内容正文:
第4章 原子结构和化学键
4.4 化学键
第1课时 离子键
教学目标
1. 知道离子键定义与形成条件,识辨离子化合物,会写简单离子化合物的电子式及形成过程,理解离子键与离子化合物的关联。
2. 通过模型分析提微观理解能力,结合新高考情境提升概念应用与电子式书写能力。
3. 认微观化学键对物质构成的意义,强 “结构决定性质” 意识,培 “宏观辨识与微观探析” 素养。
重点和难点
重点:1.离子键的形成原理、离子化合物的判断
2.简单离子化合物的电子式书写。
难点:1.离子键形成过程的微观理解和电子式书写规范
2.新高考中复杂离子化合物的判断。
◆知识点一 化学键
1.原子间的相互作用
(1)含义:当两个原子间距离较 时,由于一个原子的原子核和另一个原子的核外电子所带电荷的电性是 的,因此主要表现为 ;当两个原子间距离较 时,由于两个原子的原子核所带的都是正电荷,核外电子所带的都是负电荷,因此主要表现为 ;
(2)化学键的形成:当两个原子保持一定距离时,相互吸引和相互排斥的作用处于 ,这样就形成稳定的化学键。
2.化学键的定义及本质
(1)定义:通常把物质中直接相邻的原子或离子之间 叫作化学键。
(2)本质:原子或离子之间强烈的相互作用力。一个化学反应过程,本质上就是旧化学键的 和新化学键的 过程。
3.化学键的分类
4.化学键、分子间作用力、氢键的比较
特别提醒
1.化学键除离子键和共价键外,金属晶体中还存在金属键。
2.成键微粒的“相互作用”不能只理解为相互吸引,它还应包括相互排斥,它是相互吸引和相互排斥的平衡。如:在氯化钠晶体中Na+与Cl-既有正负电荷间的吸引力,同时Na+核与Cl-核、Na+核外电子与Cl-核外电子之间存在排斥力,当吸引力与捧斥力平衡时,就形成了氯化钠晶体。
即学即练
1.固体的化学式为,电子式如图所示,,下列说法正确的是
A.属于离子化合物 B.属于共价化合物
C.只含有离子键 D.只含有共价键
2.下列说法错误的是
A.化学反应的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
B.的热稳定性比强
C.溶于水既破坏了离子键,也破坏了共价键
D.、和都由分子构成,它们中都存在共价键
3.下列变化不需要破坏化学键的是
A.液态水变为水蒸气 B.HCl气体溶于水
C.NH4Cl 受热分解 D.NaCl 熔化
◆知识点二 离子键的概念及形成
1.定义: (带相反电荷离子)之间强烈的相互作用。
2.形成过程(微观)—氯化钠为例:
①不稳定的原子(钠)和原子(氯)通过 电子后最外层都达到 电子稳定结构,分别形成阴离子(Cl-)和阳离子(Na+);
②当阴、阳离子相互靠近到 距离时,正负电荷的静电吸引力与原子核及核外电子之间的排斥力达到平衡时,形成稳定的离子键。
3.特征:既无 又无 。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.形成条件:易 电子的活泼金属元素(如 族、 族元素)原子与易 电子的活泼非金属元素(如 族、 族元素)原子之间容易形成离子键,如NaCl、K2O、MgCl2、CaS等都是靠离子键结合的。
5.成键要素:
①成键微粒— 和 ;
②成键本质— 作用(包括引力和斥力);
③成键元素—一般是活泼金属与活泼非金属。
6.离子半径:影响离子半径的因素主要有三个方面:电子层数;核电荷数;核外电子数
①正离子半径小于相应的原子半径,负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高价正离子半径小于低价正离子半径,如r(Fe3+)<r(Fe2+)。
特别提醒
1.离子键强弱的影响因素:影响离子键强弱的主要因素是离子半径和离子所带电荷数,即离子半径越小、离子所带电荷数越多,阴、阳离子的相互作用越强,离子键就越强。
2.离子键的强弱影响化合物的熔点、沸点、溶解度等物理性质。
即学即练
4.小粒子大作用,微观世界也很美妙,下列物质由离子直接构成的是
A.石墨 B.氦气 C.氮气 D.氯化钠
5.下列物质中只含离子键的是
A. B. C.HCl D.
6.下列物质在熔融状态下不能导电的是
A. B.HCl C. D.NaCl
◆知识点三 离子化合物
1.定义:阴、阳离子通过 键结合而形成的化合物。
2.常见类型:强碱(如 、 等)、大多数盐(如 、 、 等)、活泼金属氧化物(如 、 等)。
3.存在:离子化合物 含有离子键,含离子键的化合物 是离子化合物。
4.形成过程表示方法:可用电子式表示离子化合物的形成过程,左边写 的电子式,右边写 的电子式,中间用“→”连接,例如:
NaCl:、
MgBr2:。
5.特征:
①离子化合物在气化成气态时,以 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“ 式”,只有“ 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 的离子,所以均能 ,而离子化合物若以固态形式存在时,尽管 阴、正离子,但它们只被局限在一定空间振动,不存在 的离子,所以,离子化合物在固态时 导电。
③离子化合物(离子晶体)的熔沸点、硬度一般 。
特别提醒
1.常见的离子化合物还有铵盐(如NH4HCO3、NH4NO3等)、活泼金属氢化物(如LiH、NaH、CaH2等)、活泼金属过氧化物(如Na2O2等)。故离子化合物中不一定含金属元素,铵盐全是由非金属元素形成的离子化合物。
2.含金属元素的化合物也不一定是离子化合物,如:AlCl3是共价化合物;
3.离子键只存在于离子化合物中,离子化合物中一定含离子键,也可能含共价键,如:NaOH、Na2O2等。
4.离子化合物的化学式,不表示分子式,只表示正负离子的最简单整数比。
即学即练7.下列物质中,含有离子键的是
A.H2 B.HCl C.MgCl2 D.H2O
8.下列物质中含有共价键的离子化合物是
A.NaOH B.H2O C.PCl3 D.K2S
9.下列含有共价键的离子化合物是
A. B. C. D.
一、化学键和化合物的关系
1.化学键和化合物的关系中的四 “一定”:
①离子化合物中一定含有离子键;
②含有离子键的化合物一定是离子化合物(一定不是共价化合物);
③共价化合物中一定不含离子键(一定含有共价键);
④只含有共价键的化合物一定是共价化合物(一定不是离子化合物)。
2. 化学键和化合物的关系中的四“不一定”:
①离子化合物中不一定含有共价键;
②金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3是共价化合物;
③含有共价键的化合物不一定是共价化合物;
④只含非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如铵盐是离子化合物。
3.化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,但有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化。如NaCl溶于水、结晶析出,均未发生化学变化。
实践应用
1.下列说法中正确的有
①离子键的本质是静电作用
②质子数相同的粒子一定属于同种元素
③化学键分为共价键、离子键和氢键等
④由于氢键的存在,HF的稳定性强于H2S
⑤CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力的改变
⑥质子数相同、电子数也相同的粒子不可能是一种分子和一种离子
⑦任何共价键中,成键原子成键后均满足2e-或8e-稳定结构
⑧验证化合物是否为离子化合物的实验方法是可以看其熔融状态下能否导电
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
2.传说老子过函谷关之前,关尹喜见有紫气从东而来,知道将有圣人过关, 果然老子骑着青牛而来,后来人们用“紫气东来”比喻吉祥的征兆。碘晶体受热转变成碘蒸气也有紫气东来之象。下列关于碘等物质的说法中正确的是
A.HCl溶于水能电离出H+、Cl-,所以HCl是离子化合物
B.碘晶体受热转变成碘蒸气,吸收的热量用于克服碘原子间的作用力
C.He、CO2和CH4都是由分子构成,它们中都存在共价键
D.NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,既破坏了离子键,也破坏了共价键
二、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。例如:
镁原子:Mg;碳原子:;氧原子:;氖原子:。
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,原子的最外层已无电子,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。例如:
氯离子、硫离子。
4.复杂阴、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:
水合氢离子 铵根离子 氢氧根离子 过氧根离子
5.离子化合物的电子式:
氧化钙:、硫化钾:。
实践应用
3.下列化学用语或图示表达正确的是
A.的结构式:
B.6个质子8个中子的碳元素的核素符号:
C.的电子式:
D.可以表示原子、阳离子以及阴离子
4.已知反应。下列说法正确的是
A.的离子结构示意图为
B.的电子式为
C.中子数为8的氮原子:
D.的电离方程式:
5.按要求回答:
(1)HClO的结构式是 ,化学键的类型是 。
(2)用电子式表示的形成过程 。
(3)溶液、溶液中分别滴加NaOH溶液,观察到的现象是 ,说明碱性: (填“>”“<”或“=”)。
考点一 化学键与分子间作用力的辨析
【例1】下列说法中正确的个数有
①在氯化镁中,镁离子和氯离子之间、两个氯离子之间存在着静电吸引作用
②CO2和H2O反应的产物是离子化合物
③离子化合物中一定不含共价键
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤金属钠与水的反应中断裂的化学键包括离子键和共价键
⑥已知氯化铝为共价化合物,那么氯化铝只有在熔融状态下才能够导电
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
解题要点
1.“直接相邻”的原子(包括离子)间存在化学键,非直接相邻的微粒间无化学键作用。如H2O分子中的两个氢原子和氧原子是直接相邻,存在化学键,而两个氢原子之间不直接相邻,它们之间不存在化学键。 2由于相邻的微粒之间的相互作用有强有弱,而化学键是一种“强烈”的相互作用,原子间较弱的相互作用不是化学键。如在水中,一个H2O中的氧原子与另一水分子中的氢原子也有作用,但它们的作用较弱,不是化学键而是氢键。
【变式1-1】下列关于化学键的说法中错误的是
A.任何物质中都含有化学键
B.加热熔化氯化钠固体和加水溶解氯化氢时,均发生了化学键的断裂
C.化学反应的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
D.分子间存在范德华力,分子内的H和O之间则是极性共价键
【变式1-2】下列有关化学键的说法错误的是
A.化学键可以使离子结合,也可以使原子结合 B.分子中仅含有极性共价键
C.中既有离子键又有共价键 D.有化学键断裂的过程不一定发生了化学变化
考点二 电子式的书写
【例2】回答下列问题。
(1)硫酸亚铁溶液中加入酸性高锰酸钾溶液离子方程式: 。
(2)氢氧化亚铁在空气中被氧化的化学方程式: 。
(3)体现氢氧化铝是两性氢氧化物的离子方程式: ; 。
(4)电子式: 。
(5)电子式: 。
(6)电子式: 。
(7)电子式: 。
解题要点
(1)漏写孤电子对
(2)电子式中相同的原子或离子合并
(3)共用电子对数不清楚
(4)共价分子与离子化合物中原子与离子的混乱
(5)原子连接顺序错误
(6)电荷数与化合价标示错误
(7)原子最外层不满足稳定结构
(8)复杂离子的电子式写为离子符号
【变式2-1】请回答:
(1)写出钡餐的化学式 。
(2)用电子式表示NaCl的形成过程 。
(3)非金属性S Cl(填写“<”或“=”或“>”),试用一条化学方程式来表示判断理由 。
【变式2-2】反应可用于检验氯气管道是否泄漏。下列说法正确的是
A.中子数为8的原子: B.的结构式:
C.的结构示意图: D.的电子式:
考点三 离子键
【例3】下列说法不正确的是
A.晶体中只存在离子键
B.HCl溶于水破坏了和之间的离子键
C.根据HF的热稳定性比HCl好,可以判断F的非金属性比Cl强
D.和分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
解题要点
1.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。
2.离子键的存在:
①第ⅠA族、第ⅡA族的金属元素的单质与第ⅥA族、第ⅦA族的非金属元素的单质发生反应时,一般通过离子键形成离子化合物。
②金属阳离子与某些原子团(如NO、CO、SO、OH-等)之间,通过离子键形成离子化合物。
③铵根离子与酸根(或酸式酸根)离子之间形成离子键,构成离子化合物。
④活泼金属的氧化物、过氧化物(如Na2O2)中存在离子键。
【变式3-1】化学键的形成与原子结构有关,主要通过原子的价电子的转移来实现。下列关于化学键的说法错误的是
A.纯净物中不一定含有化学键
B.含有离子键的物质一定是离子化合物
C.仅由非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键
D.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
【变式3-2】下列关于钠及其化合物的说法错误的是
A.溶于水的过程破坏了离子键
B.氧化钠和过氧化钠均与水反应,产物完全相同
C.金属钠是一种银白色金属,可保存在煤油中
D.向饱和的碳酸钠溶液中通入过量,能出现浑浊
考点四 离子化合物
【例4】下列物质中,属于离子化合物的是
A. B. C. D.NaOH
解题要点
1.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。
2.含有金属元素的化合物不一定是离子化合物。
【变式4-1】以下说法中不正确的是
A.有的离子化合物中不含金属元素 B.在化合物NaOH中既有离子键又有极性共价键
C.中既有离子键又有非极性共价键 D.Na原子与Cl原子结合成氯化钠后体系总能量降低
【变式4-2】下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z代表4种短周期主族元素,其中W原子L层电子数是K层的2倍,Y与氢元素同一主族。下列说法不正确的是
A.W的非金属性比Y的强
B.Y与X可能会组成离子化合物Y2X
C.W与氢元素组成的化合物在常温下可能是固体
D.Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的强
基础达标
1.(22-23高一上·上海嘉定·期末)某粒子的结构示意图如图所示,关于该粒子的说法不正确的是
A.核外电子数为16 B.核外M电子层上有6个电子
C.该粒子为硫原子 D.在化学反应中易失电子
2.(22-23高一上·湖南长沙·阶段练习)下列有关化学用语表示正确的是
A.的结构示意图:
B.HClO的结构式:
C.质子数为53、中子数为78的碘原子:
D.的电子式:
3.(22-23高一上·上海金山·期中)下面叙述不正确的是
A.S2-的结构示意图: B.的质子数为138
C.中子数为18的氯原子: D.的中子数是26
4.(22-23高一上·上海徐汇·期中)2019年诺贝尔化学奖颁给了约翰•古迪纳夫、斯坦利威廷汉和吉野彰三位科学家,以表彰他们在锂离子电池领域的卓越贡献。如图是锂元素在周期表中的部分信息及原子结构示意图。下列说法正确的是
A.锂原子的质量数为3
B.锂原子在化学反应中容易得到电子
C.锂元素的相对原子质量为
D.氯化锂的化学式为LiCl
5.(22-23高一上·上海徐汇·期中)下列化学用语错误的是
A.钠离子: B.氢离子:
C.第15号元素:P D.有2个中子的氦原子:
6.(22-23高一上·上海杨浦·期中)据《科学快递》报道,研究人员拍摄到化学键形成过程中的过渡状态。下列关于化学键的说法不正确的是
A.化学键是一种作用力 B.化学键可以存在于分子与分子之间
C.化学键可以存在于离子与离子之间 D.化学键可以存在于原子与原子之间
7.(22-23高一上·上海宝山·阶段练习)下列相互作用不属于化学键的是
A.分子间相互作用 B.离子键 C.共价键 D.金属键
8.(24-25高一上·上海·期末)以下不含共价键的晶体是
A. B.KOH C.碳化硅 D.晶体硅
9.(24-25高一上·上海青浦·期末)有一种离子化合物A的化学式为,它所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层结构,适当加热,A就分解为两种气体,其中一种是化合物,该反应的化学方程式为 ,所得混合气体的平均相对分子质量为 ,A的电子式为 。
10.(24-25高一上·上海·期末)写出氢原子的电子式: ,氯离子的结构示意图: 。
11.(23-24高一上·上海·期末)2023年北京冬奥会速滑馆采用跨临界直冷制冰。系统精密控制制冷剂在冰面下的钢管中昼夜不停地进行气液转化,以确保冰面具有良好的稳定性和温度均匀性。
(1)由液态转变为气态的过程中 。(选填编号)
A.放出热量 B.吸收热量 C.发生化学变化
上述转变过程中,微粒间的距离 。(选填编号)
A.变大 B.变小 C.不变
(2)的电子式为 。分子的空间填充模型为 。(选填编号)
A. B.
12.(23-24高一上·上海·阶段练习)Na+的结构示意图为 ,14N的电子式为 。
13.(23-24高一下·上海虹口·期末)请回答下列问题:
(1)已知氢化锂(LiH)是离子化合物,写出其电子式 。
(2)LiH中负离子半径 正离子半径。
A.> B.< C.=
14.(23-24高一上·上海·期中)回答下列问题:
(1)填表,完成下列表格
微粒名称
微粒结构示意图
电子式
硫离子
氩原子
镁离子
(2)某微粒的结构示意图可表示为。
①当x=10+y时,该粒子为 (填“原子”“正离子”或“负离子”),当x<10+y时,该粒子为 。
②当y=8时,若该微粒带有一个单位负电荷,则x= ,该微粒的离子符号为 。
③当y=5时,若该微粒为中性原子R,其质量数为31,则中含有的中子数为 。
15.(23-24高一上·上海青浦·期中)安全气囊在汽车部件中非常重要,它的工作原理是汽车碰撞时传感器产生的电流触发气体发生如下反应:
(1)上述反应所涉及元素中,某元素原子失去一个电子即可形成8电子稳定结构,该元素的名称是 ,稳定结构的结构示意图为 ;某元素的最外层电子数是电子层数的3倍,则其简单离子的电子式为 ,能量最高的电子为 层上的电子。
(2)已知天然氢元素中:氕,丰度为99.98%;氘,丰度0.016%;氚,丰度0.004%,写出氢元素的相对原子质量计算表达式 (氕、氘、氚原子的质量用,,表示,原子质量用表示)。
综合应用
1.(24-25高一上·上海静安·期末)下列变化需要克服共价键的是
A.金刚石熔化 B.蔗糖溶于水
C.碘升华 D.食盐溶于水
2.(24-25高一上·上海静安·期末)生活中经常会用到各类消毒剂,下列对各类消毒剂的说法错误的是
A.84消毒液的有效成分NaClO是离子化合物
B.具有漂白性的HClO的结构式为:H-Cl-O
C.H2O2是共价化合物
D.漂白粉是混合物
3.(24-25高一上·上海松江·期中)元素M、R形成的简单离子与的核外电子数之和为20,下列说法正确的是
A.M原子的质子数一定大于R原子的质子数
B.M的核电荷数可能为8
C.与的电子层结构不可能相同
D.两种离子结合可形成MR型化合物
4.(23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习)X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素,其原子半径与化合价的关系如图所示。下列说法错误的是
A.QX只存在离子键 B.Z的氢化物可形成非极性键
C.简单离子半径:Q>M>R D.各原子最外层均达到8电子稳定结构
5.(23-24高一上·上海·期末)下列叙述中正确的是
A.含离子键的化合物一定是离子化合物
B.含共价键的化合物一定是共价化合物
C.全部由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D.在离子化合物中不可能有共价键
6.(23-24高一上·上海宝山·阶段练习)下列关于化学键的叙述正确的是
A.化学键既存在于相邻的原子之间,又存在于相邻分子之间
B.非金属元素原子形成的化合物中只有共价键
C.化学键通常指的是相邻的原子或离子之间的强烈的相互作用
D.正负离子之间有强烈的吸引作用而没有排斥作用,所以离子键的核间距相当小
7.(22-23高一上·河北邢台·期末)在抗击新冠病毒中“84消毒液(有效成分是NaClO)”发挥了重要作用。工业上,制备“84消毒液”的原理为:。下列说法正确的是
A.该反应每转移2 mol电子生成74.5 g的NaClO
B.“84消毒液”与酒精的消毒原理相同
C.NaClO的电子式为
D.上述制备消毒液的反应过程中有离子键、非极性共价键的断裂和形成
8.(22-23高一上·上海浦东新·阶段练习)下列化合物中,含有非极性共价键的离子化合物是
A.H2O2 B.CaCl2 C.K2O2 D.NaHSO4
9.(22-23高一上·上海浦东新·期末)下列关于化学键的说法中正确的是
A.离子晶体中只有离子键
B.共价化合物分子中一定不含离子键
C.硫、氢、氧只能形成一种化合物
D.离子化合物中一定含有金属元素
拓展培优
10.(23-24高一上·上海·期中)完成下列表格
微粒符号
质子数
电子数
结构示意图
电子式
C
①
②
③
④
⑤
20
18
⑥
⑦
17
⑧
⑨
⑩
11.(23-24高一上·上海·期末)根据原子核外电子排布规律,按要求书写下列化学用语:
(1)某金属元素原子的最外层电子数等于次外层电子数: (电子式)。
(2)L层电子数是M层电子数2倍的原子: (结构示意图)。
(3)最外层电子数是次外层电子数4倍的-2价负离子: (电子式)。
(4)电子总数为18的M+(M代表某元素符号): (电子式)。
12.(23-24高一上·上海浦东新·阶段练习)观察下列表格,回答相关问题:
物质
NaF
NaCl
NaBr
KCl
AlCl3
CH4
CCl4
熔点/℃
995
801
755
190
-182.5
-23
(1)其中属于离子化合物的物质有 。
(2)试比较F-、Cl-、Br-的离子半径大小 (用元素符号表示);推测离子半径与离子晶体熔点的关系 ;猜想KCl的熔点 (高于/低于)NaCl的熔点。
(3)由12C、35Cl、37Cl构成的30g CCl4中,35Cl的质量为 g(保留2位小数)。
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第4章 原子结构和化学键
4.4 化学键
第1课时 离子键
教学目标
1. 知道离子键定义与形成条件,识辨离子化合物,会写简单离子化合物的电子式及形成过程,理解离子键与离子化合物的关联。
2. 通过模型分析提微观理解能力,结合新高考情境提升概念应用与电子式书写能力。
3. 认微观化学键对物质构成的意义,强 “结构决定性质” 意识,培 “宏观辨识与微观探析” 素养。
重点和难点
重点:1.离子键的形成原理、离子化合物的判断
2.简单离子化合物的电子式书写。
难点:1.离子键形成过程的微观理解和电子式书写规范
2.新高考中复杂离子化合物的判断。
◆知识点一 化学键
1.原子间的相互作用
(1)含义:当两个原子间距离较远时,由于一个原子的原子核和另一个原子的核外电子所带电荷的电性是相反的,因此主要表现为相互吸引;当两个原子间距离较近时,由于两个原子的原子核所带的都是正电荷,核外电子所带的都是负电荷,因此主要表现为相互排斥;
(2)化学键的形成:当两个原子保持一定距离时,相互吸引和相互排斥的作用处于平衡,这样就形成稳定的化学键。
2.化学键的定义及本质
(1)定义:通常把物质中直接相邻的原子或离子之间强烈的相互作用叫作化学键。
(2)本质:原子或离子之间强烈的相互作用力。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。
3.化学键的分类
4.化学键、分子间作用力、氢键的比较
特别提醒
1.化学键除离子键和共价键外,金属晶体中还存在金属键。
2.成键微粒的“相互作用”不能只理解为相互吸引,它还应包括相互排斥,它是相互吸引和相互排斥的平衡。如:在氯化钠晶体中Na+与Cl-既有正负电荷间的吸引力,同时Na+核与Cl-核、Na+核外电子与Cl-核外电子之间存在排斥力,当吸引力与捧斥力平衡时,就形成了氯化钠晶体。
即学即练
1.固体的化学式为,电子式如图所示,,下列说法正确的是
A.属于离子化合物 B.属于共价化合物
C.只含有离子键 D.只含有共价键
【答案】A
【详解】A.由电子式可知由NH和H-组成,属于离子化合物,故A正确;
B.由NH和H-组成,属于离子化合物,故B错误;
C.NH和H-之间为离子键,NH中N和H之间为共价键,故C错误;
D.中NH和H-之间为离子键,故D错误;
故选:A。
2.下列说法错误的是
A.化学反应的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
B.的热稳定性比强
C.溶于水既破坏了离子键,也破坏了共价键
D.、和都由分子构成,它们中都存在共价键
【答案】D
【详解】A.化学反应过程中旧键断裂新键形成,这是化学反应的本质,A正确;
B.元素非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,因非金属性:N>P,所以的热稳定性比的强,B正确;
C.溶于水会形成氢氧化钠和氧气,破坏的是钠离子和过氧根离子之间的离子键和过氧根离子内部的共价键,C正确;
D.为单原子分子,不存在化学键,D错误;
故选D。
3.下列变化不需要破坏化学键的是
A.液态水变为水蒸气 B.HCl气体溶于水
C.NH4Cl 受热分解 D.NaCl 熔化
【答案】A
【详解】A.液态水变为水蒸气破坏的是分子间作用力,不破坏化学键,故A选;
B.HCl溶于水生成氢离子和氯离子,破坏H-Cl共价键,故B不选;
C.加热氯化铵反应生成氨气和HCl,发生化学变化,化学键一定破坏,故C不选;
D.氯化钠熔化破坏离子键,故D不选;
故选:A。
◆知识点二 离子键的概念及形成
1.定义:阴、阳离子(带相反电荷离子)之间强烈的相互作用。
2.形成过程(微观)—氯化钠为例:
①不稳定的原子(钠)和原子(氯)通过得失电子后最外层都达到8电子稳定结构,分别形成阴离子(Cl-)和阳离子(Na+);
②当阴、阳离子相互靠近到一定距离时,正负电荷的静电吸引力与原子核及核外电子之间的排斥力达到平衡时,形成稳定的离子键。
3.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.形成条件:易失去电子的活泼金属元素(如ⅠA族、ⅡA族元素)原子与易得到电子的活泼非金属元素(如ⅥA族、ⅦA族元素)原子之间容易形成离子键,如NaCl、K2O、MgCl2、CaS等都是靠离子键结合的。
5.成键要素:
①成键微粒—阳离子和阴离子;
②成键本质—静电作用(包括引力和斥力);
③成键元素—一般是活泼金属与活泼非金属。
6.离子半径:影响离子半径的因素主要有三个方面:电子层数;核电荷数;核外电子数
①正离子半径小于相应的原子半径,负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高价正离子半径小于低价正离子半径,如r(Fe3+)<r(Fe2+)。
特别提醒
1.离子键强弱的影响因素:影响离子键强弱的主要因素是离子半径和离子所带电荷数,即离子半径越小、离子所带电荷数越多,阴、阳离子的相互作用越强,离子键就越强。
2.离子键的强弱影响化合物的熔点、沸点、溶解度等物理性质。
即学即练
4.小粒子大作用,微观世界也很美妙,下列物质由离子直接构成的是
A.石墨 B.氦气 C.氮气 D.氯化钠
【答案】D
【详解】A.石墨由碳原子构成,A错误;
B.氦气由氦气分子构成,B错误;
C.氮气由氮气分子构成,C错误;
D.氯化钠由钠离子和氯离子构成,D正确;
故选D。
5.下列物质中只含离子键的是
A. B. C.HCl D.
【答案】B
【详解】A.H2O2由非金属元素组成,原子间通过共价键结合,不含离子键,A不符合题意;
B.MgO由Mg2+和O2-通过离子键结合,仅含离子键,B符合题意;
C.HCl由H和Cl通过共价键结合,不含离子键,C不符合题意;
D.H2SO4为共价化合物,分子内H、S、O间均为共价键,不含离子键,D不符合题意;
故选B。
6.下列物质在熔融状态下不能导电的是
A. B.HCl C. D.NaCl
【答案】B
【详解】A.为离子晶体,熔融状态下能生成钾离子和硝酸根离子,可以导电,故A错误;
B.HCl为分子晶体,熔融状态下没有离子生成,不能导电,故B正确;
C.熔融状态下能生成镁离子和氯离子,可以导电,故C错误;
D.NaCl为离子晶体,熔融状态下能生成钠离子和氯离子,可以导电,故D错误;
故选:B。
◆知识点三 离子化合物
1.定义:阴、阳离子通过离子键结合而形成的化合物。
2.常见类型:强碱(如NaOH、Ba(OH)2等)、大多数盐(如NaCl、KNO3、NH4Cl等)、活泼金属氧化物(如Na2O、CaO等)。
3.存在:离子化合物一定含有离子键,含离子键的化合物一定是离子化合物。
4.形成过程表示方法:可用电子式表示离子化合物的形成过程,左边写原子的电子式,右边写离子化合物的电子式,中间用“→”连接,例如:
NaCl:、
MgBr2:。
5.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、正离子,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。
特别提醒
1.常见的离子化合物还有铵盐(如NH4HCO3、NH4NO3等)、活泼金属氢化物(如LiH、NaH、CaH2等)、活泼金属过氧化物(如Na2O2等)。故离子化合物中不一定含金属元素,铵盐全是由非金属元素形成的离子化合物。
2.含金属元素的化合物也不一定是离子化合物,如:AlCl3是共价化合物;
3.离子键只存在于离子化合物中,离子化合物中一定含离子键,也可能含共价键,如:NaOH、Na2O2等。
4.离子化合物的化学式,不表示分子式,只表示正负离子的最简单整数比。
即学即练7.下列物质中,含有离子键的是
A.H2 B.HCl C.MgCl2 D.H2O
【答案】C
【详解】A.H2是同种非金属原子的共价键,A错误;
B.HCl是不同非金属原子的共价键,B错误;
C.MgCl2中,Mg原子失去电子形成Mg2+,Cl原子获得电子形成Cl-,通过离子键结合,C正确。
D.H2O是不同非金属原子的共价键,D错误;
故选C。
8.下列物质中含有共价键的离子化合物是
A.NaOH B.H2O C.PCl3 D.K2S
【答案】A
【详解】A.氢氧化钠中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键,氢原子和氧原子之间存在共价键,属于含有共价键的离子化合物,A正确;
B.水分子是只含极性共价键的共价化合物,B错误;
C.氯化磷为只含极性共价键的共价化合物,C错误;
D.硫化钾为只含离子键的离子化合物,D错误;
答案选A。
9.下列含有共价键的离子化合物是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.NaOH中钠离子和氢氧根离子之间是离子键,氢氧根中氢和氧之间是共价键,故NaOH是含有共价键的离子化合物,A正确;
B.H2SO4是共价化合物,只含共价键,B错误;
C.CH2Cl2是共价化合物,只含共价键,C错误;
D.SiC是共价化合物,只含共价键,D错误;
本题选A。
一、化学键和化合物的关系
1.化学键和化合物的关系中的四 “一定”:
①离子化合物中一定含有离子键;
②含有离子键的化合物一定是离子化合物(一定不是共价化合物);
③共价化合物中一定不含离子键(一定含有共价键);
④只含有共价键的化合物一定是共价化合物(一定不是离子化合物)。
2. 化学键和化合物的关系中的四“不一定”:
①离子化合物中不一定含有共价键;
②金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3是共价化合物;
③含有共价键的化合物不一定是共价化合物;
④只含非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如铵盐是离子化合物。
3.化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程,但有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化。如NaCl溶于水、结晶析出,均未发生化学变化。
实践应用
1.下列说法中正确的有
①离子键的本质是静电作用
②质子数相同的粒子一定属于同种元素
③化学键分为共价键、离子键和氢键等
④由于氢键的存在,HF的稳定性强于H2S
⑤CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力的改变
⑥质子数相同、电子数也相同的粒子不可能是一种分子和一种离子
⑦任何共价键中,成键原子成键后均满足2e-或8e-稳定结构
⑧验证化合物是否为离子化合物的实验方法是可以看其熔融状态下能否导电
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【答案】B
【详解】①离子键的本质是阴阳离子之间的静电作用(吸引力和排斥力的平衡),故①正确;
②是质子数相同的粒子不一定属于同种元素,如H2O和NH3质子数相同,不属于同种元素,故②错误;
③氢键为分子之间的作用力,不属于化学键,故③错误;
④HF的稳定性强于H₂S是由于H-F键能更大,氢键影响物理性质,而非化学稳定性,故④错误;
⑤CO2溶于水时部分生成H2CO3,涉及化学键断裂;干冰升华仅破坏分子间作用力,故⑤错误;
⑥分子为电中性,离子带电,若质子数和电子数均相同,电荷必然矛盾,故不可能,故⑥正确;
⑦共价键中成键原子不一定满足8e⁻结构(如PCl5中的P原子有10e⁻),故⑦错误;
⑧离子化合物熔融时离解为离子而导电,共价化合物熔融时仍以分子形式存在,不导电,故⑧正确;
综上,正确的有①⑥⑧;
答案选B。
2.传说老子过函谷关之前,关尹喜见有紫气从东而来,知道将有圣人过关, 果然老子骑着青牛而来,后来人们用“紫气东来”比喻吉祥的征兆。碘晶体受热转变成碘蒸气也有紫气东来之象。下列关于碘等物质的说法中正确的是
A.HCl溶于水能电离出H+、Cl-,所以HCl是离子化合物
B.碘晶体受热转变成碘蒸气,吸收的热量用于克服碘原子间的作用力
C.He、CO2和CH4都是由分子构成,它们中都存在共价键
D.NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,既破坏了离子键,也破坏了共价键
【答案】D
【详解】A.离子化合物需通过离子键结合,而HCl以共价键结合,溶于水才电离,HCl为共价化合物,故A错误;
B.碘升华是物理变化,吸收热量仅需克服分子间作用力,分子内共价键未被破坏,故B错误;
C.He为单原子分子,无共价键;CO2和CH4分子内存在共价键,故C错误;
D.NaHCO3分解生成碳酸钠、二氧化碳、水,破坏离子键、共价键,故D正确;
答案为D。
二、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。例如:
镁原子:Mg;碳原子:;氧原子:;氖原子:。
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,原子的最外层已无电子,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。例如:
氯离子、硫离子。
4.复杂阴、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:
水合氢离子 铵根离子 氢氧根离子 过氧根离子
5.离子化合物的电子式:
氧化钙:、硫化钾:。
实践应用
3.下列化学用语或图示表达正确的是
A.的结构式:
B.6个质子8个中子的碳元素的核素符号:
C.的电子式:
D.可以表示原子、阳离子以及阴离子
【答案】D
【详解】A.的结构式:O=C=O,A错误;
B.6个质子8个中子,则质量数为6+8=14,核素符号:或,B错误;
C.由Ca2+和Cl-通过离子键结合而成,电子式:,C错误;
D.若x>2+8+y,则表示阳离子,若x<2+8+y,则表示阴离子,若x=2+8+y,则表示原子,D正确;
故选D。
4.已知反应。下列说法正确的是
A.的离子结构示意图为
B.的电子式为
C.中子数为8的氮原子:
D.的电离方程式:
【答案】D
【详解】
A.的离子最外层满足8电子稳定结构,示意图为,故A错误;
B.的电子式为,故B错误;
C.中子数为8的氮原子:,故C错误;
D.为强电解质,故电离方程式: ,故D正确;
故选D。
5.按要求回答:
(1)HClO的结构式是 ,化学键的类型是 。
(2)用电子式表示的形成过程 。
(3)溶液、溶液中分别滴加NaOH溶液,观察到的现象是 ,说明碱性: (填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) H—O—Cl 共价键
(2)
(3) 溶液中滴加NaOH溶液,出现白色沉淀;溶液中滴加NaOH溶液,先出现白色沉淀,后沉淀逐渐溶解 >
【详解】(1)次氯酸的中心原子是氯原子,其结构式为:。化学键是极性共价键。
(2)镁原子最外层有两个电子,容易失去,和氯原子形成离子化合物,其形成过程是:。
(3)氯化镁滴入氢氧化钠溶液,离子方程式为:,出现白色沉淀;氯化铝滴入氢氧化钠溶液,离子方程式为:;继续滴入氢氧化钠溶液,发生反应:,现象是先出现白色沉淀,后沉淀逐渐溶解。氢氧化铝可以与溶解与氢氧化钠中,说明呈两性,则碱性。
考点一 化学键与分子间作用力的辨析
【例1】下列说法中正确的个数有
①在氯化镁中,镁离子和氯离子之间、两个氯离子之间存在着静电吸引作用
②CO2和H2O反应的产物是离子化合物
③离子化合物中一定不含共价键
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤金属钠与水的反应中断裂的化学键包括离子键和共价键
⑥已知氯化铝为共价化合物,那么氯化铝只有在熔融状态下才能够导电
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】A
【详解】①在氯化镁中,镁离子和氯离子之间存在着静电吸引作用,两个氯离子之间均存在着静电排斥作用,①错误;
②CO2和H2O反应的产物是H2CO3,属于共价化合物,②错误;
③离子化合物中可能含共价键,如NH4Cl、NaOH,③错误;
④由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如NH4Cl是离子化合物,④错误;
⑤金属钠不含有离子键,水中含有共价键,反应中断裂的化学键包括共价键,不包括离子键,⑤错误;
⑥氯化铝为共价化合物,则氯化铝只有溶于水才能够电离出离子而导电,⑥错误;
综上所述,说法中正确的个数为0,故选A。
解题要点
1.“直接相邻”的原子(包括离子)间存在化学键,非直接相邻的微粒间无化学键作用。如H2O分子中的两个氢原子和氧原子是直接相邻,存在化学键,而两个氢原子之间不直接相邻,它们之间不存在化学键。 2由于相邻的微粒之间的相互作用有强有弱,而化学键是一种“强烈”的相互作用,原子间较弱的相互作用不是化学键。如在水中,一个H2O中的氧原子与另一水分子中的氢原子也有作用,但它们的作用较弱,不是化学键而是氢键。
【变式1-1】下列关于化学键的说法中错误的是
A.任何物质中都含有化学键
B.加热熔化氯化钠固体和加水溶解氯化氢时,均发生了化学键的断裂
C.化学反应的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程
D.分子间存在范德华力,分子内的H和O之间则是极性共价键
【答案】A
【详解】A.稀有气体是单原子分子,没有化学键。故A错误;
B.加热熔化氯化钠固体时,电离出自由移动的钠离子和氯离子,加水溶解氯化氢时,氯化氢电离为自由移动的氢离子和氯离子,均发生化学键的断裂,故B正确;
C.化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键的形成,故C正确;
D.分子间存在范德华力,不同元素间的化学键为极性键,故分子内的H和O之间是极性共价键,故D正确;
答案选A。
【变式1-2】下列有关化学键的说法错误的是
A.化学键可以使离子结合,也可以使原子结合 B.分子中仅含有极性共价键
C.中既有离子键又有共价键 D.有化学键断裂的过程不一定发生了化学变化
【答案】B
【详解】A.化学键可以使离子结合,如NaCl中的钠离子和氯离子通过离子键结合,化学键也可以使原子结合,如HCl中的氢原子和氯原子通过共价键结合,A正确;
B.H2O2的结构式为H-O-O-H,其中O-H为极性共价键,O-O键为非极性共价键,B错误;
C.MgSO4中,Mg2+和之间存在离子键,中硫原子和氧原子之间存在共价键,C正确;
D.有化学键断裂的过程不一定发生了化学变化,如NaCl溶于水发生电离:NaCl=Na++C1-,离子键断裂,但不属于化学变化,D正确;
故选B。
考点二 电子式的书写
【例2】回答下列问题。
(1)硫酸亚铁溶液中加入酸性高锰酸钾溶液离子方程式: 。
(2)氢氧化亚铁在空气中被氧化的化学方程式: 。
(3)体现氢氧化铝是两性氢氧化物的离子方程式: ; 。
(4)电子式: 。
(5)电子式: 。
(6)电子式: 。
(7)电子式: 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
【详解】(1)根据题意硫酸亚铁溶液中加入酸性高锰酸钾溶液离子方程式为:
(2)氢氧化亚铁在空气中被氧化的化学方程式为:
(3)体现氢氧化铝是两性氢氧化物的离子方程式为:
(4)
电子式为
(5)
电子式为
(6)
电子式:
(7)
电子式为
解题要点
(1)漏写孤电子对
(2)电子式中相同的原子或离子合并
(3)共用电子对数不清楚
(4)共价分子与离子化合物中原子与离子的混乱
(5)原子连接顺序错误
(6)电荷数与化合价标示错误
(7)原子最外层不满足稳定结构
(8)复杂离子的电子式写为离子符号
【变式2-1】请回答:
(1)写出钡餐的化学式 。
(2)用电子式表示NaCl的形成过程 。
(3)非金属性S Cl(填写“<”或“=”或“>”),试用一条化学方程式来表示判断理由 。
【答案】(1)
(2)
(3) <
【详解】(1)钡餐是硫酸钡,化学式;
(2)
用电子式表示NaCl的形成过程:;
(3)同周期元素从左到右,非金属性逐渐增强,即S<Cl,根据,则氧化性大于,即非金属性S<Cl;
【变式2-2】反应可用于检验氯气管道是否泄漏。下列说法正确的是
A.中子数为8的原子: B.的结构式:
C.的结构示意图: D.的电子式:
【答案】B
【详解】A.质子数为7,中子数为8的氮原子的质量数为15,可表示为,A错误;
B.中两个N形成三对共用电子对,其结构式为,B正确;
C.Cl得到一个电子后得到Cl-,Cl-最外层有8个电子,其结构示意图为,C错误;
D.NH3中N和3个H各形成一对共用电子对,其中氮原子满足最外层8电子稳定结构,电子式应为,D错误;
故选B。
考点三 离子键
【例3】下列说法不正确的是
A.晶体中只存在离子键
B.HCl溶于水破坏了和之间的离子键
C.根据HF的热稳定性比HCl好,可以判断F的非金属性比Cl强
D.和分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
【答案】B
【详解】A.CaCl2晶体由Ca2+和Cl-通过离子键结合,不含其他化学键,A正确;
B.HCl是共价化合物,溶于水时破坏的是共价键而非离子键,B错误;
C.HF的热稳定性优于HCl,说明F的非金属性比Cl强,C正确;
D.CO2中C和O均通过双键达到8电子结构,N2中N通过三键达到8电子结构,D正确;
故选B。
解题要点
1.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。
2.离子键的存在:
①第ⅠA族、第ⅡA族的金属元素的单质与第ⅥA族、第ⅦA族的非金属元素的单质发生反应时,一般通过离子键形成离子化合物。
②金属阳离子与某些原子团(如NO、CO、SO、OH-等)之间,通过离子键形成离子化合物。
③铵根离子与酸根(或酸式酸根)离子之间形成离子键,构成离子化合物。
④活泼金属的氧化物、过氧化物(如Na2O2)中存在离子键。
【变式3-1】化学键的形成与原子结构有关,主要通过原子的价电子的转移来实现。下列关于化学键的说法错误的是
A.纯净物中不一定含有化学键
B.含有离子键的物质一定是离子化合物
C.仅由非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键
D.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
【答案】C
【详解】A.稀有气体为单原子分子,其中不含有化学键,则纯净物中不一定含有化学键,A正确;
B.含离子键的化合物一定为离子化合物,离子化合物中一定含离子键,B正确;
C.仅由非金属元素形成的化合物,比如氯化铵为离子化合物,含有离子键,C错误;
D.纯碱和烧碱都是离子化合物,熔化时破坏的都是离子键,D正确;
故选C。
【变式3-2】下列关于钠及其化合物的说法错误的是
A.溶于水的过程破坏了离子键
B.氧化钠和过氧化钠均与水反应,产物完全相同
C.金属钠是一种银白色金属,可保存在煤油中
D.向饱和的碳酸钠溶液中通入过量,能出现浑浊
【答案】B
【详解】A.NaCl为离子化合物,溶于水电离成Na+和Cl-,破坏了离子键,A正确;
B.氧化钠和过氧化钠与水反应的方程式分别为Na2O+H2O=2NaOH,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,产物不完全相同,B错误;
C.金属钠是一种银白色金属,易与空气的O2等反应,密度大于煤油且不与煤油反应,可保存在煤油中,C正确;
D.向饱和的碳酸钠溶液中通入过量CO2,Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3,NaHCO3溶解度小于Na2CO3,因此出现白色浑浊,D正确;
故选B。
考点四 离子化合物
【例4】下列物质中,属于离子化合物的是
A. B. C. D.NaOH
【答案】D
【详解】A.只含有共价键,是共价键化合物,故A不选;
B.只含有共价键,是共价键化合物,故B不选;
C.只含有共价键,是共价键化合物,故C不选;
D.NaOH既含有离子键,又含有共价键,是离子化合物,故D选;
答案选D。
解题要点
1.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。
2.含有金属元素的化合物不一定是离子化合物。
【变式4-1】以下说法中不正确的是
A.有的离子化合物中不含金属元素 B.在化合物NaOH中既有离子键又有极性共价键
C.中既有离子键又有非极性共价键 D.Na原子与Cl原子结合成氯化钠后体系总能量降低
【答案】C
【详解】A.不是所有的离子化合物都含有金属元素,如NH4Cl没有金属元素,却属于离子化合物,A正确;
B.NaOH中既有O-H之间的极性共价键又含有钠离子和OH-之间的离子键,B正确;
C.氯化镁为离子化合物,只有镁离子和氯离子之间的离子键,C错误;
D.形成化学键释放能量,故原子形成氯化钠后体系能量降低,D正确;
故选C。
【变式4-2】下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z代表4种短周期主族元素,其中W原子L层电子数是K层的2倍,Y与氢元素同一主族。下列说法不正确的是
A.W的非金属性比Y的强
B.Y与X可能会组成离子化合物Y2X
C.W与氢元素组成的化合物在常温下可能是固体
D.Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的强
【答案】D
【分析】W原子L层电子数是K层的2倍,说明W为C元素;Y与氢元素同一主族,在C元素下一周期,则Y为Na元素;根据位置关系可知,X为O元素,Z为Al元素。
【详解】A.非金属元素C的非金属性强于金属元素Na,A说法正确;
B.Y为Na元素,X为O元素,可形成离子化合物,B说法正确;
C.W为C元素,与氢元素可组成的烃类有机物,随着碳原子个数的增多,状态可能为固体,C说法正确;
D.同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,元素金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,所以最高价氧化物对应水化物的碱性:,D说法错误;
答案选D。
基础达标
1.(22-23高一上·上海嘉定·期末)某粒子的结构示意图如图所示,关于该粒子的说法不正确的是
A.核外电子数为16 B.核外M电子层上有6个电子
C.该粒子为硫原子 D.在化学反应中易失电子
【答案】D
【分析】由示意图可知核电荷数=核外电子数=16,故为S原子结构示意图。
【详解】A.在原子中,核电荷数=质子数=原子序数=核外电子数=16,故A正确;
B.M电子层为第3电子层,则核外M电子层上有6个电子,故B正确;
C.由分析知,该粒子为硫原子,故C正确;
D.通常,最外层电子数大于4,易得电子;最外层电子数小于4,易失电子,故S原子易得电子,故D错误;
故选D。
2.(22-23高一上·湖南长沙·阶段练习)下列有关化学用语表示正确的是
A.的结构示意图:
B.HClO的结构式:
C.质子数为53、中子数为78的碘原子:
D.的电子式:
【答案】B
【详解】
A.的核电荷数为8,核外电子总数为10,其离子结构示意图为:,故A错误;
B.HClO为共价化合物,中心原子为氧,结构式:,故B正确;
C.质子数为53,中子数为78的碘原子的质量数=131,该原子正确的表示方法为I,故C错误;
D.H2O2为共价化合物,电子式为,故D错误;
故选B。
3.(22-23高一上·上海金山·期中)下面叙述不正确的是
A.S2-的结构示意图: B.的质子数为138
C.中子数为18的氯原子: D.的中子数是26
【答案】B
【详解】
A.S是16号元素,S2-是S原子获得2个电子形成的,S2-核外电子排布是2、8、8,所以S2-的结构示意图:,A正确;
B.原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,的质子数为56,质量数是138,B错误;
C.原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,Cl是17号元素,原子核内质子数是17,中子数为18的氯原子质量数是17+18=35,可表示为:,C正确;
D.表示的质子数是22,中子数是26的Ti原子,D正确;
故合理选项是B。
4.(22-23高一上·上海徐汇·期中)2019年诺贝尔化学奖颁给了约翰•古迪纳夫、斯坦利威廷汉和吉野彰三位科学家,以表彰他们在锂离子电池领域的卓越贡献。如图是锂元素在周期表中的部分信息及原子结构示意图。下列说法正确的是
A.锂原子的质量数为3
B.锂原子在化学反应中容易得到电子
C.锂元素的相对原子质量为
D.氯化锂的化学式为LiCl
【答案】D
【详解】A.根据元素周期表小方格可知,锂元素的相对原子质量为6.941,不确定具体的核素,不能判断其质量数,A错误;
B.根据锂原子的结构示意图可知,锂原子的最外层电子数为1,容易失去一个电子,B错误;
C.根据元素周期表小方格可知,锂元素的相对原子质量为6.941,单位是1,C错误;
D.锂原子的最外层电子数为1,容易失去一个电子,形成化合物时锂元素的化合价为+1价,故氯化锂的化学式为LiCl,D正确;
故选D。
5.(22-23高一上·上海徐汇·期中)下列化学用语错误的是
A.钠离子: B.氢离子:
C.第15号元素:P D.有2个中子的氦原子:
【答案】B
【详解】A.钠离子可以用表示,故A正确;
B.氢离子为H+,故B错误;
C.第15号元素是P,故C正确;
D.有2个中子的氦原子是,故D正确;
故选B。
6.(22-23高一上·上海杨浦·期中)据《科学快递》报道,研究人员拍摄到化学键形成过程中的过渡状态。下列关于化学键的说法不正确的是
A.化学键是一种作用力 B.化学键可以存在于分子与分子之间
C.化学键可以存在于离子与离子之间 D.化学键可以存在于原子与原子之间
【答案】B
【详解】A.化学键是相邻原子或离子之间强烈的相互作用,所以化学键是一种作用力,A正确;
B.分子之间不存在化学键,存在范德华力或氢键,B错误;
C.离子与离子之间强烈的相互作用力为离子键,属于化学键,C正确;
D.原子与原子之间的强烈的相互作用力为共价键,属于化学键,D正确;
故选B。
7.(22-23高一上·上海宝山·阶段练习)下列相互作用不属于化学键的是
A.分子间相互作用 B.离子键 C.共价键 D.金属键
【答案】A
【详解】化学键是纯净物分子内或晶体内相邻两个或多个原子(或离子)间强烈的相互作用力的统称。离子键是通过原子间电子转移,形成正负离子,由静电作用形成的;共价键是通过原子间共用一对或多对电子形成的;金属键是由多个原子共用一些自由流动的电子形成的。分子间相互作用不属于化学键,故选A。
8.(24-25高一上·上海·期末)以下不含共价键的晶体是
A. B.KOH C.碳化硅 D.晶体硅
【答案】A
【详解】A.只含离子键,A正确;
B.KOH含离子键和极性共价键,B错误;
C.碳化硅只含共价键,C错误;
D.晶体硅只含共价键,D错误;
故选A。
9.(24-25高一上·上海青浦·期末)有一种离子化合物A的化学式为,它所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层结构,适当加热,A就分解为两种气体,其中一种是化合物,该反应的化学方程式为 ,所得混合气体的平均相对分子质量为 ,A的电子式为 。
【答案】 9.5
【详解】
离子化合物的所有原子的最外层都符合稳定结构,因此是铵根离子和氢离子,一个铵根离子带一个单位的正电荷,一个氢离子带一个单位的负电荷,电子式为;适当加热,A就分解为两种气体,其中一种是化合物,根据质量守恒定律可知,分解为氨气和氢气:;反应生成等物质的量的氨气和氢气,则所得混合气体的平均相对分子质量为19÷2=9.5。
10.(24-25高一上·上海·期末)写出氢原子的电子式: ,氯离子的结构示意图: 。
【答案】
【详解】氢原子为1号元素,核外电子数为1个,则氢原子电子式为: ;氯原子为17号元素,核外电子数为17个,得到1个电子后变为,根据核外电子排布规律,第一层排2个,第二层排8个,第三层得到1个电子后也是排8个,则的结构示意图为:。
故答案为:;。
11.(23-24高一上·上海·期末)2023年北京冬奥会速滑馆采用跨临界直冷制冰。系统精密控制制冷剂在冰面下的钢管中昼夜不停地进行气液转化,以确保冰面具有良好的稳定性和温度均匀性。
(1)由液态转变为气态的过程中 。(选填编号)
A.放出热量 B.吸收热量 C.发生化学变化
上述转变过程中,微粒间的距离 。(选填编号)
A.变大 B.变小 C.不变
(2)的电子式为 。分子的空间填充模型为 。(选填编号)
A. B.
【答案】(1) B A
(2) A
【详解】(1)CO2由液态转化为气态的过程中分子吸收能量,为物理变化,故选B;该转变过程中,分子获得能量,分子间距变大,故选A;
(2)CO2分子是共价化合价物,电子式为;CO2分子的空间填充模型为A。
12.(23-24高一上·上海·阶段练习)Na+的结构示意图为 ,14N的电子式为 。
【答案】
【详解】离子中有11个质子,核外有10个电子,结构示意图为,14N是原子,最外层5个电子,电子式为。
13.(23-24高一下·上海虹口·期末)请回答下列问题:
(1)已知氢化锂(LiH)是离子化合物,写出其电子式 。
(2)LiH中负离子半径 正离子半径。
A.> B.< C.=
【答案】(1)
(2)A
【详解】(1)
氢化锂(LiH)是一种离子化合物,由Li+和H-构成,则在氢化锂中存在的化学键为离子键,电子式为;
(2)Li+和H-核外电子数均为2,锂元素原子序数大则Li+离子半径小,则两种离子半径大小为H-> Li+。故选A。
14.(23-24高一上·上海·期中)回答下列问题:
(1)填表,完成下列表格
微粒名称
微粒结构示意图
电子式
硫离子
氩原子
镁离子
(2)某微粒的结构示意图可表示为。
①当x=10+y时,该粒子为 (填“原子”“正离子”或“负离子”),当x<10+y时,该粒子为 。
②当y=8时,若该微粒带有一个单位负电荷,则x= ,该微粒的离子符号为 。
③当y=5时,若该微粒为中性原子R,其质量数为31,则中含有的中子数为 。
【答案】(1) Mg2+
(2) 原子 负离子 17 Cl- 48
【详解】(1)
①②硫离子的结构示意图为,电子式为;
③④氩原子的结构示意图,电子式为;
⑤⑥镁离子的结构示意图为,电子式为Mg2+;
(2)根据结构示意图可知,该微粒可以是原子或者离子,据此回答:
①当x=10+y时,该粒子原子;
②当x<10+y时,该粒子为负离子;
③当y=8时,若该微粒带有一个单位负电荷,为氯离子,则x=17;④离子符号为Cl-;
⑤当y=5时,若该微粒为中性原子P,其质量数为31,中子数为16,则微粒的中子数,48.
15.(23-24高一上·上海青浦·期中)安全气囊在汽车部件中非常重要,它的工作原理是汽车碰撞时传感器产生的电流触发气体发生如下反应:
(1)上述反应所涉及元素中,某元素原子失去一个电子即可形成8电子稳定结构,该元素的名称是 ,稳定结构的结构示意图为 ;某元素的最外层电子数是电子层数的3倍,则其简单离子的电子式为 ,能量最高的电子为 层上的电子。
(2)已知天然氢元素中:氕,丰度为99.98%;氘,丰度0.016%;氚,丰度0.004%,写出氢元素的相对原子质量计算表达式 (氕、氘、氚原子的质量用,,表示,原子质量用表示)。
【答案】(1) 钠 L
(2)
【详解】(1)
上述反应所涉及元素中,某元素原子失去一个电子即可形成8电子稳定结构,则该元素原子最外层有1个电子,名称是钠,钠原子失去1个电子形成钠离子,钠离子的结构示意图为;某元素的最外层电子数是电子层数的3倍,则为8号元素氧,其得到2个电子形成简单氧离子,电子式为,能量最高的电子为为第二层电子,即为L层上的电子。
(2)相对原子质量= ,则氕、氘、氚原子的相对原子质量分别为:、、,结合丰度可知氢元素的相对原子质量计算表达式。
综合应用
1.(24-25高一上·上海静安·期末)下列变化需要克服共价键的是
A.金刚石熔化 B.蔗糖溶于水
C.碘升华 D.食盐溶于水
【答案】A
【详解】A.金刚石中C原子之间以共价键结合形成网状结构,熔化需要克服共价键,A符合题意;
B.蔗糖是由分子通过范德华力结合,当蔗糖溶于水时,需要克服范德华力,不需要破坏共价键,B不符合题意;
C.碘单质是由碘分子通过范德华力结合,当碘升华由固态变为气态时,需要克服的是范德华力而不需要破坏共价键,C不符合题意;
D.食盐NaCl是离子化合物,Na+与Cl-通过离子键结合,当食盐溶于水时,破坏的是离子键而没有破坏共价键,D不符合题意;
故合理选项是A。
2.(24-25高一上·上海静安·期末)生活中经常会用到各类消毒剂,下列对各类消毒剂的说法错误的是
A.84消毒液的有效成分NaClO是离子化合物
B.具有漂白性的HClO的结构式为:H-Cl-O
C.H2O2是共价化合物
D.漂白粉是混合物
【答案】B
【详解】A.84消毒液的有效成分NaClO属于盐,是由Na+与ClO-通过离子键结合而成,因此属于离子化合物,A正确;
B.具有漂白性的HClO分子中O原子分别与H原子、Cl原子各形成1个共价键,使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构,故HClO的结构式为:H-O-Cl,B错误;
C.H2O2是由分子构成的物质,在该物质分子中,原子之间通过共价键相结合,因此属于共价化合物,C正确;
D.漂白粉中含有CaCl2、Ca(ClO)2,因此属于混合物,D正确;
答案选B。
3.(24-25高一上·上海松江·期中)元素M、R形成的简单离子与的核外电子数之和为20,下列说法正确的是
A.M原子的质子数一定大于R原子的质子数
B.M的核电荷数可能为8
C.与的电子层结构不可能相同
D.两种离子结合可形成MR型化合物
【答案】B
【分析】从离子的核外电子数之和为20,可推出M、R两种原子的质子数之和为19,则R为Na、M为O或R为Li、M为S,以此来解答。
【详解】A.若M为O,R为Na,O的质子数为8小于Na的为11,A错误;
B.M可能为O或S,M为O时核电荷数为8,B正确;
C.若M为O,R为Na,则O2-和Na+均具有10电子,具有相同的电子层结构,C错误;
D.简单离子M2-与R+形成的化合物为MR2,不可能为MR型化合物,D错误;
答案选B。
4.(23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习)X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素,其原子半径与化合价的关系如图所示。下列说法错误的是
A.QX只存在离子键 B.Z的氢化物可形成非极性键
C.简单离子半径:Q>M>R D.各原子最外层均达到8电子稳定结构
【答案】C
【分析】由图中可知,X显+1价,则最外层有1个电子,但原子半径小,所以其为氢(H);Y显-2价,不显正价,则其为氧(O);Z可以显-3、+5价,且半径比O大,则其为氮(N);M显-1、+7价,则其为氯(Cl);Q显+1价,且原子半径比Cl大,则其为钠(Na);R显+2价,原子半径比钠大,则其为钙(Ca)。
【详解】A.QX为NaH,是离子化合物,Na+与H-形成离子键,A正确;
B.N的氢化物如N2H4,可形成N-N非极性键,B正确;
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,所以离子半径Cl-﹥Ca2+﹥Na+,即简单离子半径: M>R>Q,C错误;
D.NCl3分子中各原子均满足最外层电子数+|化合价|=8,则均达到8e-稳定结构,D正确;
故选C。
5.(23-24高一上·上海·期末)下列叙述中正确的是
A.含离子键的化合物一定是离子化合物
B.含共价键的化合物一定是共价化合物
C.全部由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D.在离子化合物中不可能有共价键
【答案】A
【详解】A.含离子键的化合物一定是离子化合物,如NaCl、NaOH均一定含离子键,故A正确;
B.含共价键的化合物可能为离子化合物,如NaOH、NaClO等,故B错误;
C.非金属元素形成的化合物可能为离子化合物,如铵盐,故C错误;
D.在离子化合物中也可能含有共价键和离子键,不可能含有金属键,故D错误;
答案:A。
6.(23-24高一上·上海宝山·阶段练习)下列关于化学键的叙述正确的是
A.化学键既存在于相邻的原子之间,又存在于相邻分子之间
B.非金属元素原子形成的化合物中只有共价键
C.化学键通常指的是相邻的原子或离子之间的强烈的相互作用
D.正负离子之间有强烈的吸引作用而没有排斥作用,所以离子键的核间距相当小
【答案】C
【详解】A.化学键只存在于相邻的两个或多个原子之间,A错误;
B.非金属元素原子形成的化合物氯化铵中及存在离子键,也存在共价键,B错误;
C.化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用,C正确;
D.阴阳离子之间有强烈的吸引作用,但也存在排斥力,D错误;
答案选C。
7.(22-23高一上·河北邢台·期末)在抗击新冠病毒中“84消毒液(有效成分是NaClO)”发挥了重要作用。工业上,制备“84消毒液”的原理为:。下列说法正确的是
A.该反应每转移2 mol电子生成74.5 g的NaClO
B.“84消毒液”与酒精的消毒原理相同
C.NaClO的电子式为
D.上述制备消毒液的反应过程中有离子键、非极性共价键的断裂和形成
【答案】A
【详解】A.根据方程式可知Cl的化合价从-1价升高为+1价,转移2mol电子生成1molNaClO,质量为74.5g,选项A正确;
B.NaClO中Cl元素为+1价,具有强氧化性,可用于杀菌消毒,酒精因能破坏蛋白质的结构从而可以消毒,二者原理不同,选项B错误;
C.NaClO是离子化合物,钠离子和次氯酸根离子之间形成离子键,氯原子和氧原子之间形成1对共用电子对,均满足8电子稳定结构,在次氯酸根离子中O显负价,Cl显正价,故其电子式为,选项C错误;
D.NaCl中钠离子和氯离子之间是离子键,水分子中含有极性共价键,NaClO中含有离子键和极性共价键,H2中存在非极性共价键,故上述反应过程中有离子键、极性共价键的断裂,没有非极性键的断裂,有离子键、极性共价键、非极性共价键的生成,选项D错误;
答案选A。
8.(22-23高一上·上海浦东新·阶段练习)下列化合物中,含有非极性共价键的离子化合物是
A.H2O2 B.CaCl2 C.K2O2 D.NaHSO4
【答案】C
【详解】A.H2O2只含共价键,为共价化合物,A不符合题意;
B.CaCl2只含离子键,为离子化合物,B不符合题意;
C.K2O2含钾离子和过氧根离子形成的离子键,为离子化合物,同时含有两个O原子形成的非极性共价键,C符合题意;
D.NaHSO4虽为离子化合物,但不含非极性共价键,D不符合题意;
综上所述答案为C。
9.(22-23高一上·上海浦东新·期末)下列关于化学键的说法中正确的是
A.离子晶体中只有离子键
B.共价化合物分子中一定不含离子键
C.硫、氢、氧只能形成一种化合物
D.离子化合物中一定含有金属元素
【答案】B
【详解】A. 有些离子晶体中只有离子键,例如氯化钠,有些离子晶体中既有离子键又有共价键,例如氯化铵,A错误;
B. 共价化合物分子中只有共价键、一定不含离子键,B正确;
C. 硫、氢、氧能形成多种化合物,例如H2SO4、H2SO3等,C错误;
D. 离子化合物中不一定含有金属元素,例如氯化铵,D错误;
答案选B。
拓展培优
10.(23-24高一上·上海·期中)完成下列表格
微粒符号
质子数
电子数
结构示意图
电子式
C
①
②
③
④
⑤
20
18
⑥
⑦
17
⑧
⑨
⑩
【答案】 6 6 Ca2+ Ca2+ 18
【详解】
C是6号元素,质子数为6、电子数为6,原子结构示意图为,电子式为;
质子数为20、电子数为18的微粒是Ca2+;Ca2+结构示意图为,Ca2+的电子式为Ca2+;
质子数为17、电子数为18;结构示意图为;的电子式为。
11.(23-24高一上·上海·期末)根据原子核外电子排布规律,按要求书写下列化学用语:
(1)某金属元素原子的最外层电子数等于次外层电子数: (电子式)。
(2)L层电子数是M层电子数2倍的原子: (结构示意图)。
(3)最外层电子数是次外层电子数4倍的-2价负离子: (电子式)。
(4)电子总数为18的M+(M代表某元素符号): (电子式)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)K+
【详解】(1)B原子的最外层电子数等于次外层电子数,则B元素为Be,Be原子的电子式为:;
(2)
L层电子数是M层电子数2倍的元素为硅元素,三个电子层,最外层4个电子,原子结构示意图为:;
(3)
最外层电子数是次外层电子数4倍,则说明此元素核外只能有2个电子层,即次外层为K层,有2个电子,则最外层有8个电子,故此微粒的核外共有10个电子,又由于是-2价阴离子,故元素的质子数为8,即为O2-,电子式为;
(4)由于电子总数为18,且为+1价的单核阳离子,故此微粒的质子数为19,即为K+,电子式也为K+;
12.(23-24高一上·上海浦东新·阶段练习)观察下列表格,回答相关问题:
物质
NaF
NaCl
NaBr
KCl
AlCl3
CH4
CCl4
熔点/℃
995
801
755
190
-182.5
-23
(1)其中属于离子化合物的物质有 。
(2)试比较F-、Cl-、Br-的离子半径大小 (用元素符号表示);推测离子半径与离子晶体熔点的关系 ;猜想KCl的熔点 (高于/低于)NaCl的熔点。
(3)由12C、35Cl、37Cl构成的30g CCl4中,35Cl的质量为 g(保留2位小数)。
【答案】(1)NaF、NaCl、NaBr、KCl
(2) F-<Cl-<Br- 相同条件下,离子半径越大,熔点越低 低于
(3)20.45
【详解】(1)由阴阳离子构成的化合物较离子化合物,有NaF、NaCl、NaBr、KCl;
(2)同主族元素从上到下离子半径逐渐增大,故F-、Cl-、Br-的离子半径大小顺序为F-<Cl-<Br-;K+的半径小于Na+,相同条件下,离子半径越大,熔点越低,则KCl的熔点比NaCl低;
(3)Cl元素包括35Cl、37Cl两种同位素,Cl元素的平均相对原子质量为35.5,则可以计算出35Cl、37Cl的原子个数比为3:1,35Cl所占的质量分数为=74.19%;30g CCl4中,35Cl的质量为30g74.19%=20.45g。
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