内容正文:
2.1 化学键与物质构成
题型01 化学键与化学反应的实质
题型02 离子键
题型03 共价键
题型04 离子化合物和共价化合物
题型05 极性键和非极性键
题型06 物质的类别与化学键之间的关系
题型07 电子式及其书写
题型01 化学键与化学反应的实质
1. 化学键的含义: 相邻原子间的强相互作用。
2.化学键概念的理解:
(1)“相邻”是指化学键只在直接相邻的两个或多个原子之间存在。
(2)“原子”是广义的原子,不仅仅指原子,也包括阴、阳离子。
(3)“相互作用”既包括吸引作用又包括排斥作用。
(4)“强相互作用”表示化学键是原子间较强的相互作用,原子间较弱的相互作用不是化学键,破坏化学键需要较高的能量。
3. 化学反应的实质: 旧化学键断裂和新化学键的形成。
化学反应实质的理解:(1)化合物中一定存在化学键,单质中不一定存在化学键。如稀有气体分子为单原子分子,不存在化学键。
(2)只有化学键断裂而无化学键形成的过程不是化学变化,如HCI溶于水和NaCI的熔化都不是化学变化。(3)反应物转化为生成物时,原子的数目没有改变,原子的种类也没有改变,只是原子间的结合方式(即化学键)发生了改变。
4. 化学键的分类:化学键包括离子键和共价键等。
【典例1】下列有关化学键的叙述正确的是( )
①化学键被破坏的变化,一定是化学变化
②化学键被破坏的变化,不一定是化学变化
③只要是化学变化一定有新化学键的形成
④化学变化与化学键的断裂与形成没有必然的联系
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
【变式1-1】下列变化中化学键未被破坏的是( )
A.碘升华 B.食盐熔化
C.氯化铵分解 D.二氧化硫溶于水
【变式1-2】下列关于化学键的说法中,不正确的是( )
A.化学键是一种作用力
B.化学键分为极性键和非极性键两类
C.化学键可以使离子相结合,也可以使原子相结合
D.化学反应过程中,反应物分子内的化学键断裂,产物分子中的化学键形成
【变式1-3】根据化学反应的实质是旧键断裂和新键形成这一观点,下列不属于化学变化的是( )
A.食品变质
B.胆矾晶体受热由蓝色变白色
C.在稀盐酸中滴入紫色石蕊试液,溶液变红
D.石油分馏
题型02 离子键
1.离子键的概念:阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键。
2.成键微粒:阴、阳离子。
3.成键性质:静电作用(包括静电吸引和静电排斥)。
4.形成条件:活泼金属与活泼非金属
a.IA、ⅡA族的金属元素与ⅥA、ⅦA族的非金属元素.
b.金属阳离子与某些带电的原子团之间(如Na+与OH-、SO42-等).
5.表示方法:
①电子式,如;
②离子键的形成过程:。
6.存在形式:离子化合物中。
7.与性质的关系:离子间越强离子化合物的熔沸点越高。如:MgO>NaCl。
8.强弱判断:原子半径和共用电子对的数目。半径越小,共价键越强;共用电子对的数目越多,共价键越强,破坏它需要的能量越多。
【典例2】下列过程能形成离子键的是( )
A.白磷在空气中燃烧
B.镁在空气中逐渐失去金属光泽
C.硫磺在空气中点燃
D.氢气和氯气混合后在光照时发生爆炸
【变式2-1】下列关于离子键的说法中,正确的是( )
A.阴阳离子间相互吸引即离子键
B.非金属元素所组成的化合物中不可能有离子键
C.一个阳离子只可与一个阴离子之间存在离子键
D.活泼金属与非金属化合时一般形成离子键
【变式2-2】下列各组物质中所含化学键的类型相同的是( )
A.HCl、CuO B.NaOH、NaHCO3
C.Cl2、KCl D.MgCl2、H2O
【变式2-3】下列现象与离子键有关的是( )
A.熔融氯化钠导电 B.盐酸溶液导电
C.沸点:Cl2<Br2 D.密度:冰<水
题型03 共价键
1.共价键的概念:原子间通过共用电子对所形成的化学键。
2.成键微粒:原子。
3.成键性质:共用电子对。
4.形成条件:非金属元素的原子之间某些不活泼金属与非金属之间。
5.表示方法:
①电子式,如;
②共价键的形成过程:。
6.存在形式:非金属单质、共价化合物和部分离子化合物中。
7.与性质的关系:共价键越强(键能越大),所形成的共价分子越稳定,所形成的原子晶体的熔沸点越高。如稳定性:H2O>H2S,熔沸点:金刚石>晶体硅。
8.强弱判断:离子半径和离子所带电荷。离子半径越小,所带电荷越多,离子键越强,破坏它需要的能量越多。
9.共价键的分类
共价键的分类方法很多,可以从不同的角度分类:
(1)从共用电子对是否偏移,分成极性共价键和非极性共价键;
(2)从形成的共用电子对的数目,分成单键、双键和叁键;
(3)从共用电子对的形成方式,分成一般共价键(电子对来自成键原子双方,即两个原子都拿出相等的电子,形成共用电子对)和配位键(电子对来自一方,即一方提供孤对电子,一方提供空轨道);
(4)从电子对形成时的重叠方式,分成σ键和π键。
【典例3】下列化合物中只有共价键的是( )
A.NaCl B.NaOH C.(NH4)2SO4 D.H2SO4
【变式3-1】下列反应中,既有共价键的断裂,又有离子键的形成的是( )
A.盐酸和氢氧化钠溶液反应
B.氯化氢气体溶解于水
C.氯化氢气体遇到氨气产生“白烟”
D.锌片投入稀硫酸中产生气体
【变式3-2】化学键在本质上是电性作用,原子在形成物质时,外层电子发生了重新分布(转移、共用、偏移等),从而产生了正、负电性间的强烈作用力,但这种电性作用的方式和程度有所不同,所以又可将化学键分为离子键、共价键等,下列说法正确的是( )
①化学键是存在于相邻微粒间强烈的相互作用力
②AlCl2的水溶液能导电,是离子化合物
③NH4I中既存在离子键又存在共价键、氢键
④氢键是化学键中的一种,会影响物质的熔沸点
⑤物理变化也可以有化学键的破坏
⑥化学变化中一定有化学键的断裂和形成
⑦元祖冷冻食品配送的干冰作为制冷剂,干冰升华过程中破坏了共价键
A.①⑤⑥ B.③④⑤ C.①②③ D.⑤⑥⑦
【变式3-3】下列过程中,共价键被破坏的是( )
①碘升华;②溴蒸气被木炭吸附;③乙醇溶于水;④HCl气体溶于水;⑤冰融化;⑥NH4Cl受热;⑦氢氧化钠熔化;⑧(NH4)2SO4溶于水
A.①④⑥⑦ B.④⑥⑧ C.①②④⑤ D.④⑥
题型04 离子化合物和共价化合物
1.离子化合物
(1)定义:由阳离子与阴离子构成的化合物称为离子化合物。
(2)常见离子化合物的物质类别:
①活泼金属氧化物,如Na2O、Na2O2、MgO、Al2O3等;
②绝大多数盐,如NaCl、K2SO4、CaCO3、NH4HCO3等;
③强碱,如NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。
2.共价化合物
(1)定义:由原子通过共价键构成的化合物称为共价化合物。
(2)常见共价化合物的物质类别:
①酸,如HCl、HNO3、H2SO4等。
②非金属氧化物,如H2O、CO2、NO2、SO2等。
③非金属氢化物,如NH3、H2S等。
④大多数有机物,如CH4、C2H5OH、CCl4、CH3COOH等。
3.离子化合物与共价化合物的判断方法
(1)根据化合物类别判断
①强碱、大部分盐、活泼金属氧化物属于离子化合物。
②非金属氧化物、非金属氢化物、含氧酸、大部分有机化合物属于共价化合物。
(2)根据化合物性质判断
熔融状态下能导电的化合物为离子化合物;熔融状态下不导电的化合物为共价化合物;熔、沸点较低的化合物一般为共价化合物。
(3)根据化合物的组成元素判断
离子化合物中一般既含金属元素又含非金属元素(铵盐除外);共价化合物中一般只含非金属元素(AlCl3等除外),但只含非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如NH4NO3等。
4.离子化合物与共价化合物的比较
类别
性质
离子化合物
共价化合物
状态
通常以晶体形态存在
导电性
熔融状态能导电、易溶物质在水溶液里能导电
不都是电解质,若为电解质的在熔融状态下不可导电
类别
强电解质
熔融时克服的作用
一般破坏离子键,可能破坏共价键
一般不破坏共价键
熔沸点
较高
一般较低,少部分很高(如SiO2)
【典例4】表中物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全对应的一组是( )
选项
A
B
C
D
物质
H2O
NaCl
HCl
NaOH
化学键类型
共价键
共价键
离子键
离子键,共价键
化合物类型
共价化合物
共价化合物
离子化合物
共价化合物
【变式4-1】下列关于离子化合物的叙述正确的是( )
A.离子化合物中可能存在共价键
B.离子化合物中阳离子一定是金属离子
C.离子化合物的水溶液一定能导电
D.离子键在形成过程中一定有电子的得失
【变式4-2】下列各组原子序数所表示的两种元素,能形成AB2型离子化合物的是( )
A.11和16 B.7和8 C.14和8 D.12和9
【变式4-3】下列说法正确的是( )
①共价化合物一定含共价键,也可能含离子键
②离子化合物一定含离子键,也可能含极性键或非极性键
③含金属元素的化合物不一定是离子化合物
④熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物
⑤由分子构成的物质中一定存在共价键
⑥由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
A.①③⑤ B.②④⑥ C.②③④ D.①③⑥
题型05 极性键和非极性键
1.极性键:在化合物分子中,不同种原子形成的共价键,由于不同原子吸引电子的能力不用,共用电子对必然偏向吸引电子能力强的原子一方,因而吸引电子能力较强的原子一方相对地显负电性,吸引电子能力较弱的原子一方相对地显正电性.这样的共价键叫做极性共价键,简称极性键。
2.非极性键: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。
3.极性键与非极性键的比较
类型
非极性共价键
极性共价键
概念
同种元素原子形成的共价键
不同种元素原子形成的共价键,共用电子对发生偏移
原子吸引电子能力
相同
不同
共用电子对
不偏向任何一方
偏向吸引电子能力强的原子
形成条件
由同种非金属元素组成
由不同种非金属元素组成
通式及示例
A-A、A═A、A≡A,如Cl-Cl、C=C、N≡N
A-B、A═B、A≡B,如H-Cl、C=O、C≡N
成键原子电性
成键原子不显电性,电中性
显电性,吸引电子能力较强的原子一方相对显负电性
存在
某些共价化合物(如H2O2)中,某些离子化合物(如Na2O2)中
共价化合物中,某些离子化合物(如NH4Cl、NaOH)中
相互关系
【典例5】下列各组物质中,化学键类型完全相同的是( )
A.Cl2和CaCl2 B.Na2O2和H2O2
C.CO2和Ne D.NaCl和MgO
【变式5-1】下列叙述正确的是( )
A.氢气分子间存在非极性共价键
B.氯气与水反应的产物是离子化合物
C.氧气分子内存在非极性共价键
D.盐酸中含有氯化氢分子
【变式5-2】以下物质既有极性键又有非极性键的是( )
A.HF B.C2H4 C.N2 D.Na2O2
【变式5-3】下列说法中,不正确的是( )
A.双原子分子中的共价键,一定是极性键
B.非极性键也可能存在于离子化合物中
C.物理变化可能破坏化学键
D.离子化合物在固态时不能导电
题型06 物质的类别与化学键之间的关系
1.物质的类别与化学键之间的关系:
①当化合物中只存在离子键时,该化合物是离子化合物。
②当化合物中同时存在离子键和共价键时,该化合物是离子化合物。
③只有当化合物中只存在共价键时,该化合物才是共价化合物。
④在离子化合物中一般既含金属元素又含有非金属元素(铵盐除外);共价化合物一般只含有非金属元素,但个别含有金属元素,如AlCl3也是共价化合物;只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如铵盐。
⑤非金属单质只有共价键,稀有气体分子中无化学键。
【典例6】下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是( )
选项
A
B
C
D
物质
MgCl2
H2O
NH4Cl
Na2O2
所含化学键类型
离子键、共价键
共价键
离子键
离子键、共价键
所属化合物类型
离子化合物
共价化合物
离子化合物
共价化合物
【变式6-1】下列说法正确的是( )
A.第IA族元素都是碱金属元素
B.相邻的原子或离子之间强烈的相互作用叫做化学键
C.第IA族和第VIA族原子化合时,一定形成离子键
D.由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
【变式6-2】在半导体领域,二氟化氙(XeF2)常用于硅的气相刻蚀,反应为2XeF2+Si=SiF4↑+2Xe↑。下列说法正确的是( )
A.该反应中Si作还原剂 B.SiF4是离子化合物
C.Xe含有非极性共价键 D.该反应中化学键无变化
【变式6-3】化学键是高中化学中一个重要概念,与物质变化过程中的能量变化息息相关,下列说法正确的是( )
①化学键存在相邻原子间强烈的相互作用
②AlCl3是离子化合物
③NH4Cl中既存在离子键又存在共价键
④物理变化也可以有化学键的破坏
⑤吸热反应一定需要加热
⑥氢键是化学键中的一种,会影响物质的熔沸点
⑦速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂,干冰升华过程中破坏了共价键
⑧化学变化中一定有化学键的断裂和形成,所以一定伴随能量的变化
A.①③④⑧ B.③④⑥⑦ C.①②③④ D.③④⑤⑧
题型07 电子式及其书写
1.电子式的概念:
在化学反应中,一般是原子的外层电子发生变化。为了简便起见,化学中常在元素符号周围用小黑点“.”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子。这种表示的物质的式子叫做电子式。
2.电子式表示方法:
用电子式可以表示原子、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。
(1)原子:将原子的最外层电子写在元素符号的上、下、左、右四个位置上,如: 、、;
(2)简单阳离子:即离子符号,如:Na+、Mg2+、Al3+;
(3)简单阴离子:将元素符号写在[ ]中,元素符号周围标出电子(一般为8电子),并在[ ]右上角标明电性和电量,如、;
(4)复杂阴、阳离子:与简单阴离子的电子式类似,都有[ ],如、。
3.电子式书写的注意事项:
①无论何种微粒,其电子式都是由原子为基本单位组成的,不能出现角码甚至系数.
②组成各种微粒的各个原子的电子式,必须力求均匀、对称.稳定的8电子结构通常表示为四对电子(一般为元素符号的上、下、左、右各一对电子)。
③电子式只能用于表示由主族元素形成的物质,不能表示由过渡元素形成的物质.电子式局限性较大,只能表述一小部分物质的结构。
【典例7】下列物质的电子式书写正确的是( )
A.Cl:Cl B.H:O:H C.Na:Cl D.
【变式7-1】下列说法中正确的是( )
A.Cl-的结构示意图:
B.氯化铵的电子式:
C.NaHSO4在水中的电离方程式:NaHSO4=Na++HSO4-
D.用电子式表示Na2O的形成过程:
【变式7-2】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
【变式7-3】下列化学用语表示正确的是( )
A.四氯化碳分子的空间结构模型:
B.MgCl2的形成过程:
C.14N的原子结构示意图:
D.HClO的电子式:
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2.1 化学键与物质构成
题型01 化学键与化学反应的实质
题型02 离子键
题型03 共价键
题型04 离子化合物和共价化合物
题型05 极性键和非极性键
题型06 物质的类别与化学键之间的关系
题型07 电子式及其书写
题型01 化学键与化学反应的实质
1. 化学键的含义: 相邻原子间的强相互作用。
2.化学键概念的理解:
(1)“相邻”是指化学键只在直接相邻的两个或多个原子之间存在。
(2)“原子”是广义的原子,不仅仅指原子,也包括阴、阳离子。
(3)“相互作用”既包括吸引作用又包括排斥作用。
(4)“强相互作用”表示化学键是原子间较强的相互作用,原子间较弱的相互作用不是化学键,破坏化学键需要较高的能量。
3. 化学反应的实质: 旧化学键断裂和新化学键的形成。
化学反应实质的理解:(1)化合物中一定存在化学键,单质中不一定存在化学键。如稀有气体分子为单原子分子,不存在化学键。
(2)只有化学键断裂而无化学键形成的过程不是化学变化,如HCI溶于水和NaCI的熔化都不是化学变化。(3)反应物转化为生成物时,原子的数目没有改变,原子的种类也没有改变,只是原子间的结合方式(即化学键)发生了改变。
4. 化学键的分类:化学键包括离子键和共价键等。
【典例1】下列有关化学键的叙述正确的是( )
①化学键被破坏的变化,一定是化学变化
②化学键被破坏的变化,不一定是化学变化
③只要是化学变化一定有新化学键的形成
④化学变化与化学键的断裂与形成没有必然的联系
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
【答案】B
【解析】有化学键破坏的变化不一定属于化学变化,如离子晶体NaC熔化、HC溶于水等只有旧化学键的断裂而没有新化学键的生成,故不是化学变化①错误,②正确;只要是化学变化一定有旧化学键的断裂和新化学键的形成,③正确;化学变化微观本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,④错误。
故选:B。
【变式1-1】下列变化中化学键未被破坏的是( )
A.碘升华 B.食盐熔化
C.氯化铵分解 D.二氧化硫溶于水
【答案】A
【详解】A.碘升华仅仅拉大了I2分子之间的距离,仅需克服分子间作用力即范德华力,为破坏化学键,A符合题意;
B.食盐熔化将Na*和CI之间的距离拉大,破坏了二者之间的离子键,B不合题意;
C.化学反应为微观本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成,故氯化铵分解发生了化学变化,破坏了化学键,C不合题意;
D.化学反应为微观本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成,二氧化硫溶于水发生化学反应,破坏了化学键,D不合题意。
故选:A。
【变式1-2】下列关于化学键的说法中,不正确的是( )
A.化学键是一种作用力
B.化学键分为极性键和非极性键两类
C.化学键可以使离子相结合,也可以使原子相结合
D.化学反应过程中,反应物分子内的化学键断裂,产物分子中的化学键形成
【答案】B
【详解】A.化学键是相邻的两个或多个原子之间的一种强烈的相互作用,因此化学键属于作用力,故A正确;
B.化学键包括离子键、共价键和金属键,共价键又分为极性键和非极性键,故B错误;
C.形成离子键可以使阴阳离子相结合,形成共价键可以使原子相结合,化学键可以使离子相结合,也可以使原子相结合,故C正确;
D.化学反应过程就是原子重新组合的过程,在这个过程中,反应物分子内化学键断裂,产生的单个原子,产生的原子再重新组合形成生成物分子中的化学键,故D正确;
故选:B。
【变式1-3】根据化学反应的实质是旧键断裂和新键形成这一观点,下列不属于化学变化的是( )
A.食品变质
B.胆矾晶体受热由蓝色变白色
C.在稀盐酸中滴入紫色石蕊试液,溶液变红
D.石油分馏
【答案】D
【详解】A.食品变质过程中有新物质生成,存在旧键断裂和新键形成,属于化学变化,故A不符合题意;
B.胆矾晶体受热由蓝色变白色,是结晶水合物失去结晶水发生的化学反应,有新物质生成,存在旧键断裂和新键形成,故B不符合题意;
C.在稀盐酸中滴入紫色石蕊试液,溶液变红是盐酸的化学性质,生成了新物质,存在旧键断裂和新键形成,故C不符合题意;
D.石油分馏得到汽油、柴油等是利用了物质的沸点不同而分离的方法,属于物理变化,没有新物质生成,不存在旧键断裂和新键形成,不属于化学变化,故D符合题意;
故选:D。
题型02 离子键
1.离子键的概念:阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键。
2.成键微粒:阴、阳离子。
3.成键性质:静电作用(包括静电吸引和静电排斥)。
4.形成条件:活泼金属与活泼非金属
a.IA、ⅡA族的金属元素与ⅥA、ⅦA族的非金属元素.
b.金属阳离子与某些带电的原子团之间(如Na+与OH-、SO42-等).
5.表示方法:
①电子式,如;
②离子键的形成过程:。
6.存在形式:离子化合物中。
7.与性质的关系:离子间越强离子化合物的熔沸点越高。如:MgO>NaCl。
8.强弱判断:原子半径和共用电子对的数目。半径越小,共价键越强;共用电子对的数目越多,共价键越强,破坏它需要的能量越多。
【典例2】下列过程能形成离子键的是( )
A.白磷在空气中燃烧
B.镁在空气中逐渐失去金属光泽
C.硫磺在空气中点燃
D.氢气和氯气混合后在光照时发生爆炸
【答案】B
【详解】A.白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,为分子晶体,只存在共价键,故A错误;
B.镁在空气中逐渐失去金属光泽,镁和氧气反应生成MgO,MgO中只存在离子键,故B正确;
C.硫磺在空气中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫中只存在共价键,故C错误;
D.H2和Cl2生成HCl,HCl属于共价化合物,无离子键,故D错误;
故选:B。
【变式2-1】下列关于离子键的说法中,正确的是( )
A.阴阳离子间相互吸引即离子键
B.非金属元素所组成的化合物中不可能有离子键
C.一个阳离子只可与一个阴离子之间存在离子键
D.活泼金属与非金属化合时一般形成离子键
【答案】D
【详解】A.阴阳离子间相互作用即离子键,相互作用包含吸引力和排斥力,故A错误;
B.非金属元素所组成的化合物中可能有离子键,如铵盐,故B错误;
C.一个阳离子可与一个或多个阴离子之间存在离子键,如氯化钙,故C错误;
D.活泼金属与非金属化合时一般通过得失电子形成离子键,非金属元素之间化合时易形成共价键,故D正确;
故选:D。
【变式2-2】下列各组物质中所含化学键的类型相同的是( )
A.HCl、CuO B.NaOH、NaHCO3
C.Cl2、KCl D.MgCl2、H2O
【答案】B
【详解】A.HCl中只含共价键,CuO中含有离子键,故A错误;
B.NaOH中含有离子键和共价键,NaHCO3中含有离子键和共价键,所含化学键的类型相同,故B正确;
C.Cl2中只共价键,KCl中只含离子键,故C错误;
D.MgCl2中含有离子键,H2O中只含有共价键,故D错误;
故选:B。
【变式2-3】下列现象与离子键有关的是( )
A.熔融氯化钠导电 B.盐酸溶液导电
C.沸点:Cl2<Br2 D.密度:冰<水
【答案】A
【详解】A.熔融氯化钠导电是由于氯化钠为离子化合物,熔融时离子键断裂,离子自由移动而导电,与离子键直接相关,A正确;
B.盐酸溶液导电是由于HCI在水中电离出H+和Cl-离子,但HCl本身为共价化合物,导电现象与离子键无关,B错误;
C.沸点Cl2<Br2是由于分子间作用力(范德华力)随分子量增大而增强,与离子键无关,C错误;
D.密度冰<水是由于水分子间氢键作用导致固态结构疏松,与离子键无关,D错误;
故选:A。
题型03 共价键
1.共价键的概念:原子间通过共用电子对所形成的化学键。
2.成键微粒:原子。
3.成键性质:共用电子对。
4.形成条件:非金属元素的原子之间某些不活泼金属与非金属之间。
5.表示方法:
①电子式,如;
②共价键的形成过程:。
6.存在形式:非金属单质、共价化合物和部分离子化合物中。
7.与性质的关系:共价键越强(键能越大),所形成的共价分子越稳定,所形成的原子晶体的熔沸点越高。如稳定性:H2O>H2S,熔沸点:金刚石>晶体硅。
8.强弱判断:离子半径和离子所带电荷。离子半径越小,所带电荷越多,离子键越强,破坏它需要的能量越多。
9.共价键的分类
共价键的分类方法很多,可以从不同的角度分类:
(1)从共用电子对是否偏移,分成极性共价键和非极性共价键;
(2)从形成的共用电子对的数目,分成单键、双键和叁键;
(3)从共用电子对的形成方式,分成一般共价键(电子对来自成键原子双方,即两个原子都拿出相等的电子,形成共用电子对)和配位键(电子对来自一方,即一方提供孤对电子,一方提供空轨道);
(4)从电子对形成时的重叠方式,分成σ键和π键。
【典例3】下列化合物中只有共价键的是( )
A.NaCl B.NaOH C.(NH4)2SO4 D.H2SO4
【答案】D
【详解】A、氯化钠中钠离子与氯离子之间形成离子键,故A错误;
B、氢氧化钠中钠离子与氢氧根离子之间形成离子键,氢氧根离子中含氧氢共价键,故B错误;
C、硫酸铵中铵根离子与硫酸根离子之间形成离子键,铵根离子中含氮氢共价键、硫酸根离子中含硫氧共价键,故C错误;
D、硫酸分子中只存在共价键,故D正确;
故选:D。
【变式3-1】下列反应中,既有共价键的断裂,又有离子键的形成的是( )
A.盐酸和氢氧化钠溶液反应
B.氯化氢气体溶解于水
C.氯化氢气体遇到氨气产生“白烟”
D.锌片投入稀硫酸中产生气体
【答案】C
【详解】A.在水溶液里,氯化氢和氢氧化钠都以离子形态存在,二者反应时,实质上是氢离子和氢氧根离子反应生成水,所以只有共价键的形成,故A错误;
B.氯化氢溶于水,氯化氢在水分子的作用下电离出氢离子和氢氧根离子,只有共价键的断裂,故B错误;
C.NH3+HCl=NH4Cl中有共价键的断裂和生成,有离子键的生成,故C正确;
D.硫酸溶液中,硫酸以离子形态存在,和锌反应的实质是锌和氢离子的反应生成锌离子和氢气,所以只有共价键的形成,故D错误;
故选:C。
【变式3-2】化学键在本质上是电性作用,原子在形成物质时,外层电子发生了重新分布(转移、共用、偏移等),从而产生了正、负电性间的强烈作用力,但这种电性作用的方式和程度有所不同,所以又可将化学键分为离子键、共价键等,下列说法正确的是( )
①化学键是存在于相邻微粒间强烈的相互作用力
②AlCl2的水溶液能导电,是离子化合物
③NH4I中既存在离子键又存在共价键、氢键
④氢键是化学键中的一种,会影响物质的熔沸点
⑤物理变化也可以有化学键的破坏
⑥化学变化中一定有化学键的断裂和形成
⑦元祖冷冻食品配送的干冰作为制冷剂,干冰升华过程中破坏了共价键
A.①⑤⑥ B.③④⑤ C.①②③ D.⑤⑥⑦
【答案】A
【详解】①化学键是存在于相邻微粒间强烈的相互作用力,正确;
②AlC13的水溶液能导电,但AlCl3是共价化合物,错误;
③NH4I中既存在离子键又存在共价键,不存在氢键,错误;
④氢键是不是化学键,是一种特殊的分子间作用力,会影响物质的熔沸点,错误;
⑤物理变化也可以有化学键的破坏,故NaCl熔化过程离子键被破坏,正确;
⑥化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成,故化学变化中一定有化学键的断裂和形成,正确;
⑦干冰升华过程中破坏了分子间作用力,没有破坏共价键,错误;
故选A。
【变式3-3】下列过程中,共价键被破坏的是( )
①碘升华;②溴蒸气被木炭吸附;③乙醇溶于水;④HCl气体溶于水;⑤冰融化;⑥NH4Cl受热;⑦氢氧化钠熔化;⑧(NH4)2SO4溶于水
A.①④⑥⑦ B.④⑥⑧ C.①②④⑤ D.④⑥
【答案】D
【详解】①碘升华,破坏分子间作用力,故不选;
②溴蒸气被木炭吸附,是物理变化,故不选;
③乙醇溶于水,不能发生电离,共价键不变,故不选;
④HCl气体溶于水,共价键破坏,故选;
⑤冰融化,破坏分子间作用力,故不选;
⑥NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢,存在离子键和共价键的破坏,故选;
⑦氢氧化钠熔化破坏离子键,故不选;
⑧(NH4)2SO4溶于水破坏离子键,故不选;
故选:D。
题型04 离子化合物和共价化合物
1.离子化合物
(1)定义:由阳离子与阴离子构成的化合物称为离子化合物。
(2)常见离子化合物的物质类别:
①活泼金属氧化物,如Na2O、Na2O2、MgO、Al2O3等;
②绝大多数盐,如NaCl、K2SO4、CaCO3、NH4HCO3等;
③强碱,如NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。
2.共价化合物
(1)定义:由原子通过共价键构成的化合物称为共价化合物。
(2)常见共价化合物的物质类别:
①酸,如HCl、HNO3、H2SO4等。
②非金属氧化物,如H2O、CO2、NO2、SO2等。
③非金属氢化物,如NH3、H2S等。
④大多数有机物,如CH4、C2H5OH、CCl4、CH3COOH等。
3.离子化合物与共价化合物的判断方法
(1)根据化合物类别判断
①强碱、大部分盐、活泼金属氧化物属于离子化合物。
②非金属氧化物、非金属氢化物、含氧酸、大部分有机化合物属于共价化合物。
(2)根据化合物性质判断
熔融状态下能导电的化合物为离子化合物;熔融状态下不导电的化合物为共价化合物;熔、沸点较低的化合物一般为共价化合物。
(3)根据化合物的组成元素判断
离子化合物中一般既含金属元素又含非金属元素(铵盐除外);共价化合物中一般只含非金属元素(AlCl3等除外),但只含非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如NH4NO3等。
4.离子化合物与共价化合物的比较
类别
性质
离子化合物
共价化合物
状态
通常以晶体形态存在
导电性
熔融状态能导电、易溶物质在水溶液里能导电
不都是电解质,若为电解质的在熔融状态下不可导电
类别
强电解质
熔融时克服的作用
一般破坏离子键,可能破坏共价键
一般不破坏共价键
熔沸点
较高
一般较低,少部分很高(如SiO2)
【典例4】表中物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全对应的一组是( )
选项
A
B
C
D
物质
H2O
NaCl
HCl
NaOH
化学键类型
共价键
共价键
离子键
离子键,共价键
化合物类型
共价化合物
共价化合物
离子化合物
共价化合物
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【详解】A.H2O中O与H通过共价键结合,属于共价化合物,故A正确;
B.氯化钠中Na+与Cl-通过离子键结合,属于离子化合物,故B错误;
C.HCl中H与Cl通过共价键结合,属于共价化合物,故C错误;
D.氢氧化钠中钠离子与氢氧根离子间为离子键,OH-内部为共价键,属于离子化合物,故D错误;
故选:A。
【变式4-1】下列关于离子化合物的叙述正确的是( )
A.离子化合物中可能存在共价键
B.离子化合物中阳离子一定是金属离子
C.离子化合物的水溶液一定能导电
D.离子键在形成过程中一定有电子的得失
【答案】A
【详解】A.含离子键的一定为离子化合物,则离子化合物中都含有离子键,可能存在共价键,如过氧化钠,故A正确;
B.离子化合物中的阳离子可能为铵根离子,如氯化铵,故B错误;
C.离子化合物不一定能导电,如碳酸钙是离子化合物,水溶液几乎不导电,故C错误;
D.离子键的作用微粒为阴阳离子,阴、阳离子的形成不一定有电子的得失,如发生复分解反应生成离子化合物过程也没有电子转移,NaOH+HCl═NaCl+H2O,离子化合物氯化钠的形成没有电子的得失,故D错误;
故选:A。
【变式4-2】下列各组原子序数所表示的两种元素,能形成AB2型离子化合物的是( )
A.11和16 B.7和8 C.14和8 D.12和9
【答案】D
【详解】能形成AB2型离子化合物,说明A、B分别是活泼金属和活泼非金属元素,且A位于第IIA、B位于第VIIA族,
A.11号元素是Na,位于第IA族,16号元素是S,位于第VIA族,故A不符合;
B.7号元素是N,位于第VA族,8号元素是O,位于第VIA族,故B不符合;
C.14还元素是Si,位于第IVA族,8号元素是O,位于第VIA族,故C不符合;
D.12号元素是Mg,位于第IIA族,9号元素是F,位于第VIIA族,故D符合;
故选:D。
【变式4-3】下列说法正确的是( )
①共价化合物一定含共价键,也可能含离子键
②离子化合物一定含离子键,也可能含极性键或非极性键
③含金属元素的化合物不一定是离子化合物
④熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物
⑤由分子构成的物质中一定存在共价键
⑥由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
A.①③⑤ B.②④⑥ C.②③④ D.①③⑥
【答案】C
【详解】①含离子键的一定为离子化合物,则共价化合物中不可能含离子键,故①错误;
②离子化合物一定含离子键,可能含共价键,如NaOH中含极性共价键,Na2O2中含非极性共价键,故②正确;
③含金属元素的化合物也可能为共价化合物,如A1Cl3,故③正确;
④熔融状态能导电的化合物,其构成微粒为离子,则作用力为离子键,化合物一定是离子化合物,故④正确;
⑤由分子组成的物质可能不存在化学键,如稀有气体分子中不存在化学键,故⑤错误;
⑥由非金属元素组成的化合物可能为离子化合物,如铵盐,故⑥错误;
综上所述,②③④正确,故C正确;
故选:C。
题型05 极性键和非极性键
1.极性键:在化合物分子中,不同种原子形成的共价键,由于不同原子吸引电子的能力不用,共用电子对必然偏向吸引电子能力强的原子一方,因而吸引电子能力较强的原子一方相对地显负电性,吸引电子能力较弱的原子一方相对地显正电性.这样的共价键叫做极性共价键,简称极性键。
2.非极性键: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。
3.极性键与非极性键的比较
类型
非极性共价键
极性共价键
概念
同种元素原子形成的共价键
不同种元素原子形成的共价键,共用电子对发生偏移
原子吸引电子能力
相同
不同
共用电子对
不偏向任何一方
偏向吸引电子能力强的原子
形成条件
由同种非金属元素组成
由不同种非金属元素组成
通式及示例
A-A、A═A、A≡A,如Cl-Cl、C=C、N≡N
A-B、A═B、A≡B,如H-Cl、C=O、C≡N
成键原子电性
成键原子不显电性,电中性
显电性,吸引电子能力较强的原子一方相对显负电性
存在
某些共价化合物(如H2O2)中,某些离子化合物(如Na2O2)中
共价化合物中,某些离子化合物(如NH4Cl、NaOH)中
相互关系
【典例5】下列各组物质中,化学键类型完全相同的是( )
A.Cl2和CaCl2 B.Na2O2和H2O2
C.CO2和Ne D.NaCl和MgO
【答案】D
【详解】A.Cl2分子中存在共价键,CaCl2为离子化合物,存在离子键,故A错误;
B.Na2O2为离子化合物,存在离子键和非极性共价键,H2O2为共价化合物,存在极性键和非极性键,故B错误;
C.二氧化碳分子中存在极性共价键,Ne是单原子分子,不存在化学键,故C错误;
D.氯化钠和氧化镁均为离子化合物,二者均只存在离子键,故D正确;
故选:D。
【变式5-1】下列叙述正确的是( )
A.氢气分子间存在非极性共价键
B.氯气与水反应的产物是离子化合物
C.氧气分子内存在非极性共价键
D.盐酸中含有氯化氢分子
【答案】B
【详解】A.分子间没有共价键,分子间只存在分子间作用力,故A错误;
B.Cl2与H2O反应生成盐酸和次氯酸,酸都是共价化合物,不是离子化合物,故B错误;
C.不同非金属原子间存在极性共价键,所以O2分子内存在着非极性共价键,故C正确;
D.盐酸溶液中,HCl完全电离成离子,不存在分子,故D错误;
故选:C。
【变式5-2】以下物质既有极性键又有非极性键的是( )
A.HF B.C2H4 C.N2 D.Na2O2
【答案】B
【详解】A.HF只含H-F极性键,故A错误;
B.乙烯含C-H极性键及C=C非极性键,故B正确;
C.N2只含N≡N非极性键,故C错误;
D.Na2O2含离子键及O-O非极性键,不含极性键,故D错误;
故选:B。
【变式5-3】下列说法中,不正确的是( )
A.双原子分子中的共价键,一定是极性键
B.非极性键也可能存在于离子化合物中
C.物理变化可能破坏化学键
D.离子化合物在固态时不能导电
【答案】A
【详解】A、双原子分子中的共价键,若为同一元素的原子形成的,一定为非极性键,若为两种不同的元素的原子形成的,一定为极性键,故A错误;
B、过氧化钠属于离子化合物,过氧根离子中O与O形成的化学键为非极性键,故B正确;
C、氯化氢溶于水电离得到自由移动的氢离子和氯离子,破坏了共价键,故C正确;
D、离子化合物处于固态时,阴阳离子之间受到离子键的作用,不能自由移动,因此不能导电,故D正确;
故选:A。
题型06 物质的类别与化学键之间的关系
1.物质的类别与化学键之间的关系:
①当化合物中只存在离子键时,该化合物是离子化合物。
②当化合物中同时存在离子键和共价键时,该化合物是离子化合物。
③只有当化合物中只存在共价键时,该化合物才是共价化合物。
④在离子化合物中一般既含金属元素又含有非金属元素(铵盐除外);共价化合物一般只含有非金属元素,但个别含有金属元素,如AlCl3也是共价化合物;只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如铵盐。
⑤非金属单质只有共价键,稀有气体分子中无化学键。
【典例6】下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是( )
选项
A
B
C
D
物质
MgCl2
H2O
NH4Cl
Na2O2
所含化学键类型
离子键、共价键
共价键
离子键
离子键、共价键
所属化合物类型
离子化合物
共价化合物
离子化合物
共价化合物
【答案】B
【详解】A.氯化镁只含离子键,不含共价键,故A错误;
B.水只含共价键,属于共价化合物,故B正确;
C.氯化铵含离子键、共价键,属于离子化合物,故C错误;
D.过氧化钠含离子键和共价键,属于离子化合物,故D错误;
故选:B。
【变式6-1】下列说法正确的是( )
A.第IA族元素都是碱金属元素
B.相邻的原子或离子之间强烈的相互作用叫做化学键
C.第IA族和第VIA族原子化合时,一定形成离子键
D.由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
【答案】B
【详解】A.第IA族元素中氢不属于碱金属元素,故A错误;
B.化学键的定义是相邻原子或离子之间强烈的相互作用,故B正确;
C.第IA族的氢与第VIA族的氧化合形成水,水是共价化合物,没有形成离子键,故C错误;
D.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如氯化铵属于离子化合物,故D错误;
故选B。
【变式6-2】在半导体领域,二氟化氙(XeF2)常用于硅的气相刻蚀,反应为2XeF2+Si=SiF4↑+2Xe↑。下列说法正确的是( )
A.该反应中Si作还原剂 B.SiF4是离子化合物
C.Xe含有非极性共价键 D.该反应中化学键无变化
【答案】A
【详解】A.在反应中,Si的化合价从0价升高到+4价,失去电子,因此作还原剂,A正确;
B.氙是稀有气体单原子分子,不存在化学键,因此不含非极性共价键,B错误;
C.四氟化硅(SiF4)由非金属元素硅和氟组成,是典型的共价化合物,而非离子化合物,C错误;
D.反应中,XeF2中的Xe-F键和硅单质中的Si-Si键断裂,同时形成Si-F键并释放氙气,化学键发生明显变化,D错误;
故选:A。
【变式6-3】化学键是高中化学中一个重要概念,与物质变化过程中的能量变化息息相关,下列说法正确的是( )
①化学键存在相邻原子间强烈的相互作用
②AlCl3是离子化合物
③NH4Cl中既存在离子键又存在共价键
④物理变化也可以有化学键的破坏
⑤吸热反应一定需要加热
⑥氢键是化学键中的一种,会影响物质的熔沸点
⑦速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂,干冰升华过程中破坏了共价键
⑧化学变化中一定有化学键的断裂和形成,所以一定伴随能量的变化
A.①③④⑧ B.③④⑥⑦ C.①②③④ D.③④⑤⑧
【答案】A
【详解】①化学键的本质是相邻原子之间强烈的相互作用,这种作用包括吸引力和排斥力,是维持物质稳定结构的基础,故①正确;
②氯化铝中铝与氯原子之间以共价键结合,熔融态不导电,属于共价化合物,而非离子化合物,故②错误;
③氯化铵由 和 Cl-构成,与 Cl-之间为离子键,而内部N与H之间为共价键,故③正确;
④氯化钠固体溶于水,虽为物理变化,但离子键被破坏,形成自由移动的钠离子和氯离子,因此物理变化中可能破坏化学键,故④正确;
⑤吸热反应不一定需要加热,如 Ba(OH)2•8H2O 与 NH4Cl 的反应在常温下即可进行,且为吸热反应,故⑤错误;
⑥氢键属于分子间作用力,不是化学键,虽然它能显著影响物质的熔点、沸点(如水的沸点高于同族氢化物),但其本质不属于化学键,故⑥错误;
⑦干冰是固态二氧化碳,升华是物理变化,仅破坏分子间作用力,CO2分子内部的 C=O 共价键未被破坏,故⑦错误;
⑧化学反应的实质是旧键断裂、新键形成,而键的断裂吸收能量、形成释放能量,因此必然伴随能量变化,故⑧正确;
故选:A。
题型07 电子式及其书写
1.电子式的概念:
在化学反应中,一般是原子的外层电子发生变化。为了简便起见,化学中常在元素符号周围用小黑点“.”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子。这种表示的物质的式子叫做电子式。
2.电子式表示方法:
用电子式可以表示原子、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。
(1)原子:将原子的最外层电子写在元素符号的上、下、左、右四个位置上,如: 、、;
(2)简单阳离子:即离子符号,如:Na+、Mg2+、Al3+;
(3)简单阴离子:将元素符号写在[ ]中,元素符号周围标出电子(一般为8电子),并在[ ]右上角标明电性和电量,如、;
(4)复杂阴、阳离子:与简单阴离子的电子式类似,都有[ ],如、。
3.电子式书写的注意事项:
①无论何种微粒,其电子式都是由原子为基本单位组成的,不能出现角码甚至系数.
②组成各种微粒的各个原子的电子式,必须力求均匀、对称.稳定的8电子结构通常表示为四对电子(一般为元素符号的上、下、左、右各一对电子)。
③电子式只能用于表示由主族元素形成的物质,不能表示由过渡元素形成的物质.电子式局限性较大,只能表述一小部分物质的结构。
【典例7】下列物质的电子式书写正确的是( )
A.Cl:Cl B.H:O:H C.Na:Cl D.
【答案】D
【详解】A.氯气为共价单质,氯原子和氯原子之间共用一对共用电子对,每个氯原子周围还有6个电子,电子式为:,故A错误;
B.1个水分子中含有2个氢氧共价键,电子式为,故B错误;
C.氯化钠属于离子化合物,电子式中阴阳离子需要标出原子的最外层电子,氯化钠正确的电子式为:,故C错误;
D.氨基为电中性基团,氮原子最外层有1个电子未成对,氨基电子式为,故D正确;
故选:D。
【变式7-1】下列说法中正确的是( )
A.Cl-的结构示意图:
B.氯化铵的电子式:
C.NaHSO4在水中的电离方程式:NaHSO4=Na++HSO4-
D.用电子式表示Na2O的形成过程:
【答案】D
【详解】A.氯离子中质子数17,核外电子数为18,氯离子结构示意图为,故A错误;
B.氯化铵是离子化合物,其电子式为,故B错误;
C.NaHSO4是强酸的酸式盐,在水中的电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO42-,故C错误;
D.氧化钠是离子化合物,用电子式表示Na2O的形成过程为:,故D正确。
故选:D。
【变式7-2】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
【答案】C
【详解】A、H原子最外层1个电子,故电子式为H•;He最外层有2个电子,故其电子式为He:;Li的最外层有1个电子,故其电子式为Li•,故A错误;
B、Cl-是阴离子,最外层有8个电子,且应该用括号括起来,故其电子式为,故B错误;
C、简单的阳离子的电子式是其离子符号本身,故其电子式为Na+、Mg2+、Al3+,故C正确;
D、水是共价化合物,其电子式为,故D错误。
故选:C。
【变式7-3】下列化学用语表示正确的是( )
A.四氯化碳分子的空间结构模型:
B.MgCl2的形成过程:
C.14N的原子结构示意图:
D.HClO的电子式:
【答案】D
【详解】A.Cl原子半径大于C原子,选项中为甲烷的空间结构模型,故A错误;
B.Mg原子失去电子、Cl原子得到电子形成离子化合物氯化镁,表示为,故B错误;
C.该氮原子质量数为14,核内7个质子,核外有7个电子,氮原子结构示意图:,故C错误;
D.次氯酸为共价化合物,电子式为,故D正确;
故选:D。
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