成共用电子对。现以氯原子为例来分析氯气分子的形成两个氯原子的最外层都有 7个电子，要达到 8个电子的稳定结构都需要获得1个电子而这两个原子间难以发生电子得失。当这两个氯原子各提供1个电子时，形成了共用电子对，从而使两个氯原子都形成了稳定结构，形成了氯分子 (见图 1-6)。 2.极性键与非极性键 在化合物分子中，不同种原子形成的共价键，由于两个原子吸引电子的能力不同，共用电子对必然偏向吸引电子能力较强的原子一方，因而吸引电子能力较弱的原子一方相对的显正电性，这样的共价键叫做极性共价键，简称极性键。例如，HCl分子中的 H一Cl键属于极性键，在 HCl分子中 Cl的非金属性比H强得多，所以电子明显偏向 Cl，Cl早负电性。 在单质分子中，同种原子形成共价键，两个原子吸引电子的能力相同。共用电子对不偏向任何一个原子，因此成键的原子都不显电性。这样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。氢分子中两个原子间共用一对电子所形成的共价键叫做单键，化学中常用“一”来表示。这种用元素符号和短线表示化合物 (或单质) 分子中原子的排列和结合方式的式子叫做结构式，例如，氢分子的结构式为 H一H。结构式用“一、一、三”分别表示 1、2、3 对共用电子。例如，H,中 H一H 键、O,中 0-0 键、N中 N=N 键等都是非极性共价键。“一、二、三”分别叫做共价单键、共价双键、共价三键。 在化学反应中元素的原子都有使最外层电子达到稳定结构的趋势。由于原子核对电子吸引力有强有弱而使电子对有所偏移，电子对偏向一方略显负电性，偏离一方略显正电性，相互吸引形成共价化合物，我们把这种现象叫作电子对偏移现象。但作为分子整体仍是电中性。 三、电子式 化学中常在元素符号周围用小黑点“·”或小叉“x”来表示元素原子的最外层电子这种表示物质结构的式子叫做电子式。 电子式可用于表示原子、离子、单质分子，也可表示共价化合物、离子化合物及其形成过程。 表示原子时，依据元素的原子最外层电子个数的多少，先用小黑点“·” (或“x”)等符号在元素符号上、下、左、右各表示出1个电子，多余的电子配对，如图 1-7 所示。 表示单质分子时，必须正确地表示出共用电子对数，并满足每个原子的稳定结构，如图1-8 所示。 表示阳离子时，简单阳离子由于在形成过程中已失去最外层电子，所以其电子式书写方式就是其离子符号本身。例如，Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al3+ 表示阴离子时，都应标出电子对，还应加中括号，并在括号的右上方标出离子所带的电荷，如图 1-9所示。 表示离子化合物时，将组成的阴阳离子拼在一起进行标示，如图 1-10 所示。 四、金属键 金属原子最外层电子数比较少，容易失去最外层电子而形成金属阳离子。 在金属晶体内部，存在着金属键，它是化学键的一种。 由自由电子及排列成晶格状的金属阳离子之间的静电吸引力组合而成。金属易导电，这是为什么呢? 如图111所示，这是因为金属晶体内存在自由移动的电子，在外加电场的作用下发生定向移动，因而形成电流，所以金属可以导电。 三、真题练讲 1.(2021年云南省统一考试)氨基氰(CH2N2)中C、N原子均满足8电子稳定结构，福州大学王新晨教授以其为原料制得类石墨相氮化碳(g－C3N4)，其单层结构如图所示。下列说法错误的是(　　) A．氨基氰的结构式： B．氮化碳的单层结构中，所有原子可能共平面 C．氨基氰易溶于水，氮化碳能导电 D．氨基氰和氮化碳中，N原子杂化方式均为sp2和sp3 【答案】C 【解析】　氨基氰(CH2N2)中C、N原子均满足8电子稳定结构，每个N原子形成3个共价键、C原子形成4个共价键，则该分子的结构式为，故A正确；类比石墨结构可知，氮化碳的单层结构中，所有原子可能共平面，故B正确；氨基氰易与水形成氢键，则易溶于水，类比石墨能导电，则氮化碳也能导电，故C正确；氨基氰的结构式为，碳氮三键中N原子采取sp杂化、氨基中N原子采取sp3杂化，故D错误。 2.(2021年河南省统一考试)下列关于丙烯(CH3CHCH2)的说法错误的是(　　) A．丙烯分子有8个σ键，1个π键 B．丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化 C．丙烯分子存在非极性键 D．丙烯分子中3个碳原子在同一平面上 【答案】B 【解析】丙烯()中存在6个C—H σ键和2个C—C σ键，还有1个π键，则共有8个σ键，1个π键，A项正确；甲基中的C为sp3杂化，双键中的C为sp2杂化，丙烯中只有1个C原子为sp3杂化，B项错误；C、C之间形成的共价键为非极性键，则丙烯分子存在非极性键，C项正确；为平面结构，甲基中的C与双键碳原子直接相连，则三个碳原子在同一平面，D项正确。 3.(2021年浙江省统一考试)关于化合物，下列叙述不正确的是 (　　) A．分子间不能形成氢键 B．分子中既有极性键又有非极性键 C．分子中有7个σ键和1个π键 D．该分子在水中的溶解度大于2－丁烯 【答案】C 【解析】化合物分子中没有O—H键，不能形成氢键，A正确；分子中存在为非极性键，C—H为极性键，B正确；单键含有一个σ键，双键含有一个σ键和一个π键，所以中存在9个σ键和3个π键，C不正确；醛的溶解性大于烯烃，所以该分子在水中的溶解度大于2－丁烯，D正确。 4.(2020年浙江省统一考试)在NH3和NH4Cl存在的条件下，以活性碳为催化剂，用H2O2氧化CoCl2溶液来制备化工产品[Co(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是(　　) A．中子数为32，质子数为27的钴原子：Co B．H2O2的电子式： C．NH3和NH4Cl化学键类型相同 D．[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合价是＋3 【答案】D 【解析】　A项，中子数为32，质子数为27的元素，质量数为27＋32＝59，表示为Co，错误；B项，H2O2为共价化合物，电子式为，错误；C项，NH3中只存在共价键，NH4Cl中既存在离子键又存在共价键，二者化学键类型不同，错误；D项，[Co(NH3)6]Cl3中，NH3整体为0价，Cl为－1价，所以Co的化合价为＋3，正确。 5.(2019年浙江省统一考试)下列叙述中正确的是(　　) A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越大，稳定性也越强 B．以极性键结合的分子，一定是极性分子 C．判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键 D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合 【答案】A 【解析】A、卤素中非金属性越强，键的极性越大，故A项正确； B、以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，但以极性键结合形成的多原子分子，也可能是非极性分子，如CO2，故B项错误； C、A2B型如H2O、H2S等，AB2型如CO2、CS2等，判断其是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键及分子的立体构型是否对称。如CO2、CS2为直线形，分子的立体构型对称，为非极性分子；如H2O，有极性键，分子的立体构型不对称，为极性分子，故C项错误； 四、限时练讲 1．下列含有共价键的盐是(　　) A．CaCl2 B．H2SO4 C．Ba(OH)2 D．Na2CO3 【答案】D 【解析】CaCl2只含有离子键，不含有共价键，故A错误；H2SO4中只含有共价键，属于酸，不是盐，B错误；Ba(OH)2既含有离子键又含有共价键，属于碱，不是盐，C错误；Na2CO3中既含有离子键又含有共价键而且属于盐，D正确。 2．下列有关电子式表示正确的是(　　) ①次氯酸的电子式： ②甲醛的电子式： ③HCl的电子式： ④由Na和Cl形成离子键的过程： A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】D 【解析】　HClO的电子式应为，①错误；HCl的电子式为，③错误；Na和Cl形成离子键时，Na失去1个电子，Cl得到1个电子，且NaCl中存在离子键，④正确。 3．反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(　　) A．中子数为18的氯原子：Cl B．N2的结构式：N==N C．Na＋的结构示意图： D．H2O的电子式： 【答案】D 【解析】　A项，中子数为18的氯原子应表示为Cl，错误；B项，N2分子中N与N之间形成三键，结构式为N≡N，错误；C项，Na＋的结构示意图为，错误；D项，H2O为共价化合物，每个H原子和O原子之间共用一个电子对，正确。 4．下列分子中所有原子都满足最外层8电子稳定结构的是(　　) A．六氟化氙(XeF6) B．次氯酸(HClO) C．二氧化碳(CO2) D．三氟化硼(BF3) 【答案】C 【解析】　XeF6中Xe不是8电子稳定结构，A错误；HClO中氢原子为2电子结构，B错误；CO2中所有原子都满足最外层8电子稳定结构，C正确；BF3中硼原子不是8电子稳定结构，D错误。 5．分子有极性分子和非极性分子之分。下列对极性分子和非极性分子的认识正确的是（ ） A．只含非极性键的分子一定是非极性分子 B．含有极性键的分子一定是极性分子 C．非极性分子一定含有非极性键 D．极性分子一定含有极性键 【答案】D 【解析】键的极性是由组成共价键的原子是否相同决定，而分子的极性由键的极性和分子的空间构型共同决定。只含非极性键的分子不一定是非极性分子（O3为极性分子）、极性分子一定含有极性键，而含有极性键的分子、当空间构型非常对称时也可能为非极性分子，例如CH4。 故选D。 6．下列分子中，各分子的立体构型和中心原子的杂化方式均正确的是( ) A．NH3 平面三角形 sp3杂化 B．CCl4 正四面体 sp3杂化 C．H2O V形 sp2杂化 D．CO32﹣ 三角锥形 sp3杂化 【答案】B 【解析】A、NH3中心原子的价层电子对数=3+（5-3×1）=4，N的杂化方式为sp3，含有一对孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，选项A错误； B、CCl4中心原子的价层电子对数=4+（4-4×1）=4，C的杂化方式为sp3，没有孤电子对，分子的立体构型为正四面体，选项B正确； C、H2O中心原子的价层电子对数=2+（6-2×1）=4，O的杂化方式为sp3，含有两对孤电子对，分子的立体构型为V形，选项C错误； D、CO32- 中心原子的价层电子对数=3+（4+2-3×2）=3，C的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立体构型为平面三角形，选项D错误； 答案选B。 7．肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。查阅资料得知，肼是一种良好的极性溶剂，沿肼分子球棍模型的氮、氮键方向观察，看到的平面图如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．肼分子中的氮原子采用sp3杂化 B．肼分子中既有极性键又有非极性键 C．肼分子是非极性分子 D．肼与偏二甲肼互称同系物 【答案】C 【解析】肼分子中每个N原子含有3个σ键和1个孤电子对，所以其价层电子对个数是4，则N原子采用sp3杂化，A项正确；肼分子中N原子之间存在非极性键，N原子和H原子之间存在极性键，B项正确；肼分子结构不对称，则正负电荷中心不重合，是极性分子，C项错误；肼和偏二甲肼结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，属于同系物，D项正确。 8．缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价层电子数达到8，H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是(　　) A．NH3、BF3、BF中只有BF3是缺电子化合物 B．BF3、BF中心原子的杂化方式分别为sp2、sp3 C．BF3与NH3反应时有配位键生成 D．BF的键角小于NH3 【答案】D 【解析】　NH3的电子式为，BF3的电子式为，BF的电子式为，只有BF3是缺电子化合物，故A正确；BF3中心原子B的价层电子对数为3＋×(3－1×3)＝3，则杂化方式为sp2；BF中心原子B的价层电子对数为4＋×(3＋1－4×1)＝4，则杂化方式为sp3，故B正确；BF3与NH3反应时，NH3中N原子有孤电子对，BF3中B有空轨道，可生成配位键，故C正确；BF和NH3均为sp3杂化，BF中心原子无孤电子对，NH3有1个孤电子对，根据价层电子对互斥模型，孤电子对数增多，对成键电子的斥力增大，键角减小，则BF的键角大于NH3，故D错误。 9.现有下列物质：①干冰；②氢氧化钠；③过氧化氢；④晶体硅；⑤过氧化钠；⑥醋酸钠；⑦溴化铵；⑧氖；⑨碘晶体；请用编号填写下列空白。 （1）只含极性键的物质有 。 （2）只含非极性键的物质有 。 （3）只含极性键和非极性键的物质有 。 （4）只含离子键和极性键的物质有 。 （5）只含离子键和非极性键的物质有 。 （6）既含离子键，又含极性键和非极性键的物质有 。 （7）不含化学键的物质有 。 【答案】（1）① （2）④⑨ （3）③ （4）②⑦ （5）⑤ （6）⑥ （7）⑧ 【解析】（1）只含极性键的物质应为不同元素形成的化合物，干冰符合，故选①；（2）只含非极性键的物质一般为单质，晶体硅、碘晶体符合，故选④⑨；（3）只含极性键和非极性键的物质，过氧化氢中含H-O、O-O，故选③；（4）只含离子键和极性键的物质，氢氧化钠中含离子键和H-O极性键，溴化铵中含离子键和N-H极性键，故选②⑦；（5）只含离子键和非极性键的物质，过氧化钠中含离子键和O-O非极性键，故选⑤；（6）既含离子键，又含极性键和非极性键的物质，醋酸钠含离子键、C-H极性键、H-O极性键、C=O极性键、C-C非极性键，故选⑥；（7）不含化学键的物质，Ne为单原子分子，不含化学键，故选⑧ 10.(1)AsCl3分子的空间结构为______________，其中As的杂化轨道类型为________。 (2)乙醛中碳原子的杂化轨道类型为________。 (3)在硅酸盐中，SiO四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化轨道类型为________，Si与O的原子数之比为______，化学式为______。 【答案】　(1)三角锥形　sp3　(2)sp3、sp2　(3)sp3　1∶3　[SiO3](或SiO) 【解析】　(1)AsCl3的中心原子(As原子)的价层电子对数为3＋×(5－1×3)＝4，所以是sp3杂化，AsCl3分子的空间结构为三角锥形。(3)依据图(a)可知，SiO的空间结构类似于甲烷分子，为正四面体形，硅原子的杂化轨道类型和甲烷分子中碳原子的杂化轨道类型相同，为sp3；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，每个结构单元中两个氧原子被两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1个Si原子、3个O原子，Si原子和O原子数之比为1∶3，化学式可表示为[SiO3]或SiO。 五、学法建议 重点复习知识点： 1.离子键是阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。这里的静电作用包括阴、阳离子间的静电引力，以及原子核与原子核、电子与电子之间的静电斥力。 2.共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用。当非金属元素原子之间或某些不活泼金属（如铝等）与非金属之间化合时，原子双方都有获得电子的倾向，但二者吸引电子能力相差不大，不能通过电子得失形成离子，于是通过共用电子对达到稳定的电子结构而形成共价键。 3.极性键：在化合物分子中，不同种原子形成共价键时，由于不同原子吸引电子的能力不同，共用电子对偏向吸引电子能力强的一方，这样的共价键叫做极性共价键。 4.电子式是一种用于表示原子、离子或分子结构的化学用语。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$