最新高中化学必修2讲义第一章 物质结构 元素周期律 第3节.docx

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最新高中化学必修2讲义第一章物质结构元素周期律第3节

第三节　化学键

学习目标

核心素养建构

1.理解离子键和共价键的含义。

2．了解常见的离子化合物和共价化合物。

3．能用电子式表示简单离子化合物、共价化合物的形成过程。

4．认识化学键的含义，并从化学键的角度理解化学反应的实质。

[知识梳理]

一、离子键和离子化合物

1．离子键

（1）定义：

带相反电荷离子之间的相互作用。

（2）成键粒子：

阴离子和阳离子。

（3）成键元素：

一般是活泼金属元素和活泼非金属元素。

（4）存在：

离子化合物。

（5）表示：

电子式：

如NaCl　Na＋[

]－

NaOH　Na＋[

]－

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：

原子：

NaNa×、Mg×Mg×

阳离子：

Na＋Na＋、Mg2＋Mg2＋；

阴离子：

Cl－

②形成过程：

。

特别提醒　NH4Cl是离子化合物而不是共价化合物，电子式是

【自主思考】

1．

（1）所有的金属与非金属化合都形成离子化合物吗？

（2）离子化合物中一定只含有离子键吗？

提示　

（1）不一定。

一般活泼金属与活泼非金属化合都形成离子化合物，但也可能生成共价化合物，如AlCl3。

（2）不一定。

离子化合物中一定含有离子键，但也可能含有共价键，如KOH除含有离子键外还含有O—H共价键。

二、共价键及其表示方法

1．共价键

（1）定义：

原子间通过共用电子对所形成的相互作用。

（2）成键粒子：

原子。

（3）成键元素：

同种或不同种非金属元素化合时能形成共价键。

（4）存在

①非金属单质（除稀有气体），如H2、O2、N2、O3。

②共价化合物，如CO2、HCl、H2SO4、SiO2。

③某些离子化合物，如NaOH、Na2O2、Na2CO3、NH4Cl。

（5）分类

（6）表示：

①电子式：

如HCl　

②结构式：

如N2N≡N、HClH—Cl、CO2O===C===O。

2．共价化合物

（1）定义：

以共用电子对形成的化合物。

（2）形成过程：

提醒　HClO的电子式是H

，而不是

；结构式是H—O—Cl，而不是H—Cl—O。

【自主思考】

2．只有共价化合物中才含有共价键吗？

提示　不是。

共价化合物中一定含有共价键，单质和离子化合物中也可能含有共价键，如H2、O2、Cl2、NH4Cl、NaOH等均含有共价键。

3．所有的非金属单质中都含有共价键？

提示　错误。

绝大多数非金属单质中存在共价键，但是稀有气体等单质分子内无化学键。

分子间存在分子间作用力。

三、化学键　分子间作用力和氢键

1．化学键

（1）概念：

使离子相结合或原子相结合的作用力。

（2）形成类别

①原子间价电子的转移——离子键。

②原子间价电子的共用——共价键。

（3）化学反应的本质：

一个化学反应的发生，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成的过程。

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：

一般说来，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，可看作一种较强的分子间作用力。

点拨　化学键既影响物质的物理性质，又影响物质的化学性质；而分子间作用力只影响物质的物理性质。

[效果自测]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）任何物质中均含有化学键（　　）

（2）含有金属元素的化合物一定是离子化合物（　　）

（3）全部由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物（　　）

（4）由分子组成的物质中一定存在共价键（　　）

（5）由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物（　　）

（6）离子化合物中一定不存在共价键（　　）

（7）含有共价键的化合物一定是共价化合物（　　）

（8）共价化合物中可能含有离子键（　　）

（9）构成单质分子的粒子一定含有共价键（　　）

（10）由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物（　　）

（11）不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×　（5）×　（6）×　（7）×　（8）×　（9）×　（10）√　（11）×

2．对于HCl、H2SO4、NaOH、NaCl、NH4Cl、Ne、N2、金刚石，回答下列问题：

（1）不存在化学键的是_______________________________________________________。

（2）属于共价化合物的是_____________________________________________________。

（3）属于离子化合物的是_____________________________________________________。

（4）既含离子键，又含共价键的是_____________________________________________。

答案　

（1）Ne　

（2）HCl、H2SO4　（3）NaOH、NaCl、NH4Cl　（4）NaOH、NH4Cl

探究一、化学键与物质类别的关系

【合作交流】

1．根据离子化合物和共价化合物的概念分析。

（1）在共价化合物中一定存在共价键，是否可以存在离子键？

（2）在离子化合物中一定含有离子键，是否可以存在共价键？

（3）根据上面的分析，判断“只要含有离子键的化合物就是离子化合物，只含有共价键的化合物是共价化合物”这句话是否正确？

提示　

（1）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。

（2）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。

（3）正确。

只要化合物中含有离子键，它一定是离子化合物，但离子化合物可能含有共价键。

共价化合物中必须只含有共价键，不能含有离子键。

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；只要含有离子键的化合物就是离子化合物。

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。

【点拨提升】

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（如蔗糖）

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

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。

【典题例证1】　下列说法正确的是（　　）

A．只含有共价键的物质属于共价化合物

B．所有物质中均含有化学键

C．含有离子键的物质肯定含金属元素

D．只要含离子键的化合物就属于离子化合物

解析　只含有共价键的化合物属于共价化合物，物质包括单质和化合物，A错误；稀有气体中无化学键，B错误；铵盐是离子化合物，但无金属元素，C错误；只要含离子键的化合物就属于离子化合物，D正确。

答案　D

【学以致用1】　下列物质中，既有离子键，又有共价键的是（　　）

A．HCl　　B．KCl　　

C．CaCl2　　D．NH4NO3

解析　HCl中只有共价键，KCl和CaCl2中只有离子键，NH4NO3中既有离子键又有共价键。

答案　D

探究二、用电子式表示物质及其形成过程

【合作交流】

1．在电子式

中，元素符号周围的“·”和“×”所表示的意义相同吗？

提示　相同，都表示电子。

只不过来源不同，“×”表示的是来自于钙原子的电子，“·”表示的是来自于氟原子的电子。

2．列举用电子式表示离子化合物的形成过程容易出现的错误有哪些？

提示　用电子式表示离子化合物的形成过程，易出现下列错误：

（1）漏标离子的电荷数；

（2）离子所带的电荷数与元素的化合价分不清；

（3）阴离子漏加方括号；

（4）把相同的离子归在一起，如MgCl2错写成

（5）把“―→”写成“===”等。

【点拨提升】

书写电子式的注意要点

（1）同一个式子中的同一元素的原子的电子要用同一符号，都用“·”或“×”。

如：

×Mg×不能写成·Mg×。

（2）主族元素的简单离子中，阳离子的电子式就是离子符号。

如Mg2＋既是镁离子符号，也是镁离子的电子式。

阴离子的最外层都是8电子结构（H－除外），在表示电子的符号外加方括号，方括号的右上角标明所带电荷。

（3）离子化合物中阴、阳离子个数比不是1∶1时，要注意每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻的事实。

（4）写双原子分子的非金属单质的电子式时，要注意共用电子对的数目和表示方法。

（5）防止化合物类型判断错误，即离子化合物与共价化合物分不清。

（6）防止漏写未参与成键的电子对。

【典题例证2】　下列电子式中正确的是（　　）

解析　氧化钠中钠离子不能合并，应为Na＋[

]2－Na＋，A错误；硫化氢是共价化合物，应为H

H，B错误；钡离子的电子式就是其离子符号，氢氧根的电子式是[

]－，C正确；二硫化碳分子中，硫原子的最外层不是8个电子，漏掉了一对电子，应为

，D错误。

答案　C

【学以致用2】　下列电子式书写正确的是（　　）

解析　A、B均漏写未参与成键的电子，D中C、O共用电子对数目标错，也不满足8电子稳定结构，正确写法为

。

答案　C

探究三、物质变化过程中化学键的变化

【合作交流】

1．有化学键断裂的过程一定是化学反应吗？

提示　不一定。

如NaCl受热熔化断裂离子键，HCl溶于水断裂共价键，但都不是化学变化。

2．有化学键形成的过程一定是化学反应吗？

提示　不一定。

如从水溶液中结晶形成离子化合物时有离子键形成，但这个过程是物理变化。

【点拨提升】

1．化学反应的本质

一个化学反应过程，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。

如化学反应：

H2＋Cl2

2HCl。

实质：

旧键断裂：

H—H―→H＋H（吸收能量）

Cl—Cl―→Cl＋Cl（吸收能量）

新键的形成：

H＋Cl―→H—Cl（放出能量）

2．化学键的破坏

（1）化学反应过程中，反应物中的化学键被破坏。

（2）离子化合物的溶解或熔化过程。

离子化合物

电离

阴、阳离子

（3）共价化合物的溶解或熔化过程。

①溶解过程：

能与水反应的共价化合物

共价键被破坏

属于共价化合物的电解质

共价键断裂生成阴、阳离子

部分非电解质

共价键不被破坏

②熔化：

（4）单质的熔化或溶解过程。

①由分子构成的固体单质，如I2的升华、P4的熔化只破坏分子间作用力，而不破坏化学键。

②由原子构成的单质，如金刚石、晶体硅，熔化时破坏共价键。

③对于某些活泼的非金属单质，溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如Cl2、F2等。

【典题例证3】　在下列变化①I2升华，②烧碱熔化，③NaCl溶于水，④HCl溶于水，⑤O2溶于水，⑥Na2O2溶于水中，未发生化学键破坏的是________；仅发生离子键破坏的是________；仅发生共价键破坏的是________；既发生离子键破坏，又发生共价键破坏的是________。

解析　I2和O2是单质，在存在形式变化过程中未破坏化学键，NaCl是离子化合物，HCl是共价化合物，NaOH和Na2O2既含共价键又含离子键，但NaOH熔化时只破坏离子键，而Na2O2溶于水发生了化学反应既破坏了离子键又破坏了共价键。

答案　①⑤　②③　④　⑥

【学以致用3】　在下列变化过程中，属于“破坏极性键和非极性键→形成极性键和非极性键”过程的是（　　）

A．冰→水→水蒸气→H2和O2

B．2Na＋Cl2===2NaCl

C．2H2＋O2

2H2O

D．2H2O2

2H2O＋O2↑

答案　D

1．关于离子键、共价键的各种叙述中，下列说法中正确的是（　　）

A．在离子化合物中，只存在离子键，没有共价键

B．非极性键只存在于双原子的单质分子中

C．在共价化合物分子内，一定不存在离子键

D．由不同元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键

解析　在复杂的离子化合物如氢氧化钠中既存在离子键又存在共价键，A错误；复杂的离子化合物如过氧化钠中也存在非极性键，B错误；C正确；在H2O2中既存在极性键又存在非极性键，D错误。

答案　C

2．下列变化过程中，原物质分子内共价键被破坏，同时有离子键形成的是（　　）

A．盐酸和NaOH溶液混合

B．氯化氢溶于水

C．溴化氢气体与氨气相遇反应

D．锌和稀硫酸反应

解析　盐酸和NaOH反应生成氯化钠和水，没有共价键的破坏，A错误；氯化氢溶于水发生电离，只有共价键的破坏，B错误；溴化氢气体与氨气相遇，反应生成溴化铵，HBr中共价键被破坏，生成溴化铵时有离子键形成，C正确；反应生成硫酸锌和氢气，没有共价键的破坏，D错误。

答案　C

3．下列叙述正确的是（　　）

A．离子键只存在于金属阳离子与酸根阴离子之间

B．两种非金属元素形成AB型化合物，它一定含共价键

C．物质中化学键破坏了，一定发生化学变化

D．化学键类型由元素类别决定

解析　氧化钠、氯化铵等都含有离子键，A项错误；非金属原子之间形成的化学键一定是共价键，注意氯化铵之间的离子键属于铵根离子与氯离子之间的作用力，不属于原子之间作用力，B项正确；物质中有旧化学键断裂，同时有新化学键形成的变化才是化学变化，而像氯化钠熔化、氢氧化钠溶于水等都不是化学变化，C项错误；离子化合物不一定含金属元素，如铵盐，含金属元素的化合物不一定是离子化合物，如氯化铝，D项错误。

答案　B

4．下列电子式或用电子式表示化合物形成过程正确的是

（　　）

解析　正确写法应为[

]＋，A错误；氯原子最外层电子没写全，B错误；生成物中的2个[

]－要分开写在Mg2＋的两侧，不能合并写，C错误；符合电子式的书写要求，D正确。

答案　D

5．现有下列物质：

①Cl2　②Na2O2　③NaOH　④HCl

⑤H2O2　⑥MgF2　⑦NH4Cl

（1）只由离子键构成的物质是________。

（2）只由极性键构成的物质是________。

（3）只由非极性键构成的物质是________。

（4）只由非金属元素组成的离子化合物是________。

（5）由极性键和非极性键构成的物质是________。

（6）由离子键和极性键构成的物质是________。

（7）由离子键和非极性键构成的物质是________。

（8）属于离子化合物的物质是________。

（9）属于共价化合物的物质是________。

答案　

（1）⑥　

（2）④　（3）①　（4）⑦　（5）⑤　（6）③⑦　（7）②　（8）②③⑥⑦　（9）④⑤

课时作业

1．下列不是离子化合物的是（　　）

解析　非金属氧化物不是离子化合物，选B。

答案　B

2．下列化合物电子式书写正确的是（　　）

答案　D

3．下列有关化学键的叙述，正确的是（　　）

A．离子化合物中一定含有离子键

B．单质分子中均不存在化学键

C．含有极性键的分子中一定不含非极性键

D．含有共价键的化合物一定是共价化合物

解析　特别注意：

离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中一定含有共价键；含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定为共价化合物，如NaOH、NH4Cl等，A正确，D错误；化学键既可以存在于化合物中，也可以存在于双原子或多原子的单质分子中，如O2、O3，B错误；极性键和非极性键可以共存于同一分子中，如H2O2，C错误。

答案　A

4．下列物质中，既含有离子键，又含有非极性共价键的是（　　）

A．Na2O2B．CaCl2

C．NaOHD．NH4Cl

解析　Na2O2含离子键和O—O非极性共价键，A正确；CaCl2只含离子键，B错误；NaOH中含离子键和O—H极性共价键，C错误；NH4Cl中含离子键和N—H极性共价键，D错误。

答案　A

5．下列关于共价键的叙述中正确的是（　　）

A．只有不同种元素的原子之间才能形成共价键

B．由A失去电子，B接受电子的过程形成了共价键

C．原子核外有几个电子就一定能形成几个共价键

D．共用电子对必然偏向吸引电子能力强的一方

解析　同种元素和不同种元素之间都可形成共价键，前者形成非极性共价键，后者形成极性共价键。

共价键是指成键双方原子各提供电子形成共用电子对，从而形成共价键，没有电子转移。

原子能形成的共价键的个数与最外层电子数有关，如P元素原子核外有15个电子，最外层有5个电子，可形成3个共价键，如PCl3。

由于原子吸引电子的能力不同，所以共用电子对会发生偏移，偏向吸引电子能力强的一方。

答案　D

6．下列哪一组元素的原子间反应容易形成离子键（　　）

原子

a

b

c

d

e

f

g

M层电子数

1

2

3

4

5

6

7

①a和c　②a和f　③d和g　④b和g

A．①②　　　B．②④

C．②③　　　D．③④

解析　由原子a～g的M层电子数可知，M层即为原子的最外层，a～g均为第三周期元素，a、b均为活泼的金属元素，f、g均为活泼的非金属元素，所以a与f、b与g形成的化学键为离子键，B正确。

答案　B

7．下列关于化学键和化合物的说法中正确的是（　　）

A．两种元素组成的分子中一定只有极性键

B．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物

C．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物

D．含有阴离子的化合物一定含有阳离子

解析　两种元素组成的分子中一定有极性键，也可能有非极性键，如H2O2，A错误；金属元素和非金属元素形成的化合物也可能是共价化合物，如AlCl3，B错误；非金属元素组成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl，C错误。

答案　D

8．现有如下说法：

①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合

②金属和非金属化合形成离子键

③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引

④根据电离方程式：

HCl===H＋＋Cl－，可判断HCl分子里存在离子键

⑤H2和Cl2的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl，而后H、Cl形成离子键

上述各种说法正确的是（　　）

A．①②⑤正确B．都不正确

C．④正确，其他不正确D．仅①不正确

解析　水中存在分子内的H、O原子之间的相互作用，但存在分子间的H、O原子间的相互作用，而化学键只指分子内相邻原子间强烈的相互作用，故①叙述不正确。

离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间，只是活泼金属和活泼非金属化合时，才可形成离子键，故②叙述不正确。

在离子化合物中，阴、阳离子间存在相互作用，但不单指吸引力还有相互排斥力，故③叙述不正确。

HCl分子中不存在离子，它属于共价化合物，分子中没有离子键，故④叙述不正确。

化学反应的本质是旧键断裂、新键形成的过程，但HCl中存在的是共价键而非离子键，故⑤不正确。

答案　B

9．图形因表达准确且信息量大而得到广泛应用。

请根据所给图形回答下列问题：

（1）如下图表示容器中气体粒子的示意图，图中“●”和“○”分别代表不同元素的原子，它们的结合体代表分子，则图中可表示氮气的是（填字母，下同）__________，含__________（填“极性”或“非极性”）共价键，可表示氯化氢（HCl）分子的是__________，含有__________（填“极性”或“非极性”）共价键，可表示一氧化碳和氧气的混合气体的__________。

（2）下图是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得信息不正确的是__________。

A．生成1molO2需断开4molH－O共价键

B．水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2∶1

C．水分解过程中，分子的种类不变

D．水分解过程中，原子的数目不变

解析　

（1）由图形可知，A中不存在共价键；B中只存在极性共价键；C中存在极性共价键和非极性共价键；D中只存在非极性共价键。

（2）在水分解的过程中，发生了旧键的断裂和新键的形成，属于化学变化，由H2O生成O2与H2，分子的种类和数目发生了变化，但原子的种类和数目不变。

答案　

（1）D　非极性　B　极性　C　

（2）C

10．下面是同学们熟悉的物质：

①O2　②金刚石　③NaBr　④H2SO4　⑤Na2CO3

⑥NH4Cl　⑦NaHSO4　⑧Ne　⑨Na2O2　⑩NaOH

（1）这些物质中，只含有共价键的是________________（填序号，下同）；只含有离子键的是________；既含有共价键又含有离子键的是______________；不存在化学键的是________________________________________________________________________。

（2）属于共价化合物的是________；属于离子化合物的是________。

（3）将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的________，写出其电离方程式________________________________________________________________________；

NaHSO4在熔融状态下电离，破坏了________，写出其电离方程式________________________________________________________________________。

解析　O2、金刚石中只含有共价键；H2SO4只含有共价键，是共价化合物；NaBr中只含有离子键，是离子化合物；Na2CO3、NH4Cl、NaHSO4、Na2O2、NaOH中都是既含有离子键又含有共价键的离子化合物；稀有气体Ne是单原子分子，不含任何化学键。

NaHSO4溶于水电离时，Na＋与HSO

之间的离子键被破坏，HSO

中H＋与SO

之间的共价键也被破坏；而在熔融状态电离时只破坏离子键。

答案　

（1）①②④　③　⑤⑥⑦⑨⑩　⑧

（2）④　③⑤⑥⑦⑨⑩

（3）离子键和共价键　NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

　离子键　NaHSO4===Na＋＋HS