高一化学人教版学案第四章第三节化学键

第三节化学键一、离子键及离子化合物1．离子键：2．离子化合物：(1)定义：由离子键构成的化合物。(2)形成过程①电子式：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。如：②形成过程(以NaCl为例)：。二、共价键和共价化合物1．共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。2．共价化合物：以共用电子对形成分子的化合物。三、化学键、分子间作用力和氢键1．化学键：(1)概念：相邻的原子之间强烈的相互作用。(2)化学反应的本质：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。2．分子间作用力：(1)定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又叫范德华力。(2)规律：一般来说，对于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、沸点也就越高，如卤素单质的熔、沸点：F2＜Cl2＜Br2＜I2。3．氢键：如液态NH3、H2O和HF中分子之间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用，叫做氢键。氢键不是化学键，可看作是一种较强的分子间作用力。1．判断下列说法是否正确：(1)形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力。(×)提示：阴、阳离子间既存在静电吸引力又存在静电斥力。(2)全部由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物。(×)提示：全部由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物，例如氯化铵是离子化合物。(3)N2的电子式为。(×)提示：N2的电子式为。(4)任何分子内均含化学键。(×)提示：稀有气体分子内不存在化学键。(5)离子化合物中一定有离子键无共价键。(×)提示：离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。2．教材中描述“活泼金属与活泼非金属形成离子化合物”，离子化合物一定含有金属元素吗？离子化合物中一定只含有离子键吗？提示：离子化合物中不一定含金属元素。铵盐无金属元素，是离子化合物。离子化合物中一定含有离子键，但也可能含有共价键，如NaOH除含有离子键外还含有O—H共价键。3．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”，蜡烛的主要成分是碳氢化合物如C25H52、C28H58等，“蜡炬成灰”时生成CO2和H2O，你能用电子式分别写出C原子、H原子、O原子形成CO2和H2O的过程吗？提示：CO2和H2O均是共价化合物，其形成过程用电子式表示分别为学习任务一化学键与物质类别的关系古诗词是中华文化的精髓，以高度凝练的语言，丰富的想象，强烈的节奏感、韵律美集中地反映社会生活，抒发思想情感的文学体裁。自然界中的万物，大至山川河岳，小至花鸟虫鱼，都可以成为诗人描摹歌咏的对象。他们在细致描摹的同时，寄托自己的感情。这两首诗分别反映了诗人廉洁正直的高尚情操和悲慨、愤懑的心情。涉及物质有碳酸钙、二氧化碳、水、氧化钙、氢氧化钙、氯化钠、二氧化硅、氧气等。化学键的分类1．碳酸钙、氢氧化钙中含有什么化学键？提示：碳酸钙、氢氧化钙中含有离子键、共价键，且其中的共价键均为极性共价键。2．氧化钙中含有离子键，二氧化碳、氧气中含有共价键，但二氧化碳、氧气中化学键也有不同，二氧化碳中为极性共价键，氧气中为非极性共价键。3．非金属单质(除稀有气体外)可能存在极性键吗？化合物中可能存在非极性键吗？提示：(1)非金属单质由同种元素的原子构成，同种原子吸引电子的能力相同，电子对不偏向任何一个原子，不能形成极性键，故非金属单质中不可能存在极性键。(2)化合物中可能存在非极性键，如H2O2、Na2O2等。化学键的分类1．碳酸钙、二氧化碳、水、氧化钙、氢氧化钙、氯化钠、二氧化硅、氧气中属于离子化合物的有碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、氯化钠，属于共价化合物的有二氧化碳、水、二氧化硅。2．含共价键的物质一定是共价化合物吗？提示：不一定。如非金属单质(O2、Cl2、N2等)中含共价键，但不属于化合物；某些离子化合物(如NaOH、Na2SO4、NH4Cl等)中既含离子键，也含共价键，属于离子化合物。3．在共价化合物中一定存在共价键，是否可以存在离子键？在离子化合物中一定含有离子键，是否可以存在共价键？提示：在共价化合物中一定不存在离子键，如HF、H2O分子中只有共价键。如果含有离子键，那么此物质就属于离子化合物。离子化合物可以存在共价键。如Na2O2、NaOH、NH4Cl等离子化合物中既有离子键又有共价键。1．离子化合物与共价化合物的比较：离子化合物共价化合物概念由离子键构成的化合物以共用电子对形成分子的化合物构成粒子阴、阳离子原子粒子间的作用离子键共价键熔、沸点较高一般较低，少部分很高(如SiO2)导电性熔融态或水溶液导电熔融态不导电，溶于水有的导电(如硫酸)，有的不导电(如葡萄糖)熔化时破坏的作用力破坏离子键一般不破坏共价键，极少数破坏共价键(如SiO2)实例强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物酸、非金属的氢化物、非金属的氧化物、大多数有机物2．化学键和化合物关系的“三个一定”和“三个可能”：(1)“三个一定”①离子化合物中一定含离子键。②含离子键的一定是离子化合物。③共价化合物中一定不含离子键。(2)“三个可能”①离子化合物中可能含有共价键，如NaOH。②金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物，如AlCl3。③完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl。【思考讨论】H2O也具有极弱的导电性，能否根据化合物溶于水形成的溶液是否导电判断某化合物是离子化合物还是共价化合物？提示：不能。如氯化钠(离子化合物)和硫酸(共价化合物)溶于水得到的溶液都导电。【典例】(2021·嘉兴高一检测)(1)有下列物质：He、N2、CaO、H2SO4、Na2S、KOH、NaHCO3。①其中只含共价键的是________________；②只含离子键的是________________；③既含有共价键又含有离子键的是______________________；④属于共价化合物的是________________；⑤属于离子化合物的是________________。(2)下列变化中，不需要破坏化学键的是________。A．硫酸与氢氧化钠反应B．加热氯酸钾使其分解C．冰融化D．氯化钠溶于水【思维建模】解答本类问题要注意化学键的分类模型：【解析】(1)N2、H2SO4分子中只含共价键；CaO、Na2S中只含离子键；KOH、NaHCO3中既含有离子键又含有共价键，He分子中不含化学键。(2)A项反应中有化学键的断裂和形成，化学键被破坏；NaCl溶于水离子键被破坏；KClO3受热分解破坏离子键和共价键；冰融化后变为液态水，共价键未被破坏。答案：(1)①N2、H2SO4②CaO、Na2S③KOH、NaHCO3④H2SO4⑤CaO、Na2S、KOH、NaHCO3(2)C(1)Na2S和Na2O2含有的化学键是否相同？(关键能力—归纳与论证)提示：不同。Na2S中只含离子键，Na2O2中含有离子键和非极性共价键。(2)Na2S和Na2O2都属于离子化合物，含有的阴、阳离子个数比是否相同？(关键能力—分析与推测)提示：相同。Na2S和Na2O2都属于离子化合物，含有的阴、阳离子个数比都是1∶2。【规律方法】从物质类别角度判断化学键类型物质类别含化学键情况非金属单质,如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等只有共价键非金属元素构成的化合物,如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如NaCl、CaCl2、K2O等只有离子键含有原子团的离子化合物,如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等既有离子键又有共价键稀有气体,如Ne、Ar等没有化学键【备选例题】已知五种元素的原子序数的大小顺序为C>A>B>D>E，A、C同周期，B、C同主族；A与B形成离子化合物，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电子的分子。试回答下列问题：(1)写出这五种元素的名称。A________，B______，C________，D________，E________。(2)写出D元素单质的结构式：_____________________________________。(3)写出下列物质的电子式：E与B形成的化合物：________________；A、B、E形成的化合物：______________；D、E形成的化合物：_______________。(4)A、B两元素组成的化合物A2B2属于________(填“离子”或“共价”)化合物，存在的化学键是___________________________________。写出A2B2与水反应的化学方程式：________________________________。【解析】因为A、B离子的电子数相同，电子总数为30的A2B型化合物中，每个离子的电子数为10，可推出A是Na，B是O；又因为D和E可形成4核10电子分子，只能是NH3，原子序数D>E，故D是N，E是H。C与A(Na)同周期，与B(O)同主族，所以C位于第三周期ⅥA族，是S。答案：(1)钠氧硫氮氢(2)N≡N(3)和(4)离子离子键和共价键2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑1．下列叙述正确的是()A．O2分子间存在着非极性共价键B．SO2和H2O反应的产物是离子化合物C．CO2分子内存在着极性共价键D．盐酸中含有H＋和Cl－，故HCl是离子化合物【解析】选C。O2分子内存在着非极性共价键，分子间只有范德华力，A项不正确；SO2和H2O反应的产物亚硫酸是共价化合物，B项不正确；CO2分子内有碳氧双键，故其存在着极性共价键，C项正确；HCl中只有分子没有离子，故其为共价化合物，D项不正确。2．(2021·台州高一检测)北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是()A．K3C60中只有离子键B．K3C60中不含共价键C．K3C60在熔融状态下能导电D．C60属于共价化合物【解析】选C。K3C60中K＋和Ceq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(60))之间为离子键，Ceq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(60))中C原子和C原子之间为共价键，A、B错误；根据题给信息，该物质属于离子化合物，则该晶体在熔融状态下能导电，C正确；C60属于单质，D错误。【拔高题组】1．化合物中都存在化学键。下列有关化学键和化合物的叙述正确的是()①化学键是可以使离子相结合，也可以使原子相结合的作用力②只含共价键的物质一定是共价化合物③Na2O2中含有离子键和非极性键④离子化合物与共价化合物的区别可以看是否有金属元素A．①②B．①③C．③④D．②③【解析】选B。①形成化学键的微粒可能是离子也可能是原子但不能是分子，故①正确；②只含共价键的物质可能是单质，如O2等，故②错误；③Na2O2中钠离子和过氧根离子之间存在离子键，氧原子和氧原子之间存在非极性共价键，故③正确；④氯化铝中含有金属元素，但氯化铝是共价化合物，氯化铵中全部是非金属元素，但氯化铵为离子化合物，故④错误。2．表中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ABCD物质MgCl2CO2HClNaOH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【解析】选B。A项，MgCl2仅含离子键；C项，HCl含有共价键，是共价化合物；D项，NaOH含有离子键、共价键，是离子化合物。学习任务二用电子式表示物质及其形成过程水和硫化氢的化学式十分相似，分别为H2O和H2S。它们的存在状态和性质却大不相同。水在常温常压下为无色无味的透明液体，被称为人类生命的源泉。水是地球上最常见的物质之一。硫化氢在标准状况下是一种易燃的酸性气体，无色，低浓度时有臭鸡蛋气味，浓度极低时便有硫黄味，有剧毒。掌握用电子式表示物质及其形成过程1．水为共价化合物，其电子式为。2．硫化氢属于共价化合物，用电子式表示其分子的形成过程。3．用电子式表示CaF2的形成过程：。电子式的书写【思考讨论】“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中蜡烛“蜡炬成灰”时生成CO2和H2O，你能用电子式写出CO2的形成过程吗？提示：CO2为共价化合物，其形成过程用电子式表示为。【典例】各城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液作保湿剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是其电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。(1)m＝______，该保湿剂的化学式为_____________________________。(2)Z、W元素的名称分别为__________、__________。(3)下列说法正确的是________。A．XY2和WZ2都为离子化合物B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含极性共价键C．H2Z比HY的稳定性强D．X的阳离子比Y的阴离子半径大(4)下列化学用语表达正确的是________。A．XY2的电子式：B．WZ2的结构式：Z=W=ZC．Y元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方程式：Y2＋Z2－=2Y－＋Z↓D．用电子式表示XY2的形成过程：【思维建模】解答本类试题的思维流程如下：【解析】(1)由X原子的结构示意图为不难推知其为，该元素为Ca，根据CaY2可知Y为－1价，又因Y－与Ca2＋的电子层结构相同，则Y为Cl。(2)Z、W原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，则Z、W是C或S，且Z、W能形成一种WZ2型分子。Z与Y相邻，则Z是S，W是C。(3)CaCl2是仅含离子键的离子化合物，CS2是仅含极性键的共价化合物，A错、B对；S的非金属性弱于Cl，则H2S的稳定性比HCl弱，C错；Ca2＋、Cl－具有相同的电子层结构，且Ca的核电荷数大，因而半径小，D错。(4)XY2为CaCl2，其电子式为，H2S为弱酸，应写成分子式，即Cl2＋H2S=2H＋＋2Cl－＋S↓，A、C错。答案：(1)20CaCl2(2)硫碳(3)B(4)B、D(1)Y元素形成的一种弱酸具有漂白性，写出其电子式？(关键能力—分析与推测)提示