第3講化學鍵[考綱要求]1.了解化學鍵的定義。2.了解離子鍵、共價鍵的形成。考點一離子鍵和共價鍵1．化學鍵(1)概念：相鄰原子間的強相互作用。(2)形成與分類化學鍵—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(原子間發生電子得失，形成陰、陽離子))離子鍵,\o(→,\s\up7(原子間形成共用電子對))共價鍵))2．離子鍵(1)概念：帶有相反電荷的陰、陽離子之間的強烈的相互作用(2)成鍵粒子：陰、陽離子。(3)成鍵實質：靜電作用。(4)形成條件：通常是活潑金屬與活潑非金屬元素的原子相結合。(5)表示方法①用電子式表示離子化合物的形成過程Na2S：；CaCl2：。②寫出下列物質的電子式MgCl2：；Na2O2：；NaOH：；NH4Cl：。3．共價鍵(1)概念：原子間通過共用電子對形成的相互作用。(2)成鍵粒子：原子。(3)成鍵實質：共用電子對。(4)形成條件：通常是非金屬元素的原子相結合。(5)表示方法①用電子式表示共價化合物的形成過程CH4：；CO2：。②寫出下列物質的電子式Cl2：；N2：；H2O2：；CO2：；HClO：；CCl4：。③寫出下列物質的結構式N2：N≡N；H2O：H—O—H；CO2：O=C=O。深度思考1．(1)共價鍵僅存在于共價化合物中嗎？答案不是，有些離子化合物如NaOH、Na2O2及NH4Cl等物質中皆存在共價鍵。(2)所有物質都能用電子式表示其組成嗎？答案不是。2．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)形成離子鍵的陰、陽離子間只存在靜電吸引力()(2)全部由非金屬元素形成的化合物一定是共價化合物()(3)某些金屬與非金屬原子間能形成共價鍵()(4)某元素的原子最外層只有一個電子，它跟鹵素結合時，所形成的化學鍵一定是離子鍵()(5)在水溶液中能導電的化合物一定是離子化合物()(6)離子化合物在任何狀態下都能導電()(7)含有離子鍵的化合物中，一個陰離子可同時與幾個陽離子形成靜電作用()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√離子鍵、共價鍵的比較離子鍵共價鍵非極性鍵極性鍵概念陰、陽離子通過靜電作用所形成的化學鍵原子間通過共用電子對(電子云重疊)而形成的化學鍵成鍵粒子陰、陽離子原子成鍵實質陰、陽離子的靜電作用共用電子對不偏向任何一方共用電子對偏向一方原子形成條件活潑金屬元素與活潑非金屬元素經電子得失，形成離子鍵同種元素原子之間成鍵不同種元素原子之間成鍵形成的物質離子化合物非金屬單質；某些共價化合物或離子化合物共價化合物或離子化合物題組一電子式的書寫1．判斷正誤(正確打“√”，錯誤的打“×”，并改正)(1)Na2S()(2)Na2O()(3)MgBr2()(4)H2O()(5)OH－()(6)HClO()(7)Cl2()(8)Oeq\o\al(2－,2)()(9)羥基()(10)H2S()(11)Na＋()(12)()電子式書寫的注意事項1．同一原子的電子式最好不要既用“×”又用“·”表示；在化合物中“·”或“×”最好也不要混用(若特殊需要可標記)，可將電子全部標成“·”或“×”。2．單一原子形成的簡單陽離子，其離子符號就是該陽離子的電子式，如Al3＋就可以表示鋁離子的電子式。“[]”在所有的陰離子、復雜的陽離子中出現。3．在化合物中，如果有多個陰、陽離子，陰、陽離子必須是相隔的，即不能將兩個陰離子或兩個陽離子寫在一起。4．在用電子式表示物質形成的過程時，由于不是化學方程式，所以不能出現“=”。“→”前是原子的電子式，“→”后是物質的電子式。如Na2O的形成過程可表示為，NH3的形成過程可表示為。題組二8電子結構的判斷2．含有極性鍵且分子中各原子都滿足8電子穩定結構的化合物是()A．CH4B．CH2=CH2C．CO2D．N2答案C解析CH4、CH2=CH2中氫不滿足8電子穩定結構，A、B項錯；N2中只含有非極性鍵且為單質，D項錯。3．下列物質中所有原子均滿足最外層8電子穩定結構的化合物是()A．PCl5B．P4C．CCl4D．NH3答案C解析判斷原子滿足最外層8電子結構的方法為最外層電子數＋所成價鍵數＝8，故A、D項錯；P4為單質，而非化合物，故B項錯；C項中5原子最外層均為8電子穩定結構，C項正確。判斷分子中各原子是否達到8電子的穩定結構的主要方法1．經驗規律法凡符合最外層電子數＋|化合價|＝8的皆為8電子結構。2．試寫結構法判斷某化合物中的某元素最外層是否達到8電子穩定結構，應從其結構式或電子式結合原子最外層電子數進行判斷，如：①H2O，O原子最外層有6個電子，H2O中每個O原子又與兩個H原子形成兩個共價鍵，所以H2O中的O原子最外層有6＋2＝8個電子，但H2O中的H原子最外層有2個電子；②N2，N原子最外層有5個電子，N與N之間形成三個共價鍵，所以N2中的N原子最外層達到8電子穩定結構。考點二化學鍵與化學反應1．化學鍵與化學反應舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成是化學反應的本質，是反應中能量變化的根本。2．物質的溶解或熔化與化學鍵變化(1)離子化合物的溶解或熔化過程離子化合物溶于水或熔化后均電離成自由移動的陰、陽離子，離子鍵被破壞。(2)共價化合物的溶解過程①有些共價化合物溶于水后，能與水反應，其分子內共價鍵被破壞，如CO2和SO2等。②有些共價化合物溶于水后，與水分子作用形成水合離子，從而發生電離，形成陰、陽離子，其分子內的共價鍵被破壞，如HCl、H2SO4等。③某些共價化合物溶于水后，其分子內的共價鍵不被破壞，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。(3)單質的溶解過程某些活潑的非金屬單質溶于水后，能與水反應，其分子內的共價鍵被破壞，如Cl2、F2等。3．化學鍵對物質性質的影響(1)對物理性質的影響金剛石、晶體硅、石英、金剛砂等物質硬度大、熔點高，就是因為其中的共價鍵很強，破壞時需消耗很多的能量。NaCl等部分離子化合物，也有很強的離子鍵，故熔點也較高。(2)對化學性質的影響N2分子中有很強的共價鍵，故在通常狀況下，N2很穩定，H2S、HI等分子中的共價鍵較弱，故它們受熱時易分解。4．化學鍵的存在5．離子化合物和共價化合物的判斷(1)根據化學鍵的類型判斷凡含有離子鍵的化合物，一定是離子化合物；只含有共價鍵的化合物，是共價化合物。(2)根據化合物的類型來判斷大多數堿性氧化物、強堿和鹽都屬于離子化合物；非金屬氫化物、非金屬氧化物、含氧酸都屬于共價化合物。(3)根據化合物的性質來判斷一般熔點、沸點較低的化合物是共價化合物。熔融狀態下能導電的化合物是離子化合物，如NaCl；不能導電的化合物是共價化合物，如HCl。深度思考1．有化學鍵的斷裂或形成就一定是化學反應嗎？答案不一定是化學反應，如NaCl溶于水，屬于物理變化，其中有離子鍵的斷裂，而將NaCl溶液蒸發結晶，Na＋和Cl－重新形成離子鍵而成為晶體，也是物理變化。2．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)1molKHSO4加熱熔化可電離出2NA陽離子()(2)共價化合物溶于水，分子內共價鍵被破壞，單質溶于水，分子內共價鍵不被破壞()(3)共價化合物熔點都低于離子化合物()(4)分子內共價鍵越強，分子越穩定，其熔、沸點也越高()(5)含有陽離子的化合物一定含有陰離子()(6)含有離子鍵的物質不可能是單質()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√題組一化學鍵的斷裂與形成1．從化學鍵的觀點看，化學反應的實質是“舊鍵的斷裂，新鍵的形成”，據此你認為下列變化屬于化學變化的是(雙選)()A．金剛石變成石墨B．NaCl熔化C．HCl溶于水電離出H＋和Cl－D．電解熔融的Al2O3制取Al答案AD2．在下列變化過程中，既有離子鍵被破壞又有共價鍵被破壞的是()A．將SO2通入水中B．燒堿溶于水C．將HCl通入水中D．硫酸氫鈉溶于水答案D題組二化學鍵與物質類別3．有以下9種物質：①Ne②HCl③P4④H2O2⑤Na2S⑥NaOH⑦Na2O2⑧NH4Cl⑨AlCl3。請用上述物質的序號填空：(1)不存在化學鍵的是__________________________________________________________。(2)只存在極性共價鍵的是______________________________________________________。(3)只存在非極性共價鍵的是____________________________________________________。(4)既存在非極性共價鍵又存在極性共價鍵的是____________________________________。(5)只存在離子鍵的是__________________________________________________________。(6)既存在離子鍵又存在共價鍵的是______________________________________________。答案(1)①(2)②⑨(3)③(4)④(5)⑤ (6)⑥⑦⑧4．短周期元素X、Y、Z所在的周期數依次增大，它們的原子序數之和為20，且Y2－與Z＋核外電子層的結構相同。下列化合物中同時存在極性和非極性共價鍵的是()A．Z2YB．X2Y2C．Z2Y2D．ZYX答案B解析由Y2－與Z＋核外電子層的結構相同，可知Y在Z的上一周期，所以Y為O、Z為Na，則X為H。A選項Na2O只有離子鍵；B選項H2O2既有非極性共價鍵，也有極性共價鍵；C選項Na2O2有離子鍵、非極性共價鍵，沒有極性共價鍵；D選項NaOH有離子鍵、極性共價鍵。化學鍵與物質的類別除稀有氣體內部無化學鍵外，其他物質內部都存在化學鍵。化學鍵與物質的類別之間的關系可概括如下：(1)只含有極性共價鍵的物質一般是不同種非金屬元素形成的共價化合物，如SiO2、HCl、CH4等。(2)只含有非極性共價鍵的物質是同種非金屬元素形成的單質，如Cl2、P4、金剛石等。(3)既有極性鍵又有非極性鍵的共價化合物一般由多個原子組成，如H2O2、C2H4等。(4)只含離子鍵的物質主要是由活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。(5)既有離子鍵又有極性共價鍵的物質，如NaOH、K2SO4等；既有離子鍵又有非極性共價鍵的物質，如Na2O2等。(6)僅由非金屬元素形成的離子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。(7)金屬元素和非金屬元素間可能存在共價鍵，如AlCl3等。考點三分子間作用力和氫鍵1．分子間作用力(1)定義：把分子聚集在一起的作用力，又稱范德華力。(2)特點①分子間作用力比化學鍵弱得多，它主要影響物質的熔點、沸點等物理性質，而化學鍵主要影響物質的化學性質。②分子間作用力存在于由共價鍵形成的多數共價化合物和絕大多數氣態、液態、固態非金屬單質分子之間。但像二氧化硅、金剛石等由共價鍵形成的物質，微粒之間不存在分子間作用力。(3)變化規律一般來說，對于組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越大，物質的熔、沸點也越高。例如，熔、沸點：I2>Br2>Cl2>F2。2．氫鍵(1)定義：分子間存在的一種比分子間作用力稍強的相互作用。(2)形成條件除H外，形成氫鍵的原子通常是O、F、N。(3)存在氫鍵存在廣泛，如蛋白質分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之間。分子間氫鍵會使物質的熔點和沸點升高。深度思考判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)共價化合物分子間均存在分子間作用力()(2)F2、Cl2、Br2、I2的熔沸點逐漸升高，是因為分子間作用力越來越大()(3)H2O的穩定性大于H2S，是因為水分子間存在氫鍵()(4)HF、HCl、HBr、HI的穩定性逐漸減弱，其熔沸點逐漸升高()答案(1)√(2)√(3)×(4)×1.右圖中每條折線表示元素周期表中第ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氫化物的沸點變化。每個小黑點代表一種氫化物，其中a點代表的是()A．H2SB．HClC．PH3D．SiH4答案D解析在第ⅣA～ⅦA族中元素的氫化物中，NH3、H2O、HF因存在氫鍵，故沸點反常的高，則含a的線為第ⅣA族元素的氫化物，則a點為SiH4。2．下列現象與氫鍵有關的是()①NH3的熔、沸點比ⅤA族其他元素氫化物的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液態水的密度小④水分子高溫下很穩定A．①②③④B．①②③C．①②D．①③答案B解析水分子高溫下很穩定是因為分子中O—H鍵的鍵能大。探究高考明確考向1．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)過氧化鈉的電子式：(×)(2023·江蘇，2A)(2)氫氧根離子的電子式：(√)(2023·江蘇，2B)(3)NH4Br的電子式：(×)(2023·海南，9A)解析。(4)N2的電子式：N??N(×)(2023·江蘇，2A)解析eq\o\al(·,·)N??Neq\o\al(·,·)。(5)H2O的電子式為(×)(2023·江蘇，2A)解析。(6)次氯酸的電子式(×)(2023·上海，2A)解析。2．(2023·上海，4)在“石蠟→液體石蠟→石蠟蒸氣→裂化氣”的變化過程中，被破壞的作用力依次是A．范德華力、范德華力、范德華力B．范德華力、范德華力、共價鍵C．范德華力、共價鍵、共價鍵D．共價鍵、共價鍵、共價鍵答案B3．(2023·上海，4)下列變化需克服相同類型作用力的是()A．碘和干冰的升華B．硅和C60的熔化C．氯化氫和氯化鉀的溶解D．溴和汞的氣化答案A解析A項變化克服的都是分子間作用力，正確；硅和C60的熔化分別克服的是共價鍵、分子間作用力，B項錯誤；氯化氫和氯化鉀的溶解分別克服的是共價鍵、離子鍵，C項錯誤；溴和汞的氣化分別克服的是分子間作用力、金屬鍵，D項錯誤。4．(2023·大綱全國卷，6)下列有關化學鍵的敘述，正確的是()A．離子化合物中一定含有離子鍵B．單質分子中均不存在化學鍵C．含有極性鍵的分子一定是極性分子D．含有共價鍵的化合物一定是共價化合物答案A解析特別注意：離子化合物中一定含有離子鍵，共價化合物中一定含有共價鍵；含有離子鍵的化合物一定是離子化合物，但含有共價鍵的化合物不一定為共價化合物，如NaOH、NH4Cl等。故A項正確，D項錯誤；化學鍵既可以存在于化合物中，也可以存在于雙原子或多原子的單質分子中，如O2、O3，故B項錯誤；C項中，含有極性鍵的分子不一定是極性分子，若分子結構對稱，則為非極性分子，如CO2、CH4等為非極性分子。5．(2023·海南，13)4種相鄰主族短周期元素的相對位置如表，元素x的原子核外電子數是m的2倍，y的氧化物具有兩性。回答下列問題：mnxy(1)元素x在周期表中的位置是______周期第______族，其單質可采用電解熔融______________________的方法制備。(2)m、n、y三種元素最高價氧化物的水化物中，酸性最強的是____________，堿性最強的是____________。(填化學式)(3)氣體分子(mn)2的電子式為__________。(mn)2稱為擬鹵素，性質與鹵素類似，其與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為______________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)三ⅡAMgCl2(2)HNO3Al(OH)3(3)eq\o\al(·,·)N??Ceq\o\al(·,·)C??Neq\o\al(·,·)2NaOH＋(CN)2=NaCN＋NaCNO＋H2O解析根據4種元素(相鄰主族短周期元素)的位置關系及題干信息，可知x是Mg，y是Al，m是C，n是N。(1)元素x(Mg)在周期表中的位置是第三周期第ⅡA族，由于Mg的化學性質比較活潑，常用電解熔融的MgCl2的方法制備。(2)m(C)、n(N)、y(Al)三種元素中，金屬性最強的是Al元素，故最高價氧化物的水化物中堿性最強的是Al(OH)3，非金屬性最強的是N元素，所以最高價氧化物的水化物中酸性最強的是HNO3。(3)氣體分子(mn)2的化學式是(CN)2，屬于共價化合物，電子式是eq\o\al(·,·)N??Ceq\o\al(·,·)C??Neq\o\al(·,·)；根據題目中的信息“(mn)2稱為擬鹵素，性質與鹵素相似”，所以(CN)2與氫氧化鈉溶液反應發生的化學方程式類似于Cl2與氫氧化鈉溶液反應，所以反應的方程式為2NaOH＋(CN)2=NaCN＋NaCNO＋H2O。6．[2023·大綱全國卷，27(3)(4)]A、B、D、E、F為短周期元素，非金屬元素A最外層電子數與其周期數相同，B的最外層電子數是其所在周期數的2倍。B在D中充分燃燒能生成其最高價化合物BD2。E＋與D2－具有相同的電子數。A在F中燃燒，產物溶于水得到一種強酸。回答下列問題：(3)由這些元素組成的物質，其組成和結構信息如下表：物質組成和結構信息a含有A的二元離子化合物b含有非極性共價鍵的二元離子化合物，且原子數之比為1∶1c化學組成為BDF2d只存在一種類型作用力且可導電的單質晶體a的化學式為__________________________________________________________________；b的化學式為__________________________________________________________________；c的電子式為__________________________________________________________________；d的晶體類型是________________________________________________________________。(4)由A和B、D元素組成的兩種二元化合物形成一類新能源物質。一種化合物分子通過__________________鍵構成具有空腔的固體；另一種化合物(沼氣的主要成分)分子進入該空腔，其分子的空間結構為_______________________________________________________。答案(3)NaHNa2O2和Na2C2金屬晶體(4)氫正四面體解析根據題目中給出的各種元素的結構特點和性質，推斷出各種元素，解答各題。最外層電子數與其周期數相同的短周期非金屬元素只有氫元素，A為氫元素。最外層電子數是其所在周期數2倍的短周期元素可能為碳元素或硫元素，根據B在D中充分燃燒生成的最高價化合物的化學式為BD2判定B為碳元素，D為氧元素。E＋與O2－具有相同的電子數，則E為鈉元素。H2在Cl2中燃燒生成的HCl溶于水得到的鹽酸為強酸，F為氯元素。(3)由H、C、O、Na、Cl組成的化合物中，含有氫元素的二元離子化合物應為NaH，即a為NaH。含有非極性共價鍵的二元離子化合物為Na2O2或Na2C2，即b為Na2O2或Na2C2；c為COCl2，為共價化合物，各原子成鍵后均達8e－穩定結構，電子式為。石墨和金屬鈉均可導電，但石墨中存在共價鍵、分子間作用力兩種類型的作用力，金屬鈉中只存在金屬鍵，屬于金屬晶體，即d為Na。(4)由H2O和CH4形成的一類新能源為可燃冰，水分子之間可通過氫鍵構成具有空腔的固體；CH4是沼氣的主要成分，其分子的空間結構為正四面體。練出高分一、單項選擇題1．下列關于化學鍵的敘述正確的是()A．非金屬元素組成的化合物中只含共價鍵B．C、N、O、H四種元素形成的化合物一定既有離子鍵，又有共價鍵C．不同元素的原子構成的分子只含極性共價鍵D．CH4中所有的價電子都參與形成共價鍵答案D解析A項，在銨鹽中含有離子鍵；B項，C、N、O、H形成的氨基酸只含共價鍵；C項，C2H6、C2H4等烴中除極性鍵外，還含有非極性鍵。2．化學科學需要借助化學專用語言來描述，下列化學用語正確的是()A．溴化銨的電子式：B．羥基的電子式：C．HClO的結構式：H—Cl—OD．氮分子的結構式：eq\o\al(·,·)N≡Neq\o\al(·,·)答案B解析A項應為；C項應為H—O—Cl；D項應為N≡N。3．金星的大氣中有一種稱為“硫化羰”(COS)的分子，其結構與CO2類似。下列有關COS的化學用語描述正確的是()A.B.C.D．O=C=S答案D解析A項，應為；B項，應為；C項，S、O的原子半徑應不相等。4．下列過程中，共價鍵被破壞的是()A．碘升華B．溴蒸氣被木炭吸附C．酒精溶于水D．氯化氫氣體溶于水答案D解析A、B、C項破壞的均是分子間作用力。5．有關物質結構的下列說法中正確的是()A．石油裂解只破壞極性鍵B．含極性鍵的共價化合物一定是電解質C．氯化鈉固體中的離子鍵在溶于水時被破壞D．HF的分子間作用力大于HCl，故HF比HCl更穩定答案C解析A項，石油裂解既破壞了極性鍵，也破壞了非極性鍵；B項，像烴類、糖類均是含有極性鍵的共價化合物，但不是電解質；D項，H—F鍵鍵能比H—Cl鍵大，所以HF比HCl更穩定。二、雙項選擇題6．短周期元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，且原子最外層電子數之和為13。X的原子半徑比Y的小，X與W同主族，Z是地殼中含量最高的元素。下列判斷合理的是()A．元素W分別與X、Y、Z形成的化合物都是離子化合物B．四種元素簡單離子的半徑：X＜W＜Z＜YC．Z與其他三種元素形成的常見化合物中有離子晶體、原子晶體和分子晶體D．只含X、Y、Z三種元素的化合物，只能是離子化合物答案AB解析根據題意，Z應為O，X應為H，W應為Na，Y應為N。A項，Na2O、NaH、Na3N均為離子化合物；B項，半徑H＋＜Na＋＜O2－＜N3－；C項，H2O、Na2O2、Na2O、NO等中，不含有原子晶體；D項，由H、N、O三種元素組成的化合物中，既有離子化合物又含有共價化合物。三、非選擇題7．城市為保持街道整潔、濕潤，在路面或廣場上噴灑含化學式為XY2的溶液做保溫劑。X原子的結構示意圖為，X的陽離子與Y的陰離子的電子層結構相同。元素Z、W均為短周期元素，它們原子的最外層電子數均是電子層數的2倍，Z與Y相鄰且Z、W能形成一種WZ2型分子。(1)m＝________，該保濕劑的化學式為________。(2)Z、W元素的名稱為________、________。(3)下列說法正確的是________。A．XY2和WZ2都為離子化合物B．XY2中僅含離子鍵，WZ2中僅含共價鍵C．H2Z比HY的穩定性強D．X的陽離子比Y的陰離子半徑大(4)下列化學用語表達正確的是________。A．XY2的電子式：B．WZ2的結構式：Z=W=ZC．Y元素的單質與H2Z水溶液反應的離子方程式為Y2＋Z2－=2Y－＋Z↓D．用電子式表示XY2的形成過程為答案(1)20CaCl2(2)硫碳(3)B(4)BD解析根據題意，可以推斷X為Ca、Y為Cl、Z為S、W為C。8．A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素，原子序數依次增大。其中B的單質在常溫下為雙原子分子，它與A的單質可形成氣態分子X，X的水溶液呈堿性；D的簡單陽離子與X具有相同的電子數，且D是同周期元素中原子半徑最大的元素；E元素的原子最外層比次外層少兩個電子，C、F兩種元素的原子最外層共有13個電子。則(1)X的化學名稱為_____________________________________________________________。(2)B單質的結構式為___________________________________________________________；E的氣態氫化物的結構式為______________________________________________________；C與D形成的兩種化合物中，其中一種物質含有兩種類型的化學鍵，該物質屬于________________________________________________________________________(填“離子化合物”或“共價化合物”)。(3)B、C、E分別與A形成的化合物中最穩定的是______(寫化學式)。(4)D是同周期簡單陽離子中離子半徑最____的元素。(5)F的單質在反應中常作____________劑(填“氧化”或“還原”)。答案(1)氨氣(2)N≡NH—S—H離子化合物(3)H2O(4)大(