4.3 化学键判断与元素推断-讲义-2025-2026学年高一化学上学期人教版必修第一册
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普通
摘要:
本讲义聚焦化学键与元素推断核心知识点,系统梳理离子键、共价键的定义、形成本质及成键微粒,通过电子式书写规则、分子间作用力与氢键的对比分析,构建从微观结构到元素推断的完整知识支架。
资料以化学观念为统领,通过对比表格明晰离子键与共价键差异,结合例题精讲培养科学思维,高考真题直击考点。课中辅助教师构建知识体系,课后助力学生通过实例分析查漏补缺,提升解决实际问题的能力。
内容正文:
(
第3讲
化学键
判断
元素推断
)
一、离子键
1.定义:带相反电荷的离子(阴、阳离子)之间强烈的相互作用,称为离子键。
2.形成本质:静电作用(包括静电排斥和静电吸引)。
3.成键微粒:阴、阳离子。
4.形成元素
(1)活泼的金属(第IA族、第IIA族金属)和活泼的非金属(第VIA族、第VIIA族非金属)之间易形成离子键。
(2)活泼的金属和酸根离子(或氢氧根离子)易形成离子键。
(3)铵根离子和酸根离子形成离子键。
5.形成的化合物:离子化合物。
二、电子式
1.定义:在元素符号的周围用小黑点“•”或小叉“×”来表示原子的最外层电子(价电子),这样的式子叫做电子式。
2.电子式的书写
(1)原子、离子的电子式
(
S
Br
Br
S
)硫原子,溴原子,硫离子,溴离子,钠原子,钠离子的电子式:
Na• Na+
(2)离子化合物的电子式
溴化钠,溴化镁,氢氧化钾,溴化铵的电子式:
(
H
N
H
Br
H
H
) (
Br
Mg
Br
) (
K
O
H
) (
Na
Br
)
1
(
- 2 -
)
(
25
)
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【总结】电子式书写注意事项:
a.原子的电子式:常把其最外层电子数用小黑点“•”或小叉“×”来表示。
b.阳离子的电子式:不要求画出离子最外层电子数,简单阳离子(单核离子)的电子式就是其离子符号,但是铵根离子不同。
c.阴离子的电子式:不但要画出最外层电子数,而且还应用中括号“[ ]”括起来,并在右上角标出所带电荷数。
d.离子化合物的电子式:由阴、阳离子的电子式共同组成,但相同离子不能合并。
(3)离子化合物形成过程
①用电子式表示氟化钠的形成过程。
(
K
S
K
S
2
K
) (
K
S
K
K
S
K
)②用电子式表示硫化钾的形成过程。 或
(
Br
Mg
Br
Br
Mg
Br
)③用电子式表示溴化镁的形成过程。
【总结】电子式表示离子化合物形成过程注意事项:
1. 首先考虑箭头左方原子的摆放,并写出它们的电子式。
2. 箭头右方写离子化合物的电子式。写时要注意标明:标正负电荷、阴离子和铵根离子标[ ]。
3. 箭头左方相同的微粒可以合并写,箭头右方相同的微粒不可以合并写。
4. 在标正负电荷时,特别要注意正负电荷总数相等。
三、共价键
H2 + Cl2 点燃 2HCl
1.定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。
2.形成本质:通过共用电子对形成的静电作用。
3.成键微粒:原子。
4.形成元素
(1)非金属元素之间易形成共价键。
(2)某些金属元素和非金属元素会形成共价键(如AlCl3)。
5.形成的化合物:只由共价键形成的化合物叫做共价化合物。
6.用电子式表示分子的形成过程
(
H
H
H
H
) (1)H2分子的形成过程:
(
H
Cl
Cl
H
)(2)HCl分子的形成过程:
【总结】共价化合物的形成过程没有电子的得失,因此不用箭头表示电子转移。
【思考】用电子式表示下列共价分子的形成过程:Br2、H2O、NH3、CO2。
(
H
O
H
2
H
O
) (
Br
Br
Br
Br
)【答案】
(
H
N
H
H
N
3
H
) (
O
C
O
2
O
C
)
7.结构式
可以用一条“—”表示一对共用电子对,便得到共价化合物的结构式。如H2O的结构式为:H-O-H。
8.共价键的分类
(1)H2分子中共用电子对不偏向任何一个原子,成键原子不显电性,这样的共价键称为非极性共价键,简称非极性键。
(2)而HCl分子中,不同的原子吸引电子的能力不同,共用电子对偏移,成键原子显一定的电性,这样的共价键称为极性共价键,简称极性键。
【思考】写出NaOH、Na2O2、CaCl2、Na2S、NH4Cl H2O2、NaClO、HClO的电子式,分析它们键的种类。
(
H
N
H
Cl
H
H
) (
Na
O
O
Na
) (
Na
O
H
)
(
Na
S
Na
) (
Cl
Ca
Cl
)【答案】
【总结】①含有离子键的化合物一定是离子化合物,含有共价键的化合物不一定是共价化合物(如NaOH)。多核离子(如NH4+、SO42-等)中一定含有共价键。
②离子键与共价键的比较
类型
离子键
共价键
分类
-------------
极性键
非极性键
成键条件
活泼金属元素的离子(或NH4+)和活泼非金属元素的离子(或酸根)
两种不同的非金属
元素
相同的非金属
元素
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键本质
阴、阳离子静电作用
共用电子对的静电作用
成键原因
原子得失电子形成稳定的阴、阳离子。化合物中离子间相互吸引、排斥处于平衡状态。体系的总能量降低。
通过共用电子对,各原子最外层电子数目由不饱和状态达到饱和状态。两原子核都吸引共用电子对,达到平衡状态。原子通过共用电子对形成共价键后,体系总能量降低。
电子式
(
Na
Cl
)
(
H
Cl
)
(
H
H
)
③离子键、共价键与离子化合物、共价化合物的关系
化学键的种类
实例
非金属
单质
无化学键
稀有气体分子(单原子分子)He、Ne
非极性共价键
O=O、Cl—Cl、H—H
共
价
化
合
物
只有共价键
离
子
化
合
物
只有离子键
、
离子键、极性键
离子键、非极性键
(
Na
O
O
Na
)
四、化学键
1.定义:使离子相结合或原子相结合的作用力统称为化学键。
2.化学键主要分为:离子键和共价键两种。
3.化学反应的实质
化学反应的实质是旧化学键断裂,原子重新组合,形成新键的过程。原子在重新组合过程中为达到稳定结构得失电子(得失电子形成离子键)或形成共用电子对(共用电子对形成共价键)。
通常金属失电子、非金属得电子,从而金属与非金属形成离子键;非金属与非金属大都难失去电子,在形成化合物时形成共用电子对,因此形成共价化合物(一些特殊的除外,如铵盐)。
原子结构决定物质得失电子,从而决定成键类型,成键类型影响物质的性质。
【注意】①稀有气体都是由单原子组成的分子,不含化学键。
②NH3·H2O、AlCl3是共价化合物而Al2O3为离子化合物。
③NH4Cl、(NH4)2SO4等铵盐是离子化合物。
④无论是共价键还是离子键都为达到原子的稳定结构或相对稳定结构,失电子能力强的原子与得电子能力强的原子易形成离子键,而都不易失电子的原子结合易形成共价键。
五、分子间作用力与氢键
化学键(离子键与共价键)都是分子内原子或离子之间强烈的相互作用,而分子之间也存在着力的作用。
1.分子间作用力
(1)分子之间一种把分子聚集在一起的作用力,叫分子间作用力,又称范德华力。
(2)分子间作用力特点
①分子间作用力小于化学键,对物质的熔沸点、溶解性等物理性质有影响,而化学键对分子化学性质有影响。
②离子化合物中只存在化学键不存在分子间作用力,而共价化合物和大多数非金属单质内都存在分子间作用力。
③分子间作用力是短程力,一般只有分子充分接近时才有分子间作用力。
④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,物质的熔沸点也越高。
2.氢键
(1)氢键是一种比化学键弱但比分子间作用力强的作用力,所以也可以把氢键看成是一种较强的分子间作用力。
(2)氢键特点
①氢键不是化学键。
②分子间形成的氢键会使物质的熔沸点升高(固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键消耗更多的能量)。
③通常含N、O、F这三种元素的氢化物易形成氢键,常见的化合物有:H2O、HF、NH3等。
【注意】化学键主要影响物质的化学性质,分子间作用力及氢键主要影响物质的物理性质。
(
例题精讲
)
(
考点1:
化学键 电子式专题
)
【例1】下列关于离子键的说法正确的是( )
A.阴阳离子通过静电引力形成离子键
B.带相反电荷离子之间相互作用形成离子键
C.金属与非金属化合时,一定形成离子键
D.只有在活泼金属和活泼非金属化合时,才能形成离子键
【答案】B
【例2】下列说法中,正确的是( )
A.共价化合物中一定不含离子键,离子化合物中一定不含共价键
B.两种元素组成的化合物中一定不含非极性键
C.离子化合物在溶于水或熔融态时能导电,有些共价化合物在溶于水时导电但在液态时不
能导电
D.非金属元素组成的化合物,一定是共价化合物
【答案】C
【例3】下列分子中,只含有共价键的是( )
A.CO2 B.NaCl C.KNO3 D.NH4Cl
【答案】A
【例4】下列元素的原子在形成不同物质时,既能形成离子键,又能形成极性键和非极性键的是( )
A.钾 B.钙 C.碘 D.氦
【答案】C
【例5】短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大,它们的原子序数之和为20,且核外电子层的结构相同。下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是( )
A.Z2Y B.X2Y2
C.Z2Y2 D.ZYX
【答案】B
【例6】下列化合物中,成键微粒不能都满足2个或8个电子稳定结构的是( )
A.NH3 B.PCl5 C.CO2 D.NaCl
【答案】B
【例7】X、Y为两种主族元素,其原子的最外层电子数分别为1和6,则X、Y两种元素形成的化合物( )
A.一定是离子化合物 B.一定是共价化合物
C.一定形成X2Y型化合物 D.以上答案均不正确
【答案】D
【例8】表示下列微粒的图式中,正确的是( )[多选]
A.CO2的电子式为:
(
H
C
H
H
H
)B.Na2O2的电子式为:
C.甲烷的电子式为:
D.硫离子的电子式为:
【答案】AC
【例9】已知5种元素的原子序数的大小顺序是C>A>B>D>E;A、C同周期,B、C同主族;A与B形成的离子化合物A2B中,所有离子的电子数相同,其电子总数为30;D和E可形成4核10电子分子,请回答:
(1)写出元素名称:A ,B ,C ,D ,E
(2)写出电子式:D元素单质 ;B与E形成的化合物 ;B、A、E形成
的离子化合物 。
【答案】(1)钠;氧;硫;氮;氢;(2) (
N
N
) (
H
O
H
)
【例10】下列物质的变化过程中,有共价键明显被破坏的是( )
A.I2升华
B.NaCl颗粒被粉碎
C.H2SO4溶于水得硫酸溶液
D.NaOH受热熔化
【答案】C
【例11】食盐(NaCl)是生活中常用的调味品,HCl是胃酸的主要成分,下列关于两种物质的说法正确的是( )
A.炒菜时放入食盐并不破坏NaCl中的化学键
B.HCl的电子式是H+[]-
C.NaCl熔化时破坏共价键
D.HCl的结构式是H—Cl
【答案】D
【例12】下图中每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化,每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是( )
A.H2S B.HCl C.PH3 D.SiH4
【答案】D
【例13】下列叙述正确的是( )
A.第IA族元素的金属性比IIA族元素的金属性强
B.第VIA族元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点也最高
C.同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增加
D.同周期元素的原子半径从左到右逐渐增大
【答案】B
【例14】氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物,其中钠元素是+1价;氢化钠与水反应放出氢气。下列叙述中,不正确的是( )
A.NaH的电子式为:Na+[
B.NaH与H2O反应时水做氧化剂
C.NaH中氢元素的离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同
D.离子半径:H+>
【答案】D
(
二
元素推断专题
)
(
知识点睛
)
1、 元素位置的推断
1. 根据原子的结构推断。
2. 根据稀有气体元素的核电荷数和各周期所含元素种数的关系的推断。
3. 通常考查点:核电荷数为113—118的元素的位置。
都在第七周期,所处主族为第ⅢA族~第Ⅶ族和第0族。
2、 第ⅡA族、第ⅢA族元素原子序数差的推断
1. 同一周期,根据是否存在副族元素,第ⅡA族、第ⅢA族元素原子序数差可能为1、11、25。
2. 同一主族,相邻元素原子序数差可能为2、8、18、32。
3、 一些特殊结构的元素与微粒
1. 抓住元素原子的结构,以及在周期表中的位置特点
①最外层电子数是次外层的2倍:C
②最外层电子数是次外层的3倍:O
③最外层电子数等于最内层电子数(主族):Be、Mg等第ⅡA族元素
④族序数等于周期数的元素:H、Be、Al
⑤族序数等于周期序数2倍的元素:C、S
⑥族序数等于周期序数3倍的元素:O
⑦原子序数为2倍关系且为同主族的元素:O和S
2. 具有稀有气体结构的特殊粒子:
①核外电子总数为2的粒子有:He、Li+、H-。
②核外电子总数为10的粒子有:
分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4等。
阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+等。
阴离子:等。
③核外电子总数为18的粒子有:
分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6(乙烷)、CH3OH(甲醇)等。
阳离子:K+、Ca2+等。
阴离子:等。
④核外电子总数及质子总数均相同的粒子有:Na+、NH4+与H3O+;与;与;N2、CO与C2H2等。
(
例题精讲
)
(
考点2:
元素推断专题
)
【例15】X,Y两元素为主族元素,它们可形成XY型的离子化合物,若Xm+和Ym-离子的核外电子数总和为20,则X、Y在周期表中的位置可以是( )[多选]
A.X,Y在同一周期
B.X,Y在同一主族
C.相邻周期相隔一个主族的两短周期元素
D.相邻周期相隔数个主族的短周期元素
【答案】BD
X
Y
Z
【例16】X、Y、Z为三种短周期元素,它们在周期表中的位置如右图所示: 有关这三种元素说法一定正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.Z原子最外层为8电子稳定结构 (
20090409
)
C.若Z的最高价氧化物的水化物显强酸性,则X的单质是双原子分子
D.若X、Y、Z均有氢化物,则Y的氢化物沸点可能最高
【答案】D
【例17】A、B、C、D四种短周期元素的原子半径依次减小,A与C的核电荷数之比为3∶4,D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子X、Y、Z。下列叙述正确的是( )
A.X、Y、Z的稳定性逐渐减弱
B.A、B、C、D的原子序数逐渐增大
C.X、Y、Z三种化合物的熔沸点逐渐升高
D.自然界中存在多种由A、B、C、D四种元素组成的化合物
【答案】C
【例18】已知X、Y、Z、W四种元素是周期表中连续三个不同短周期的元素,且原子序数依次增大。X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y的氢化物分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。试推断:
(1)X、Y、Z、W四种元素的符号:X 、Y 、Z 、W 。
(2)由以上元素中的元素组成的能溶于水且显碱性的化合物的电子式分别为 。
(3)由X、Y、Z所形成的离子化合物是 ,它与W的最高氧化物的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式是 。
(
H
N
H
H
) (
Na
O
H
)【答案】(1)H、N、O、Na;(2) 或 ;(3)NH4NO3;NH4+ +OH- △ NH3↑+H2O
【例19】X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。
请回答下列问题:
(1)Y在元素周期表中的位置为 。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是 (写化学式)。
(3)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有 (写出其中两种物质的化学式)。
(4)ZX的电子式为 ;ZX与水反应放出气体的化学方程式 。
【答案】
(1)第二周期第ⅥA族 (2)
(3)、、(任写两种,其他合理答案均可)
(4)
【例20】元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含许多信息和规律。下表所列是五种短周期的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089nm)。
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径/nm
0.16
0.143
0.102
0.099
0.074
主要化合价
+2
+3
+6,-2
-1
-2
(1)用元素代号标出它们在周期表中对应位置(以下为周期表的一部分)。
(2)B元素处于周期表中 周期 族;
(3)在元素周期表中 的分界处,可以找到制半导体材料的元素;
(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 (填化学式);
(5)用电子式表示A、D形成化合物的过程 ;
(6)C、E形成化合物为 (填化学式),含化学键类型为 。
【答案】(1)
E
A
B
C
D
(2)第三 第ⅢA; (3)金属与非金属; (4)HClO4
(5)
(6) SO2、SO3 极性键(或共价键)
【例21】主族元素A、B、C、D的原子序数都小于18,A与D同主族,B与C在同一周期,A、D原子的价电子数都是1,C原子最外层电子数比B原子少2个,且最外层电子数是次外层电子数的2倍。A、B单质在常温下均为气体,它们在高温下以体积比2:1完全反应,生成物在常温下是液体。此液体与D单质能剧烈反应生成A的单质。所得溶液滴入酚酞显红色,同时溶液中含有与氖原子的电子层结构相同的阳离子。回答下列问题:
(1)写出元素符号A_____,B______,C_______,D______。
(2)写出B与C在高温下完全反应后生成物的化学式_________,电子式________。
它是由 (填极性键或非极性键)结合的分子。
(3)用电子式表示B、D在高温下形成的化合物的化学式 ,判断其中的化学键的类型 。
(4)写出一种由A、B、C、D组成的化合物的化学式 。 (
O
C
O
)
【答案】(1)H;O;C;Na;(2)CO2; ;极性键;(3)Na2O2;离子键、共价键;
(4)NaHCO3
【例22】a、b、c、d、e、f、g七种由短周期元素构成的微粒,它们都有10个电子,其结构特点如下:
微粒代码
a
b
c
d
e
f
g
原子核数
单核
单核
双核
多核
单核
多核
多核
带电荷数
0
1+
1-
0
2+
1+
0
其中b的离子半径大于e的离子半径;d是四原子分子;c与f可形成共价型g分子。试写出:
(1)a微粒的结构示意图 ;
(2)b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为 > ;
(3)d的化学键属于____________;
(4)c微粒是____________,f微粒是____________(用化学式表示)。
(
+10
2
8
)
【答案】(1)Ne (2)NaOH>Mg(OH)2;(3)极性共价键;(4)OH-;H3O+
(
直击高考
)
1.(年全国大纲卷 27)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A和C同族,B和D 同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是 ,非金属性最强的是 (填元素符号);
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是 (用化学式表示);
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为 ,其中存在的化学键类型为 ;
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为 ;
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为 ;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为 ;
(6)单质E与水反应的离子方程式为 。
【命题立意】本题主要考查元素周期表的相关推断及元素的性质。
【高考难度】题目难度中等。
【难点分析】由题干信息,找准关键点:(1)A、B、C、D、E的原子序数依次增大;(2)A和C同族,B和D 同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。(3)A和B、D、E均能形成共价型化合物;(4)A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。可推断出A、B、C、D、E分别为H、N、Na、P、Cl五种元素。
(1)五种元素中,原子半径最大的是Na,非金属性最强的是Cl。(2)形成的共价化合物为NH3、PH3、HCl,由于P的非金属性最差,所以PH3的稳定性最差。(3)氯化铵中既含有离子键,也含有共价键。(4)D最高价氧化物的水化物为磷酸,注意与硝酸化学式的区别。(5)氯气足量时为PCl5,氯气不足时为PCl3。(6)注意次氯酸为弱酸,不能拆。
【答案】(1)Na、Cl;(2)PH3;(3)NH4Cl;离子键和共价键;(4)H3PO4;
(5)2P+5Cl22PCl5;PCl3;(6)Cl2+H2O=H++Cl-+HClO。
2.(年天津卷7)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0:Q与X同主族:Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题:
(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号) 。
(2)X与Y能形成多种化合物其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是(写分子式) 。
(3)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系:
(在水溶液中进行)
其中,C是溶于水显酸性的气体;D是淡黄色固体。
写出C的结构式: ;D的电子式: 。
①如果A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,则A的化学式为 ;由A转化为B的离子方程式为 。
②如果A由三种元素组成,B由四种元素组成,A、B溶液均显碱性。用离子方程式表示A溶液显碱性的原因: 。A、B浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序是 ;常温下,在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶质的主要成分有 。
【命题立意】本题考查元素周期表的推断与元素性质,考查原子半径比较、电子式、盐类水解等知识。
【高考难度】题目难度较高。
【难点分析】最高正化合价和最低负化合价之和等于0时只能为H元素和C元素,故X为H元素,Y为C元素,Q与X同主族,故Q为Na元素,含量最高的非金属元素Z是O元素,含量最高的金属元素R是Al元素。
(1)电子层数多的半径大,电子层数相同的,核电荷大的反而小。所以半径有:Na>Al>C>O>H。(2)由C、H两种元素组成的化合物为烃,分子中既含有极性键又含有非极性键的最简单的烃为乙炔。(3)题中五种元素能形成的溶于水后显酸性的气体为CO2,淡黄色固体为Na2O2。①两性不溶物为Al(OH)3,则A为NaAlO2;②A由三种元素组成,B由四种元素组成,A与CO2反应生成B,故A为Na2CO3,B为NaHCO3,A溶液因CO32-的水解而显碱性;由于CO32 -的水解程度大于HCO3- 的水解程度,则溶液中离子浓度c(HCO3-)>c(CO32- ),且溶液显碱性,由此可写出离子浓度的大小关系;混合溶液中加入盐酸时,先将Na2CO3转变成NaHCO3,再将NaHCO3转变成H2CO3,在中性时,溶液中的溶质为NaCl、NaHCO3、H2CO3。
【答案】(1)Na>Al>C>O>H ;(2)C2H2;(3);Na+[Na+;
①NaAlO2;(或) ②;c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32- )>c(OH-)>c(H+);
NaCl、NaHCO3、CO2、(或H2CO3)。
$
第03讲 化学键与元素推断
一、离子键
1.定义:带相反电荷的离子(阴、阳离子)之间强烈的相互作用,称为 。
2.形成本质:静电作用(包括静电排斥和静电吸引)。
3.成键微粒:阴、阳离子。
4.形成元素
(1)活泼的金属(第IA族、第IIA族金属)和活泼的非金属(第VIA族、第VIIA族非金属)之间易形成离子键。
(2)活泼的金属和酸根离子(或氢氧根离子)易形成离子键。
(3)铵根离子和酸根离子形成离子键。
5.形成的化合物: 。
二、电子式
1.定义:在元素符号的周围用小黑点“•”或小叉“×”来表示原子的最外层电子(价电子),这样的式子叫做电子式。
2.电子式的书写
(1)原子、离子的电子式
硫原子,溴原子,硫离子,溴离子,钠原子,钠离子的电子式:
(2)离子化合物的电子式
溴化钠,溴化镁,氢氧化钾,溴化铵的电子式:
1
(
- 2 -
)
(
25
)
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【总结】电子式书写注意事项:
a.原子的电子式:常把其最外层电子数用小黑点“•”或小叉“×”来表示。
b.阳离子的电子式:不要求画出离子最外层电子数,简单阳离子(单核离子)的电子式就是其离子符号,但是铵根离子不同。
c.阴离子的电子式:不但要画出最外层电子数,而且还应用中括号“[ ]”括起来,并在右上角标出所带电荷数。
d.离子化合物的电子式:由阴、阳离子的电子式共同组成,但相同离子不能合并。
(3)离子化合物形成过程
①用电子式表示氟化钠的形成过程
②用电子式表示硫化钾的形成过程
③用电子式表示溴化镁的形成过程
【总结】电子式表示离子化合物形成过程注意事项:
1. 首先考虑箭头左方原子的摆放,并写出它们的电子式。
2. 箭头右方写离子化合物的电子式。写时要注意标明:标正负电荷、阴离子和铵根离子标[ ]。
3. 箭头左方相同的微粒可以合并写,箭头右方相同的微粒不可以合并写。
4. 在标正负电荷时,特别要注意正负电荷总数相等。
三、共价键
H2 + Cl2 点燃 2HCl
1.定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。
2.形成本质:通过共用电子对形成的静电作用。
3.成键微粒:原子。
4.形成元素
(1)非金属元素之间易形成共价键。
(2)某些金属元素和非金属元素会形成共价键(如AlCl3)。
5.形成的化合物:只由共价键形成的化合物叫做共价化合物。
6.用电子式表示分子的形成过程
(
H
H
H
H
) (1)H2分子的形成过程:
(
H
Cl
Cl
H
)(2)HCl分子的形成过程:
【总结】共价化合物的形成过程没有电子的得失,因此不用箭头表示电子转移。
【思考】用电子式表示下列共价分子的形成过程:Br2、H2O、NH3、CO2。
7.结构式
可以用一条“—”表示一对共用电子对,便得到共价化合物的结构式。如H2O的结构式为:H-O-H。
8.共价键的分类
(1)H2分子中共用电子对不偏向任何一个原子,成键原子不显电性,这样的共价键称为非极性共价键,简称非极性键。
(2)而HCl分子中,不同的原子吸引电子的能力不同,共用电子对偏移,成键原子显一定的电性,这样的共价键称为极性共价键,简称极性键。
【思考】写出NaOH、Na2O2、CaCl2、Na2S、NH4Cl H2O2、NaClO、HClO的电子式,分析它们键的种类。
【总结】①含有离子键的化合物一定是离子化合物,含有共价键的化合物不一定是共价化合物(如NaOH)。多核离子(如NH4+、SO42-等)中一定含有共价键。
②离子键与共价键的比较
类型
离子键
共价键
分类
-------------
极性键
非极性键
成键条件
活泼金属元素的离子(或NH4+)和活泼非金属元素的离子(或酸根)
两种不同的非金属
元素
相同的非金属
元素
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键本质
阴、阳离子静电作用
共用电子对的静电作用
成键原因
原子得失电子形成稳定的阴、阳离子。化合物中离子间相互吸引、排斥处于平衡状态。体系的总能量降低。
通过共用电子对,各原子最外层电子数目由不饱和状态达到饱和状态。两原子核都吸引共用电子对,达到平衡状态。原子通过共用电子对形成共价键后,体系总能量降低。
电子式
(
Na
Cl
)
(
H
Cl
)
(
H
H
)
③离子键、共价键与离子化合物、共价化合物的关系
化学键的种类
实例
非金属
单质
无化学键
稀有气体分子(单原子分子)He、Ne
非极性共价键
O=O、Cl—Cl、H—H
共
价
化
合
物
只有共价键
离
子
化
合
物
只有离子键
、
离子键、极性键
离子键、非极性键
(
Na
O
O
Na
)
四、化学键
1.定义:使离子相结合或原子相结合的作用力统称为化学键。
2.化学键主要分为:离子键和共价键两种。
3.化学反应的实质
化学反应的实质是旧化学键断裂,原子重新组合,形成新键的过程。原子在重新组合过程中为达到稳定结构得失电子(得失电子形成离子键)或形成共用电子对(共用电子对形成共价键)。
通常金属失电子、非金属得电子,从而金属与非金属形成离子键;非金属与非金属大都难失去电子,在形成化合物时形成共用电子对,因此形成共价化合物(一些特殊的除外,如铵盐)。
原子结构决定物质得失电子,从而决定成键类型,成键类型影响物质的性质。
【注意】①稀有气体都是由单原子组成的分子,不含化学键。
②NH3·H2O、AlCl3是共价化合物而Al2O3为离子化合物。
③NH4Cl、(NH4)2SO4等铵盐是离子化合物。
④无论是共价键还是离子键都为达到原子的稳定结构或相对稳定结构,失电子能力强的原子与得电子能力强的原子易形成离子键,而都不易失电子的原子结合易形成共价键。
五、分子间作用力与氢键
化学键(离子键与共价键)都是分子内原子或离子之间强烈的相互作用,而分子之间也存在着力的作用。
1.分子间作用力
(1)分子之间一种把分子聚集在一起的作用力,叫分子间作用力,又称范德华力。
(2)分子间作用力特点
①分子间作用力小于化学键,对物质的熔沸点、溶解性等物理性质有影响,而化学键对分子化学性质有影响。
②离子化合物中只存在化学键不存在分子间作用力,而共价化合物和大多数非金属单质内都存在分子间作用力。
③分子间作用力是短程力,一般只有分子充分接近时才有分子间作用力。
④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,物质的熔沸点也越高。
2.氢键
(1)氢键是一种比化学键弱但比分子间作用力强的作用力,所以也可以把氢键看成是一种较强的分子间作用力。
(2)氢键特点
①氢键不是化学键。
②分子间形成的氢键会使物质的熔沸点升高(固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键消耗更多的能量)。
③通常含N、O、F这三种元素的氢化物易形成氢键,常见的化合物有:H2O、HF、NH3等。
【注意】化学键主要影响物质的化学性质,分子间作用力及氢键主要影响物质的物理性质。
(
例题精讲
)
(
考点1:
化学键 电子式专题
)
【例1】下列关于离子键的说法正确的是( )
A.阴阳离子通过静电引力形成离子键
B.带相反电荷离子之间相互作用形成离子键
C.金属与非金属化合时,一定形成离子键
D.只有在活泼金属和活泼非金属化合时,才能形成离子键
【例2】下列说法中,正确的是( )
A.共价化合物中一定不含离子键,离子化合物中一定不含共价键
B.两种元素组成的化合物中一定不含非极性键
C.离子化合物在溶于水或熔融态时能导电,有些共价化合物在溶于水时导电但在液态时不
能导电
D.非金属元素组成的化合物,一定是共价化合物
【例3】下列分子中,只含有共价键的是( )
A.CO2 B.NaCl C.KNO3 D.NH4Cl
【例4】下列元素的原子在形成不同物质时,既能形成离子键,又能形成极性键和非极性键的是( )
A.钾 B.钙 C.碘 D.氦
【例5】短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大,它们的原子序数之和为20,且核外电子层的结构相同。下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是( )
A.Z2Y B.X2Y2
C.Z2Y2 D.ZYX
【例6】下列化合物中,成键微粒不能都满足2个或8个电子稳定结构的是( )
A.NH3 B.PCl5 C.CO2 D.NaCl
【例7】X、Y为两种主族元素,其原子的最外层电子数分别为1和6,则X、Y两种元素形成的化合物( )
A.一定是离子化合物 B.一定是共价化合物
C.一定形成X2Y型化合物 D.以上答案均不正确
【例8】表示下列微粒的图式中,正确的是( )[多选]
A.CO2的电子式为:
(
H
C
H
H
H
)B.Na2O2的电子式为:
C.甲烷的电子式为:
D.硫离子的电子式为:
【例9】已知5种元素的原子序数的大小顺序是C>A>B>D>E;A、C同周期,B、C同主族;A与B形成的离子化合物A2B中,所有离子的电子数相同,其电子总数为30;D和E可形成4核10电子分子,请回答:
(1)写出元素名称:A ,B ,C ,D ,E
(2)写出电子式:D元素单质 ;B与E形成的化合物 ;B、A、E形成
的离子化合物 。
【例10】下列物质的变化过程中,有共价键明显被破坏的是( )
A.I2升华
B.NaCl颗粒被粉碎
C.H2SO4溶于水得硫酸溶液
D.NaOH受热熔化
【例11】食盐(NaCl)是生活中常用的调味品,HCl是胃酸的主要成分,下列关于两种物质的说法正确的是( )
A.炒菜时放入食盐并不破坏NaCl中的化学键
B.HCl的电子式是H+[]-
C.NaCl熔化时破坏共价键
D.HCl的结构式是H—Cl
【例12】下图中每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化,每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是( )
A.H2S B.HCl C.PH3 D.SiH4
【例13】下列叙述正确的是( )
A.第IA族元素的金属性比IIA族元素的金属性强
B.第VIA族元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点也最高
C.同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增加
D.同周期元素的原子半径从左到右逐渐增大
【例14】氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物,其中钠元素是+1价;氢化钠与水反应放出氢气。下列叙述中,不正确的是( )
A.NaH的电子式为:Na+[
B.NaH与H2O反应时水做氧化剂
C.NaH中氢元素的离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同
D.离子半径:H+>
(
四
元素推断专题
)
(
知识点睛
)
1、 元素位置的推断
1. 根据原子的结构推断。
2. 根据稀有气体元素的核电荷数和各周期所含元素种数的关系的推断。
3. 通常考查点:核电荷数为113—118的元素的位置。
都在第七周期,所处主族为第ⅢA族~第Ⅶ族和第0族。
2、 第ⅡA族、第ⅢA族元素原子序数差的推断
1. 同一周期,根据是否存在副族元素,第ⅡA族、第ⅢA族元素原子序数差可能为1、11、25。
2. 同一主族,相邻元素原子序数差可能为2、8、18、32。
3、 一些特殊结构的元素与微粒
1. 抓住元素原子的结构,以及在周期表中的位置特点
①最外层电子数是次外层的2倍:C
②最外层电子数是次外层的3倍:O
③最外层电子数等于最内层电子数(主族):Be、Mg等第ⅡA族元素
④族序数等于周期数的元素:H、Be、Al
⑤族序数等于周期序数2倍的元素:C、S
⑥族序数等于周期序数3倍的元素:O
⑦原子序数为2倍关系且为同主族的元素:O和S
2. 具有稀有气体结构的特殊粒子:
①核外电子总数为2的粒子有:He、Li+、H-。
②核外电子总数为10的粒子有:
分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4等。
阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+等。
阴离子:等。
③核外电子总数为18的粒子有:
分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6(乙烷)、CH3OH(甲醇)等。
阳离子:K+、Ca2+等。
阴离子:等。
④核外电子总数及质子总数均相同的粒子有:Na+、NH4+与H3O+;与;与;N2、CO与C2H2等。
(
例题精讲
)
(
考点2:
元素推断专题
)
【例15】X,Y两元素为主族元素,它们可形成XY型的离子化合物,若Xm+和Ym-离子的核外电子数总和为20,则X、Y在周期表中的位置可以是( )[多选]
A.X,Y在同一周期
B.X,Y在同一主族
C.相邻周期相隔一个主族的两短周期元素
D.相邻周期相隔数个主族的短周期元素
X
Y
Z
【例16】X、Y、Z为三种短周期元素,它们在周期表中的位置如右图所示: 有关这三种元素说法一定正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.Z原子最外层为8电子稳定结构 (
20090409
)
C.若Z的最高价氧化物的水化物显强酸性,则X的单质是双原子分子
D.若X、Y、Z均有氢化物,则Y的氢化物沸点可能最高
【例17】A、B、C、D四种短周期元素的原子半径依次减小,A与C的核电荷数之比为3∶4,D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子X、Y、Z。下列叙述正确的是( )
A.X、Y、Z的稳定性逐渐减弱
B.A、B、C、D的原子序数逐渐增大
C.X、Y、Z三种化合物的熔沸点逐渐升高
D.自然界中存在多种由A、B、C、D四种元素组成的化合物
【例18】已知X、Y、Z、W四种元素是周期表中连续三个不同短周期的元素,且原子序数依次增大。X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y的氢化物分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。试推断:
(1)X、Y、Z、W四种元素的符号:X 、Y 、Z 、W 。
(2)由以上元素中的元素组成的能溶于水且显碱性的化合物的电子式分别为 。
(3)由X、Y、Z所形成的离子化合物是 ,它与W的最高氧化物的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式是 。
【例19】X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期,且原子序数依次增大。X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。
请回答下列问题:
(1)Y在元素周期表中的位置为 。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (写化学式),非金属气态氢化物还原性最强的是 (写化学式)。
(3)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有 (写出其中两种物质的化学式)。
(4)ZX的电子式为 ;ZX与水反应放出气体的化学方程式 。
【例20】元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含许多信息和规律。下表所列是五种短周期的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089nm)。
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径/nm
0.16
0.143
0.102
0.099
0.074
主要化合价
+2
+3
+6,-2
-1
-2
(1)用元素代号标出它们在周期表中对应位置(以下为周期表的一部分)。
(2)B元素处于周期表中 周期 族;
(3)在元素周期表中 的分界处,可以找到制半导体材料的元素;
(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 (填化学式);
(5)用电子式表示A、D形成化合物的过程 ;
(6)C、E形成化合物为 (填化学式),含化学键类型为 。
【例21】主族元素A、B、C、D的原子序数都小于18,A与D同主族,B与C在同一周期,A、D原子的价电子数都是1,C原子最外层电子数比B原子少2个,且最外层电子数是次外层电子数的2倍。A、B单质在常温下均为气体,它们在高温下以体积比2:1完全反应,生成物在常温下是液体。此液体与D单质能剧烈反应生成A的单质。所得溶液滴入酚酞显红色,同时溶液中含有与氖原子的电子层结构相同的阳离子。回答下列问题:
(1)写出元素符号A_____,B______,C_______,D______。
(2)写出B与C在高温下完全反应后生成物的化学式_________,电子式________。
它是由 (填极性键或非极性键)结合的分子。
(3)用电子式表示B、D在高温下形成的化合物的化学式 ,判断其中的化学键的类型 。
(4)写出一种由A、B、C、D组成的化合物的化学式 。
【例22】a、b、c、d、e、f、g七种由短周期元素构成的微粒,它们都有10个电子,其结构特点如下:
微粒代码
a
b
c
d
e
f
g
原子核数
单核
单核
双核
多核
单核
多核
多核
带电荷数
0
1+
1-
0
2+
1+
0
其中b的离子半径大于e的离子半径;d是四原子分子;c与f可形成共价型g分子。试写出:
(1)a微粒的结构示意图 ;
(2)b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为 > ;
(3)d的化学键属于____________;
(4)c微粒是____________,f微粒是____________(用化学式表示)。
(
直击高考
)
1.(年全国大纲卷 27)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A和C同族,B和D 同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是 ,非金属性最强的是 (填元素符号);
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是 (用化学式表示);
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为 ,其中存在的化学键类型为 ;
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为 ;
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为 ;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为 ;
(6)单质E与水反应的离子方程式为 。
2.(年天津卷7)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0:Q与X同主族:Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题:
(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号) 。
(2)X与Y能形成多种化合物其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是(写分子式) 。
(3)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系:
(在水溶液中进行)
其中,C是溶于水显酸性的气体;D是淡黄色固体。
写出C的结构式: ;D的电子式: 。
①如果A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,则A的化学式为 ;由A转化为B的离子方程式为 。
②如果A由三种元素组成,B由四种元素组成,A、B溶液均显碱性。用离子方程式表示A溶液显碱性的原因: 。A、B浓度均为0.1mol·L-1的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序是 ;常温下,在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶质的主要成分有 。
$