内容正文:
第二课时 离子化合物 共价化合物
电子式
目录
新知探究(一)——离子化合物与共价化合物
新知探究(二)——电子式
课时跟踪检测
2
新知探究(一)
离子化合物与共价化合物
1.离子化合物
(1)概念:由_______与________构成的化合物。
(2)常见物质类别
①活泼金属元素(ⅠA族除氢外、ⅡA族)与活泼非金属元素(ⅥA族、ⅦA族)形成的大多数化合物,如NaCl、CaO、KBr等;
阳离子
阴离子
②大多数含氧酸盐,如Na2CO3、KNO3等;
③可溶性强碱,如NaOH、Ba(OH)2等;
④铵盐,如NH4Cl、NH4HCO3等;
⑤金属氧化物、金属过氧化物,如Na2O、Na2O2等。
2.共价化合物
(1)概念:由原子通过_________构成的化合物。
(2)常见物质类别
①非金属元素的氢化物,如H2S、HCl等;
②酸类,如H2SO4、HNO3、HCl等;
③非金属氧化物,如CO2、H2O等;
④弱碱,如NH3·H2O等;
⑤大多数有机化合物,如CH4、CH3CH2OH等。
共价键
3.离子化合物和共价化合物的判断
由化学键类型判断 ①只含有共价键的化合物是共价化合物;
②含有离子键的化合物是离子化合物
由化合物类型判断 ①活泼金属的氧化物和氢化物、强碱、大多数盐属于离子化合物;
②非金属的氧化物和氢化物、含氧酸、多数有机物、少数盐(如AlCl3、BeCl2等)属于共价化合物
续表
由化合物性质判断 ①熔融状态下能导电的化合物是离子化合物;②熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物;③熔、沸点较低的化合物一般为共价化合物
由组成元素判断 一般含金属元素或N的化合物是离子化合物(AlCl3、BeCl2等除外),如NH4H、NH4HCO3、Ca(OH)2、KClO3等;只由非金属元素原子构成的化合物(铵盐除外)属于共价化合物
4.极性键、非极性键
(1)极性键:不同元素的两个原子形成的共价键。
(2)非极性键:同种元素的两个原子形成的共价键。
应用化学
在《西游记》中,那烟雾缭绕、美轮美奂、如入仙境的画面是不是让你记忆特别深刻呢?你知道这种画面是怎么制造出来的吗?原来,这都离不开一种叫干冰的物质。
干冰就是固体二氧化碳,很多舞台为增加效果都使用干冰制造烟雾。
1.干冰中含有什么化学键?
提示:共价键。
2.干冰是离子化合物还是共价化合物?
提示:共价化合物。
3.在干冰雾化时有没有化学键断裂?
提示:没有,干冰分子间没有化学键。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1) 只含非金属元素的化合物一定都是共价化合物。( )
(2)共价化合物中只存在共价键,不存在离子键。( )
(3)离子化合物中只存在离子键,不存在共价键。( )
(4)NaOH中存在共价键,所以NaOH是共价化合物。( )
(5)共价化合物溶于水,分子内共价键被破坏,单质溶于水,分子内共价键不被破坏。( )
[题点多维训练]
×
√
×
×
×
2.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
√
解析:离子化合物中存在离子键也可能同时存在共价键,例如过氧化钠中含有离子键和共价键,A正确;离子化合物中阳离子不一定是金属离子,例如氯化铵中的铵根离子,B错误;溶液导电的原因是存在自由移动的离子,离子化合物的水溶液不一定能导电,例如难溶性硫酸钡溶液几乎不导电,C错误;离子键是阴、阳离子通过静电作用形成的,在形成过程中不涉及电子的得失,在离子形成的过程中涉及电子的得失,D错误。
3.下列事实中,能够证明HCl是共价化合物的是 ( )
A.HCl易溶于水
B.熔融状态下HCl不导电
C.HCl不易分解
D.HCl溶于水能电离,水溶液呈酸性
√
解析:A、C、D都不能作为判断HCl是共价化合物的依据,因离子化合物也会有这些性质,B中熔融状态下不导电可作为确定化合物为共价化合物的依据,因为离子化合物在该状态下导电。
4.下列物质中属于含有共价键的离子化合物的是 ( )
①MgCl2 ②Na2O2 ③NaOH ④NH4Cl ⑤CO2 ⑥H2O2 ⑦N2
A.②③④ B.②③④⑥
C.①②③④⑥ D.①③④⑥
√
解析:①中只存在离子键;②中既存在离子键也存在共价键;③中既存在离子键也存在共价键;④中既存在离子键也存在共价键;⑤⑥⑦中只存在共价键。
5.下列是中学化学中常见的物质,请用序号回答下列问题。
①O2 ②NaHSO4 ③NH4Cl ④H2SO4
⑤Na2CO3 ⑥Na2S ⑦Na2O2 ⑧Ca(OH)2
(1)这些物质中,只含共价键的是_______。
(2)只含离子键的是____。
(3)既含共价键又含离子键的是____________。
(4)属于离子化合物的是______________,属于共价化合物的是___。
①④
⑥
②③⑤⑦⑧
②③⑤⑥⑦⑧
④
解析:共价化合物和非金属单质(稀有气体除外)中只存在共价键;离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键。O2、H2SO4中只存在共价键;NaHSO4、NH4Cl、Na2CO3、Na2O2、Ca(OH)2中既存在离子键又存在共价键;Na2S中只存在离子键。根据定义即可判断离子化合物与共价化合物。
6.砒霜的主要成分是As2O3,是最古老的毒物之一,无臭无味,外观为白色霜状粉末,故称砒霜,致死量为0.1 g,可用于制造杀虫剂和灭鼠剂等。As2O3是两性偏酸性氧化物,其无色晶体在193 ℃时升华,微溶于水时生成H3AsO3;其对应的盐均有毒,其中碱金属对应的盐溶于水,其他金属对应的盐几乎不溶于水。
(1)As2O3、H3AsO3属于____________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
共价化合物
解析:As2O3、H3AsO3均属于共价化合物。
(2)向该河水中加入生石灰可减轻砷对河水的污染,不能加入氢氧化钠。生石灰、氢氧化钠中所含化学键类型分别为________、__________________。
离子键
离子键和共价键
H︰︰H
Ca2+]2-
解析:生石灰为CaO,属于离子化合物,只含有离子键;氢氧化钠为离子化合物,含有离子键和共价键。
(3)AsH3和生石灰的电子式分别为___________、____________。
|归纳拓展|化学键类型与化合物类型的关系
①含有离子键的化合物一定是离子化合物。
②离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中一定不含离子键。
③只含有共价键的分子不一定是共价化合物,例如单质:H2、O2。
④含有共价键的化合物不一定是共价化合物,例如NaOH、Na2O2。
⑤含有金属元素的化合物不一定是离子化合物,例如AlCl3中含有金属元素,但其属于共价化合物。
⑥离子化合物中不一定含有金属元素,例如NH4Cl、NH4NO3等铵盐全部由非金属元素组成,但属于离子化合物。
新知探究(二)
电子式
1.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
简单阳离子是由氢原子或金属原子失去电子形成的,原子的最外层已无电子,故用阳离子的符号表示,如H+、Na+、Mg2+、Al3+等。
(3)简单阴离子的电子式
不但要画出最外层电子数,而且还要用“[ ]”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:[︰︰]2-。
(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:[H︰︰H]+;铵根离子:[H︰︰H]+;氢氧根离子: [︰︰H]-;过氧根离子:[︰︰︰]2-。
(5)离子化合物的电子式
氧化钙:Ca2+]2-;
硫化钾:K+]2-K+;
氯化钙:[︰]-Ca2+︰]-。
(6)共价化合物的电子式
水:H︰︰H;甲烷:H︰︰H;
NH3:H︰︰H。
2.用电子式表示物质的形成过程
(1)MgBr2: 。
(2)H2O:H×+··+×H H。
[典例] 下列物质的电子式书写正确的是 ( )
A.Na+︰︰ B.H︰︰︰H
C.H+[︰︰]2-H+ D.[H︰︰H]+Cl-
√
[解析] NaCl、NH4Cl是离子化合物,其中阴离子和复杂的阳离子要用“[ ]”括上并标明所带的电荷,即Na+[︰︰]-,[H︰︰H]+[︰︰]-, A、D错误;H2O2、H2S是共价化合物,构成微粒是原子,H2O2的电子式为 H︰︰︰H,H2S的电子式为H︰︰H,B正确,C错误。
|易错易混|电子式书写的五大误区
①漏写未参与成键的电子,如Cl2误写为Cl︰Cl,应写为︰︰︰。
②化合物类型不清楚,漏写或多写 “[ ]” 及错写电荷数,如NaCl误写为Na+︰︰,应写为Na+[︰︰]-,H2O误写为H+[︰︰]2-H+,应写为H︰︰H。
③书写不规范,错写共用电子,如N2的电子式为 ,不能写成∶N︰︰︰N∶,更不能写成︰︰︰。
④未考虑原子间的结合顺序,如HClO的电子式为H︰︰︰,而非H︰︰︰。
⑤未考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写。如CaBr2、Na2O2的电子式分别为
[︰︰]-Ca2+[︰︰]-、Na+[︰︰︰]2-Na+。
题点(一) 电子式正误判断
1.下列物质电子式书写正确的是( )
A.Na2O:N]2- B.H2S:H+[︰︰]2-H+
C.Ba(OH)2:[]-Ba2+H]- D.NH3:H︰︰H
[题点多维训练]
√
解析:A项,Na+不能合并,应为Na+]2-Na+;B项,H2S为共价化合物,分子中不含H+和,应为H;D项,NH3中氮原子上的未成键电子对不应漏写,应为H︰︰H。
√
2.下列电子式书写正确的是 ( )
A.Na2S的电子式为Na︰︰Na
B.HCl的电子式为H+[︰︰]-
C.CaCl2的电子式为Ca2+[︰︰
D.Cl2的电子式为︰︰︰
解析:Na2S的电子式为Na+[︰︰]2-Na+,A项错误;HCl中只含共价键,其电子式为H︰︰,B项错误;CaCl2的电子式为[︰︰]-Ca2+[︰︰]-,离子化合物的电子式中相同的离子不能合并,C项错误;Cl2为双原子分子,两个Cl之间形成共价键,D项正确。
题点(二) 用电子方程式表示形成过程
3.(2025·新乡高一期末)下列各式用电子式表示物质的形成过程,其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
√
解析:溴化钾为离子化合物,形成过程表示为 ,故A错误;硫化钠为离子化合物,2个钠离子与1个硫离子通过离子键结合,硫原子得到电子,钠原子失去电子,形成过程表示为 ,故B错误;两个氯离子不能合在一起书写,应位于钙离子两侧,形成过程表示为 ,故C错误;氟化镁为离子化合物,1个镁离子通过离子键与2个氟离子结合,形成过程表示为 ,故D正确。
4.用电子式表示下列物质的形成过程。
(1)MgCl2:______________________________;
(2)Na2O:_______________________________;
(3)H2S:______________________;
(4)Cl2:__________________________。
2H×+··―→H
︰·+·︰―→︰︰︰
课时跟踪检测
一、选择题
1.规范的化学用语是学习化学的基础。以下化学用语使用正确的是 ( )
A.镁离子的离子结构示意图:
B.用电子式表示H2O的形成过程:
C.H2O2的结构式:H—O==O—H
D.MgF2的电子式:[︰︰]-Mg2+[︰︰]-
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解析:镁离子的核电荷数为12,核外电子数为10,其离子结构示意图为 ,故A错误;H2O为共价化合物,形成共用电子对,不发生电子的转移,没有箭头,故用电子式表示H2O的形成过程为H×+··+×H―→H,故B错误;H2O2为共价化合物,氧原子间形成1对共用电子对,其结构式为H—O—O—H,故C错误;MgF2为离子化合物,由镁离子和氟离子构成,电子式正确,故选D。
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2.(2025·深圳高一期末)侯氏制碱法涉及反应:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,以下微粒对应电子式正确的是( )
A. B.
C. D.
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解析:钠离子的电子式为Na+,故A错误;Cl-是氯原子得到一个电子形成的阴离子,电子式为 ,故B正确;NH3的电子式为 ,故C错误;CO2为共价化合物,碳原子和氧原子间形成C===O双键结构,电子式为 ,故D错误。
3.下列关于化学键的说法正确的是 ( )
A.离子化合物中只有离子键
B.共价化合物分子中一定不含离子键
C.硫、氢、氧三种元素只能形成一种化合物
D.离子化合物中一定含有金属元素
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解析:有些离子化合物中只有离子键,例如氯化钠,有些离子化合物中既有离子键又有共价键,例如氯化铵,A错误;共价化合物分子中只有共价键,一定不含离子键,B正确;硫、氢、氧三种元素能形成多种化合物,例如H2SO4、H2SO3等,C错误;离子化合物中不一定含有金属元素,例如氯化铵,D错误。
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4.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 ( )
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选项 A B C D
物质 CH4 CaCl2 H2S NH4NO3
化学键
类型 共价键 离子键、
共价键 离子键 离子键、
共价键
化合物
类型 共价
化合物 离子
化合物 离子
化合物 共价
化合物
解析:活泼金属元素原子和活泼非金属元素原子之间易形成离子键,非金属元素原子之间易形成共价键;含有离子键的化合物为离子化合物,离子化合物中可能含有共价键;只含共价键的化合物为共价化合物。
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5.(2025·淄博第四中学期末)下列数字代表各元素的原子序数,则各组中相应的元素能形成X2Y型共价化合物的是 ( )
A.11和9 B.1和16
C.12和17 D.6和16
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解析:原子序数为11和9的元素分别是Na和F,可形成NaF,属于XY型离子化合物,A不符合题意;原子序数为1和16的元素分别是H和S,可形成H2S,属于X2Y型共价化合物,B符合题意;原子序数为12和17的元素分别是Mg和Cl,可形成MgCl2,属于XY2型离子化合物,C不符合题意;原子序数为6和16的元素分别是C和S,可形成CS2,属于XY2型共价化合物,D不符合题意。
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6.下列各组物质从离子化合物、共价化合物的角度分类正确的是 ( )
A.共价化合物:H2S、HCl、Cl2
B.共价化合物:CO2、CH4、NH4Cl
C.离子化合物:NaCl、MgO、K2SO4
D.离子化合物:CaCl2、AlCl3、NaNO3
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解析:Cl2是含共价键的单质,A不符合题意;NH4Cl含离子键,属于离子化合物,B不符合题意;AlCl3属于共价化合物,D不符合题意。
7.下列选项中的所有元素组合,既能形成共价化合物,又能形成离子化合物的是 ( )
A.H、N、O B.Na、Cl、O
C.H、S、O D.K、C、O
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解析:H、N、O三种元素组成化合物时,可以形成共价化合物,如HNO3,也可以形成离子化合物,如NH4NO3,故A项正确;Na为活泼金属元素,Cl、O为活泼非金属元素,三种元素相互结合只能形成离子化合物,故B项错误;H、S、O为非金属元素,各元素相互结合只能形成共价键,不能形成离子键,所以三种元素只能形成共价化合物,不能形成离子化合物,故C项错误;K是活泼金属元素,C、O为非金属元素,三种元素相互结合只能形成离子化合物,故D项错误。
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8.研究人员成功合成了能在室温下稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,五氮阴离子N是制备全氮类物质NN的重要中间体。下列说法正确的是( )
A.(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含三种离子
B.NN属于离子化合物
C.每个N中含有36个电子
D.NN中含极性键
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解析:(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中含N、H3O+、NH、Cl-四种离子,A错误;NN是只由一种元素组成的纯净物,属于单质,B错误;每个N中含有7×5+1=36个电子,C正确;NN中含非极性键,D错误。
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9.下列说法正确的是 ( )
①离子化合物含离子键,也可能含极性键或非极性键 ②共价化合物含共价键,也可能含离子键 ③含金属元素的化合物不一定是离子化合物 ④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 ⑤由分子组成的物质中一定存在共价键 ⑥熔融状态能导电的化合物是离子化合物
A.②③④ B.②④⑥ C.①③⑥ D.①③⑤
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解析:①离子化合物一定含离子键,可能含极性键或非极性键,如NaOH中含极性共价键、Na2O2中含非极性共价键,故正确;②含离子键的一定为离子化合物,共价化合物只含共价键,不含离子键,故错误;③含金属元素的化合物可能为共价化合物,如AlCl3为共价化合物,故正确;④由非金属元素组成的化合物可能为离子化合物,如NH4Cl为离子化合物,故错误;⑤由分子组成的物质中可能不存在化学键,如稀有气体的单质不存在化学键,故错误;⑥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,该类化合物是离子化合物,故正确。
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10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大;X与 W同主族,X、W的单质在标准状况下的状态不同,Y是空气中含量最高的元素,Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Z2-与W+具有相同的电子层结构。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.元素Y的简单气态氢化物的稳定性比Z的强
C.由X、Y、Z三种元素既可形成离子化合物又可形成共价化合物
D.化合物W2Z与W2Z2中阴、阳离子个数比分别为1∶2、1∶1
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解析:短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。Y是空气中含量最高的元素,Y为N元素;Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Z应为第2周期元素,则其最外层电子数为2×3=6,为O元素;Z2-与W+具有相同的电子层结构,则W为Na元素;X与W同主族,X、W的单质在标准状况下的状态不同,则X为H元素,以此分析解答。同主族元素电子层数越多,原子半径越大,同周期元素从左向右原子半径逐渐减小,
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则原子半径为r(Na)>r(N)>r(O)>r(H),故A错误;非金属性:O>N,则N的简单气态氢化物的稳定性比O的弱,故B错误;由H、N、O三种元素形成的化合物为硝酸或亚硝酸或NH3·H2O时为共价化合物,形成的化合物为硝酸铵时为离子化合物,故C正确;Na2O2和Na2O中阴、阳离子个数比均为1∶2,故D错误。
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11.(2025·梅州高一期末)CO2加氢转化为燃料是实现CO2减排的一个重要策略,我国科学家在调控CO2加氢反应的选择性方面取得新进展,其过程的示意图如图。下列说法正确的是( )
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A.该反应中有C—H键生成
B.CO2分子中化学键为非极性键
C.该反应中的四种物质都是共价化合物
D.该反应的化学方程式为CO2+H2===CH4+H2O
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解析: 该反应中生成了甲烷,甲烷分子中存在C—H键,所以有C—H键生成,故A正确;CO2分子结构简式为O==C==O,存在极性键,故B错误;H2为单质,不属于化合物,故C错误;上述反应没有催化剂,没有配平,正确的方程式为CO2+4H2 CH4+2H2O,故D错误。
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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
二、非选择题
12.(8分)X、Y、Z、W是短周期中的四种常见元素,其相关信息如表:
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(1)Y位于元素周期表第________周期第________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)。
三
ⅥA
HClO4
解析:X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;Y元素的最高正价与最低负价的代数和为4,故Y为S;Z和Y同周期,Z的非金属性大于Y,故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,非金属性:S<Cl,故酸性较强的是HClO4。
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(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:Z的简单离子为Cl-。
解析:Na与O形成的碱性氧化物为Na2O。
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13.(14分)(2025·南阳市第六高级中学月考)按要求回答下列问题。
(1)现有下列10种物质:①O2;②H2;③NH4NO3;④Na2O2;⑤Ba(OH)2;⑥CH4;⑦CO2;⑧NaF;⑨NH3;⑩I2。
只含共价键的是______________(填序号,下同);只含离子键的是_____。
①②⑥⑦⑨⑩
⑧
解析:①②⑥⑦⑨⑩只含共价键;⑧只含离子键。
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(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子。若XY2为常见元素形成的离子化合物,则其电子式为
_______________________;若XY2为共价化合物,则其电子式为_____________________________。
[︰︰]-Ca2+[︰︰]-
︰︰C︰︰或︰︰Be︰︰
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解析:XY2型离子化合物中通常X为+2价,Y为-1价,则X可能是Mg2+或Ca2+,Y可能是H-、F-或Cl-,结合XY2中共有38个电子可推出XY2为CaF2,电子式为[︰︰]-Ca2+[︰︰]-;XY2为共价化合物,且共有38个电子的化合物为CS2或BeCl2,电子式为︰︰C︰︰或︰︰Be︰︰。
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(3)氯化铝的物理性质非常特殊,如氯化铝的熔点为190 ℃,但在 180 ℃就开始升华。据此判断,氯化铝是____________(填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明该判断正确的实验依据是
_____________________________。
共价化合物
氯化铝在熔融状态下不能导电
解析:由氯化铝的熔点为190 ℃,但在180 ℃就开始升华,熔点较低可知,氯化铝为共价化合物;离子化合物在熔融状态下能导电,共价化合物在熔融状态下不导电,若氯化铝在熔融状态下不导电,说明氯化铝为共价化合物。
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(4)现有a~g七种短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示:
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①元素的原子间最容易形成离子键的是____(填字母,下同),容易形成共价键的是_____。
A.c和f B.b和g C.d和g D.b和e
B
C
解析:①一般来说,活泼金属和活泼非金属元素原子之间易形成离子键,所以最容易形成离子键的是B选项中的Na和Cl;一般来说,非金属元素原子之间易形成共价键,所以易形成共价键的是C选项中的C和Cl。
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②写出a~g七种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式:___________________(一种即可)。
CCl4或PCl3或NCl3
解析:②在ABn型化合物中,如果A的族序数+成键电子对数=8,则该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,如CCl4或PCl3等。
本课结束
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