内容正文:
第3节 化学键
第1课时 离子键
学习目标
核心素养
1.通过NaCl的形成过程,理解离子键的形成过程与形成条件。
2.知道离子键、离子化合物的概念。
3.能用电子式表示离子化合物的形成过程。
1.宏观辨识与微观探析:能运用电子式说明物质的组成及其变化。
2.证据推理与模型认知:会分析离子键的形成,建立离子键和离子化合物判断思维模型。
知识点一 离子键和离子化合物
1.氯化钠的形成过程
钠原子和氯原子最外层电子数分别为1和7,均不稳定。
即它们通过得失电子后最外层达到__8电子__稳定结构,分别形成Na+和Cl-,两种带相反电荷的离子通过__静电作用__结合在一起,形成新物质氯化钠。
2.离子键
(1)概念:__带相反电荷离子__之间的相互作用。
(2)成键三要素
①成键粒子:__阳离子和阴离子__。
②成键本质:静电作用(包括静电引力和静电斥力)。
③成键元素:一般是__活泼金属__元素与__活泼非金属__元素。
3.离子化合物
(1)概念:由__离子键__构成的化合物。
(2)常见类型
①强碱:如NaOH、KOH、Ba(OH)2等。
②绝大多数盐:如NaCl、K2SO4等。
③活泼金属氧化物:如K2O、Na2O、MgO等。
(3)性质
①离子化合物中离子键一般比较牢固,破坏它需要很高的能量,所以离子化合物的熔点一般较高,常温下为固体。
②离子化合物在溶于水或受热熔化时,离子键被破坏,形成自由移动的阴、阳离子,能够导电。
1.离子键和离子化合物有什么关系?
__离子化合物中一定含有离子键;含有离子键的物质一定是离子化合物;离子化合物中一定有阴离子和阳离子。离子化合物中不一定含有金属元素,如氯化铵、硝酸铵等;含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,如氯化铝等。__
2.如何用实验的方法证明某化合物是离子化合物?
__将该化合物加热至熔融状态,检测其是否能导电。如果能导电,证明是离子化合物;如果不导电,则是共价化合物。__
离子化合物中的“一定”和”不一定”
1.含有离子键的物质一定是离子化合物。
2.含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3中含有金属元素,但其属于共价化合物。
3.离子化合物中不一定含有金属元素,如NH4Cl、NH4NO3等铵盐全部由非金属元素组成,但属于离子化合物。
4.含有铵根离子的化合物一定属于离子化合物。
下列叙述正确的是( )
A.元素周期表第一周期的元素之间一定能形成离子键
B.元素周期表中第IA族内的元素之间不可能形成离子键
C.离子化合物中一定含有阴离子和阳离子
D.离子化合物中一定含有金属元素
【解析】 元素周期表第一周期的元素是氢(非金属)和氦(稀有气体元素,化学性质稳定),它们之间不可能形成离子键。元素周期表中第IA族内有非金属元素氢和活泼的碱金属元素,氢元素和活泼的碱金属元素之间可以形成离子键,如离子化合物NaH。离子化合物中一定含有阴离子和阳离子,但不一定含有金属元素,如NH4Cl是离子化合物,就不含金属元素。
【答案】 C
知识点二 电子式的书写
1.定义
在元素符号周围用“·”(小黑点)或“×”(叉号)表示原子或离子的__最外层电子__的式子叫作电子式。
2.电子式的书写
(1)原子的电子式
元素符号周围标明元素原子的最外层电子,每个方向不能超过2个电子。当最外层电子数小于或等于4时以单电子分布,多于4时多出部分以电子对分布。
(2)简单阳离子的电子式
简单阳离子是由金属原子失电子形成的,最外层已无电子,故用阳离子的符号表示,如:Na+、Li+、Mg2+、Al3+等。
(3)简单阴离子的电子式
不但要画出最外层电子,而且还应用“[ ]”括起来,并在右上角标出“n-”以表示其所带的电荷。
(4)杂阴、阳离子的电子式
复杂阴、阳离子要标明电子,用“[ ]”括上,并在“[ ]”右上角标明电性和电量,例如:
(5)离子化合物的电子式
3.用电子式表示下列物质的形成过程
(1)NaCl: ,
(2)MgBr2: 。
下列有关电子式的书写诊断错因(选出相应的代号)
a.漏标离子的电荷数
b.离子所带的电荷数与元素的化合价分不清
c.阴离子漏加方括号
d.把相同的离子归在一起
e.电子式中最多有两个电子配对,否则成单电子
f.用电子式表示离子键形成过程时,要用“”(电子转移方向)符号
g.用电子式表示离子键形成过程时:用“―→”号,不用“===”
1.书写离子化合物的电子式常出现的错误
(1)漏标阴离子的括号,如将S2-的电子式错写为。
(2)给阳离子多标电子和括号,如将Al3+的电子式错写为。
(3)漏标或错标离子的电荷,如将S2-的电子式错写为。
(4)将多个相同的离子归在一起,如将K2S的电子式错写为。
2.用电子式表示离子化合物形成过程时注意的问题
(1)连接符号必须用“―→”而不用“===”。
(2)构成离子化合物的每个离子都要单独写,不能合并。
(3)要标明电子转移的方向。
化合物CaF2的电子式正确的是( )
【解析】 CaF2是一种离子化合物,由Ca2+和F-构成,因此在书写电子式时,一定要写成离子的形式,相同的离子要对称分布,不能合并,阴离子要加上[ ]。
【答案】 D
用电子式表示下列离子化合物的形成过程:
BaCl2_____________________________________________________;
NaF_____________________________________________________;
MgS_____________________________________________________;
K2O_____________________________________________________。
【解析】 书写电子式和用电子式表示离子化合物的形成过程时,一定要注意规范表达。
【答案】
1.下列关于离子键和离子化合物的说法正确的是( )
A.阴、阳离子间通过静电引力形成离子键
B.阴、阳离子间通过离子键一定能形成离子化合物
C.离子化合物一定能导电
D.第ⅠA族与第ⅦA族元素之间一定形成离子化合物
【答案】 B
2.下列哪一组元素的原子间容易形成离子键( )
元素
a
b
c
d
e
f
g
M层电子数
1
2
3
4
5
6
7
A.a和c B.a和f
C.d和g D.c和g
【答案】 B
3.下列电子式的书写正确的是( )
【答案】 C
4.下列化学用语中正确的是( )
A.钠离子的电子式:
B.Cl-的结构示意图:
C.质量数为35的核素氯:Cl
D.NaCl的形成过程
【答案】 B
5.A、B、C三种短周期元素,其原子序数依次增大,三种元素的原子序数之和为35,A、C同主族,B+原子核外有10个电子,则:
(1)A、B、C三种元素分别为________、________、________。
(2)A、B、C两两之间可形成多种化合物,其中属于离子化合物的化学式分别为__________、________、________。
(3)用电子式表示B和C形成化合物的过程:________________________________________________________________________。
【解析】 由题意,B+原子核外有10个电子,则B+为Na+,设A原子序数为x,则C原子序数为x+8,x+11+(x+8)=35,x=8,即A为O,C为S。
【答案】 (1)氧(O) 钠(Na) 硫(S)
(2)Na2O2 Na2O Na2S
(3)
课时作业(二十五) 离子键
1.下列说法正确的是( )
A.熔融状态下能导电的物质一定是离子化合物
B.金属元素与非金属元素一定形成离子化合物
C.阴、阳离子通过静电引力所形成的化学键称为离子键
D.在化合物CaCl2中,两个氯离子之间不存在离子键
【解析】 金属单质在熔融状态下也能导电,A项错误;金属元素和非金属元素也有可能形成共价化合物,如AlCl3,B项错误;阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键称为离子键,静电作用包括静电引力和静电斥力,C项错误。
【答案】 D
2.下列各元素组中,两者可形成离子键的是( )
A.C和O B.N和O
C.H和Cl D.Mg和Cl
【解析】 活泼金属元素和活泼非金属元素最易形成离子键。
【答案】 D
3.下列物质不是离子化合物的是( )
A.HCl B.CaI2
C.KOH D.NaNO3
【解析】 非金属氢化物不是离子化合物。
【答案】 A
4.Y元素最高正价与最低负价的绝对值之差是4;Y元素与M元素形成离子化合物,并在水中电离出电子层结构相同的离子,该化合物是 ( )
A.KCl B.Na2S
C.Na2O D.K2S
【解析】 由信息“Y元素最高正价与最低负价的绝对值之差是4”,可确定Y元素位于第ⅥA族且不是氧元素;K2S电离出的K+与S2-具有相同的电子层结构。
【答案】 D
5.下列说法不正确的是( )
A.离子化合物中的阳离子不一定是金属离子
B.离子化合物中一定含有离子键
C.离子化合物中一定含有阳离子和阴离子
D.离子化合物一定能导电
【解析】 离子化合物是由阴、阳离子通过离子键而形成的化合物,离子化合物中一定含有离子键,离子化合物只有形成自由移动的离子后才能导电。
【答案】 D
6.下列说法正确的是 ( )
A.离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
B.所有金属与所有非金属原子之间都能形成离子键
C.在化合物CaCl2中,两个氯离子之间也存在离子键
D.含有离子键的化合物一定是离子化合物
【答案】 D
7.M元素的1个原子失去2个电子转移到Y元素的2个原子中去,形成离子化合物Z。下列说法中正确的是( )
A.Z可表示为MY2
B.Z可表示为M2Y
C.Z的电子式可表示为
D.M形成+1价阳离子
【解析】 M的一个原子失去2个电子,转移到2个Y原子中,故离子化合物Z可表示为MY2,A正确、B错;Z的电子式不应把2个Y-合并,C错;M形成+2价阳离子,D错。
【答案】 A
8.下列有关化学用语表示正确的是( )
A.质子数为37、中子数为48的Rb原子:Rb
B.Cl-的结构示意图
C.CaH2的电子式:
D.NaCl的形成过程:
【解析】 A.左下角为质子数,左上角为质量数,质量数=质子数+中子数=37+48=85,因此质子数为37、中子数为48的Rb原子表示为Rb,A错误;
B.Cl-核内有17个质子,核外有17+1=18个电子,其结构示意图为,B错误;
C.CaH2是由钙离子和H-离子通过离子键结合而成的离子化合物,其电子式为[H]-Ca2+[H]-,C正确;
D.NaCl是由钠离子和氯离子通过离子键结合而成的离子化合物,其形成过程表示为,D错误;
【答案】 C
9.下列化合物的电子式书写正确的是( )
【答案】 D
10.下列用电子式表示的化合物的形成过程正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】 C
11.X、Y、Z、M、R为原子序数依次增大的短周期元素,Z、M、X、Y、R的族序数依次增大,X、Y的核电荷数之比为3∶4,Y、Z的原子序数之和与X、M的原子序数之和相等。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:R>Y>Z>M
B.Y分别与X、Z、M、R形成的化合物中,Y的化合价相同
C.由X、R组成的物质是常用的有机溶剂,易挥发,易燃烧
D.R分别与Z、M形成的化合物均为离子化合物
【解析】 X、Y、Z、M、R为原子序数依次增大的短周期元素,Z、M、X、Y、R的族序数依次增大,X、Y的核电荷数之比为3∶4,则X为C元素、Y为O元素;Y,Z的原子序数之和与X、M的原子序数之和相等,则Z为Na元素、M为Al元素、R为Cl元素。
【答案】 A
12.下列各数值表示有关元素的原子序数,其所表示的各原子组中能以离子键相互结合形成稳定化合物的是( )
A.10与19 B.6与16
C.11与17 D.14与8
【答案】 C
13.下列说法中正确的是( )
A.KOH中含有离子键也含有共价键,属于离子化合物
B.HCl中存在离子键,属于离子化合物
C.含有共价键的化合物一定是共价化合物
D.阴、阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫做离子键
【解析】 HCl中只存在极性共价键,属于共价化合物,B错误;含有共价键的化合物不一定是共价化合物,例如氢氧化钠,C错误;阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键叫做离子键,D错误。
【答案】 A
14.1998年中国十大科技成果之一是合成氮化镓纳米材料,已知镓(Ga)的原子结构示意图如图所示,则:
(1)x的值为___________;
(2)镓元素的化学性质与下列哪种元素的化学性质最相似_______(在A、B、C图中选择,填字母);
A. B. C.
(3)氯化镓的化学式为___________,请写出氯原子的结构示意图___________,氯离子的电子式_________。
【解析】 (1)原子中,因为核外电子数=核内质子数,所以可求x的值为23;
(2)元素的化学性质与最外层电子数有关,所以最外层电子数相同的元素化学性质相似;镓(Ga)元素与B元素最外层电子数相同,所以镓(Ga)元素与B元素的化学性质相似;
(3)镓元素易失去最外层3个电子而显+3价,氯化物中氯元素化合价为-1价,所以氯化镓的化学式为GaCl3;氯原子是17号元素,核外电子分为三个电子层,一层2个电子,二层8个电子。三层7个电子,原子结构示意图为;氯离子的电子式为。
【答案】 (1)23 (2)B
(3)GaCl3
15.X、Y、Z、W是短周期中的四种常见元素,其相关信息如表:
元素
相关信息
X
X最外层电子数是次外层电子数的3倍
Y
Y元素的最高正价与最低负价的代数和为4
Z
Z和Y同周期,Z的非金属性大于Y
W
W的一种核素的质量数为23,中子数为12
(1)Y位于元素周期表第__________周期________族,Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是__________________________(填化学式)。
(2)Z的简单离子的电子式为____________________________。
(3)W与X形成的碱性氧化物的电子式: ____________________________________。
【解析】 K最外层电子数是次外层电子数的3倍,则共有2个电子层,故X为O;由Y元素的化合价的关系可知,Y为S;Z和Y同周期,Z的非金属性大于Y,则Z为Cl;W的一种核素的质量数为23,中子数为12,则其质子数为11,故W为Na。(1)S位于第三周期ⅥA族;非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。(2)Z的简单离子为Cl-。(3)Na与O形成的碱性氧化物为Na2O。
【答案】 (1)三 ⅥA HClO4
16.离子化合物AB2的阴、阳离子的电子层结构相同,1 mol AB2中含54 mol电子,且有下列反应:
①H2+B2C
②B2+X―→Y+AB2+H2O
③Y+C―→AB2+Z,Z有漂白作用。
根据上述条件回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:AB2____________________,X____________________,Y______________,Z______________。
(2)用电子式表示AB2的形成过程: ______________________________________。
(3)写出反应②的化学方程式: ________________________________________。
【解析】 由题目信息可知:在离子化合物中A2+、B-核外电子数均为18个,则元素A、B分别是Ca和Cl。再由化学反应“H2+Cl2―→C”推出C为HCl,由反应②:Cl2+X―→Y+CaCl2+H2O,可推知X中含有元素Ca、H、O。则X可能是Ca(OH)2,则反应②为2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。最后反应③为Ca(ClO)2+2HCl===CaCl2+2HClO。
【答案】 (1)CaCl2 Ca(OH)2 Ca(ClO)2 HClO
(2)
(3)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
17.设X、Y、Z代表三种元素。已知:
①X+和Y-两种离子具有相同的电子层结构;
②Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个;
③Y和Z两种元素可以形成四核42个电子的-1价阴离子。
据此,请填空:
(1)写出X、Y、Z三种元素的名称:X______________,Y________________,Z________________。
(2)X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(3)用电子式表示X、Z形成化合物的过程:________________________________。
【解析】 根据X+和Y-两种离子具有相同的电子层结构,可确定X为第ⅠA族元素,Y为第ⅧA族元素,Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个,Z为Y的前一周期的氧族元素;不难判断出,Y和Z两种元素,形成的4核42个电子的-1价阴离子为ClO,X+为K+。
【答案】 (1)钾 氯 氧
(2)H++OH-===H2O
(3)
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