上海高一化学同步讲义 第11讲 离子键.docx
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上海高一化学同步讲义第11讲离子键
第11讲离子键
一、知识梳理:
(一)原子趋向稳定的途径
为了让原子趋向稳定,必须使其在结构上发生变化,根据稀有气体的原子结构特点,其最外层电子达到8个电子(若只有l层的话,达到2个电子),所以对应的原子或得到电子或失去电子就可以成为稳定的结构,这种情况存在于活泼的金属原子(最外层电子少,易失去)和活泼的非金属原子之间(最外层电子多,得到少数电子就可成为稳定结构)。
这是学生容易理解的,像NaCl的形成。
然而,对于非金属元素的原子间,若要趋向稳定的结构,都“期望”得到电子,唯一的办法就是通过电子的共用达到成为稳定结构的目的。
像HC1,CO2等。
当然,由于不同的非金属元素得电子能力是不同的,所以共用的电子可能会造成稍有偏向,这就造成了这些物质中元素有不同的化合价,HC1中H为+1价,Cl为-1价。
(二)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叫做离子键。
【注意】
(1)“静电作用”包括静电吸引力和排斥力。
如:
阴离子的负电荷与阳离子的正电荷的吸引力,一种离子的核电荷吸引另一种离子的核外电子;两种离子的核外电子与核外电子及核与核之间都有排斥力,当吸引与排斥达到平衡时,即形成了离子键。
(2)由于离子键是吸引与排斥的平衡,所以阴、阳离子间不能无限地靠近,也不能相距很远,两者之间的距离称为核间距。
当离子晶体熔化或溶于水时,离子键被破坏,这时离子可以自由移动,离子之间应该保持的距离也被破坏了。
2.离子键的形成条件
【注意】
(1)活泼金属元素(Li、Na、K、Mg、Ca、Ba等)的单质在反应中容易失去电子形成阳离子;活泼的非金属元素(如F、O、Cl、Br、I、S等)的单质在反应中容易获得电子形成阴离子,它们之间形成离子键。
但有些金属元素与非金属元素形成的化学键不是离子键,而是共价键,如AlCl3中铝与氯之间的化学键是共价键。
(2)金属阳离子或NH4+与某些带电的原子团(如OH-、SO42-、CO32-、NO3-、O22-等)也是形成离子键。
(3)活泼的金属(如K、Na、Ca、Ba等)与H2反应生成的KH、NaH、CaH2中,金属阳离子与H-也形成离子键。
3.离子键的特征
既无方向性又无饱和性。
因为离子是球形对称的,只要空间条件许可,它可以从不同方向同时吸引几个带相反电荷的离子。
如在CsCl晶体中,一个Cs+同时吸引8个Cl-,一个C1-也同时吸引8个Cs+。
4.影响离子键强弱的因素
(1)离子电荷(主要因素):
离子电荷越多,作用越强。
(2)离子半径(次要因素):
离子半径越小,作用越强。
(3)离子的极化程度(次要因素,在高中阶段一般忽略不计)。
5.电子式的书写
(1)原子的电子式:
在元素符号周围点出最外层电子数。
如:
H•
Na••Mg••Ca•
氢原子氯原子氧原子钠原子镁原子钙原子
(2)离子的电子式
阳离子的电子式就是阳离子符号。
如Mg2+、Al3+等。
阴离子的电子式,点出阴离子最外层电子,并用“[]”括上。
如
原子团的电子式:
OH-的电子式为
(3)非金属单质的电子式:
N2:
Cl2:
H2:
H:
H
(4)离子化合物的电子式,就是阴、阳离子的电子式组成。
如
NaCl:
Na+
MgBr2:
-Mg2+
(5)共价化合物的电子式,要考虑成键的原子的最外层电子及由多少对共用电子才能形成8电子(或2电子)的稳定结构。
如NH3的电子式为
(三)离子的结构特征
1.电子层结构:
绝大多数单核离子是饱和的,如:
F-、S2-、Cl-、Na+、Mg2+、Al3+等,有少数是不饱和的,如Fe2+等。
2.所带电荷:
阴离子带负电荷,阳离子带正电荷。
电荷数是由形成离子时所得、失电子数决定的。
3.离子半径
影响离子半径的因素主要有三个方面:
①电子层数;②核电荷数;③核外电子数
(1)阳离子半径小于相应的原子半径,阴离子半径大于相应的原子半径。
如r(Al3+)
(2)电子层数越多离子半径越大。
如r(Li+) (3)具有相同电子层结构的离子,随核电荷数的增加逐渐减小。 如r(S2-)>r(C1-)>r(K+)>r(Ca2+)。 (4)高价阳离子半径小于低价阳离子半径,如r(Fe3+) (四)离子化合物 1.离子化合物的概念: 由离子键形成的化合物一定是离子化合物(或由离子构成的化合物)。 如强碱、大多数的盐、活泼金属的氧化物。 2.离子化合物的构成微粒: 阳离子、阴离子 3.离子化合物中存在的作用力: 一定存在离子键,可能有共价键(包括极性共价键和非极性共价键)。 如NaOH中Na+与OH-靠离子键结合,而OH-中O原子与H原子靠共价键结合。 4.离子化合物的特征: (1)离子化合物在气化成气态时,以分子形式存在,但在常温下,离子化合物总是以固态形式存在。 所以,离子化合物在固态时无“分子式”,只有“化学式”。 (2)一般来说,离子化合物在水溶液中和熔化状态下(受热易分解的离子化合物除外)均能产生自由移动的离子,所以均能导电,而离子化合物若以固态形式存在时,尽管有阴、阳离子,但它们只被局限在一定空间振动,不存在自由移动的离子,所以,离子化合物在固态时不导电。 (3)离子化合物(离子晶体)的熔沸点、硬度一般较高。 5.用电子式表示离子化合物的形成过程 NaCl的形成过程: MgBr2的形成过程: Na2O2的形成过程: 二、例题分析: 例l下列叙述中正确的是() (A)两种非金属原子间不可能形成离子键 (B)非金属原子间不可能形成离子化合物 (C)离子化合物中所有离子均满足8电子稳定结构 (D)简单阴离子半径比简单阳离子半径大 例2以下各组两种元素的原子,能形成离子键的是() (A)镁和氧(B)碳和氯(C)氢和氟(D)钾和氯 例3下列电子式中错误的是() (A)钠离子: Na+(B)氢氧根离子: (C)次氯酸: (D)过氧化钠: Na+ Na+ 例4有A、B、C、D四种元素,A、B的阳离子与C、D的阴离子具有相同的电子层结构,Am+、Bn+中m 则四种元素离子半径大小关系是() (A)Am+>Bn+>Cx->Dy-(B)Dy->Cx->Bn+>Am+ (C)Cx->Dy->Am+>Bn+(D)Cx->Dy->Bn+>Am+ 例5以下关于离子化合物的说法正确的是() (A)离子化合物由阴、阳离子构成(B)离子化合物的化学式代表它的分子组成 (C)离子化合物在固态或液态时都能导电(D)离子化合物熔融时离子键没有破坏 例5以下属于离子化合物特性的是() (A)熔、沸点高(B)水溶液一定具有良好导电性(C)常温下可以为液态(D)熔融液能导电 例6与Ne的核外电子排布相同的离子跟与Ar的核外电子排布相同的离子所形成的化合物是() A.MgBr2B.Na2SC.CCl4D.KF 例7下列离子化合物中,阴、阳离子间距离最大的是() A.LiClB.NaClC.KClD.KBr 例8下列性质中,可以证明某物质内一定存在离子键的是() (A)晶体具有较高的熔点和沸点(B)由活泼金属和活泼非金属组成的化合物 (C)其水溶液可以导电(D)熔融状态下能导电 例9S2-,Cl-,K+,Ca2+的电子层结构与何种原子相同? 半径从小到大如何排列? 写出与Ne具有相同电子层结构的离子符号(阴、阳离子各写1个)。 例10硫化钾(K2S)是一种离子化合物,为什么晶体K2S不能导电,而其水溶液能导电? 用电子式写出K2S的形成过程。 例11根据所学有关离子化合物的性质,推断CaCl2有哪些性质? 例12金属锂(3Li)和非金属氟(9F)反应生成化合物氟化锂。 (1)画出锂原子和氟原子的原子结构简图。 (2)锂原子和氟原子接触,它们分别怎样变化才能成为稳定结构? (3)试画出锂和氟气反应生成化合物的电子式。 (4)写出锂和氟气反应的化学方程式,并指出生成物的结构类型。 例13现有A、B、C、D、E五种元素,A的原子核中没有中子;B、C元素原子的电子层数相同,C的原子半径较小,B、C的质子数之和为27,质子数之差为5;0.96gD的单质跟足量的盐酸反应,生成D3+和1.2L(标准 状况)氢气;E和C能形成E2C型离子化合物,且E、C两元素的简单离子具有相同电子层结构。 回答: (1)元素符号: A__________,B__________,C__________,D__________,E__________。 (2)D写盐酸反应的离子方程式__________________________________。 (3)用电子式表示C与E形成E2C的过程__________________________________。 例14下列性质中,可以证明某化合物中一定存在离子键的是() (A)可溶于水(B)具有较高的熔点(C)水溶液一定能够导电(D)熔融状态能够导电 例15活泼金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是() ①高沸点②能溶于水③水溶液能导电④低熔点⑤熔融状态不导电 (A)①②③(B)③④⑤(C)①④⑤(D)②③⑤ 例16下列各化合物中的阳离子半径与阴离子半径之比值最大的是() A.KFB.MgCl2(C)CaBr2D.NaF 三、课堂练习: 1.下列化合物中,只含离子键的是() A.HClB.NaFC.CO2D.SiO2 2.列化合物中,属于离子化合物的是() A.H2OB.NH3C.K2SD.H2SO4 3.下列各物质中,熔点较高的是() A.NaClB.HClC.HFD.SO2 4.下列各化合物中,熔融状态下易导电的是() A.CuCl2B.MgCl2C.H2SO4D.C8H18 5.报据下列各物质的沸点,推测其中不属于离子化合物的物质是() A B C D 化合物 CaCl2 KC1 AlCl3 MgCl2 沸点(℃) 1940 1437 181 1412 A.CaCl2B.KClC.AlCl3D.MgCl2 6.下列各化合物中,不可能存在离子键的是() A.碱B.碱性氧化物C.盐D.无氧酸 7.某离子化合物X2Y,其阳离子与阴离子的电子层结构都跟氖原子相同,该离子化合物是() A.K2OB.Na2OC.Na2SD.K2S 8.跟硫化钠中阳离子与阴离子核外电子层排布都相同的化合物是() A.氧化钠B.氯化镁C.氧化镁D.硫化钾 9.下列各离子化合物中,阳离子与阴离子的核间距离(即看作阳离子与阴离子的半径之和)最大的是() A.氯化锂B.溴化钠C.氯化钾D.溴化钾 10.氢化钠(NaH)是离子化合物,关于NaH的下列叙述中,错误的是() A.NaH中氢显-1价,是带1个单位负电荷的阴离子 B.NaH中钠离子核外共有10个电子 C.NaH中氢离子的电子层结构与氦原子相同 D.NaH中氢离子半径小于锂离子半径 11.物质的下列性质中,可以证明某化合物中一定存在离子键的是() A.可溶于水
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