必修2第一章第三节化学键离子键共价键.docx

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必修2第一章第三节化学键离子键共价键

必修2第一章第三节化学键离子键共价键

从元素周期表我们可以看出，到目前为止，已经发现了一百多元素，元素原子可以相互碰撞形成分子，那是不是所有的原子都可以相互碰撞形成新的物质呢？

学生举例说明

以上例子可知，原子和原子相遇时，有的能够反应有的不能反应。

在能够组合的原子之间一定存在某种力的作用，比如说，苹果能掉在地上因为有万有引力的存在。

对于微观世界里的物质来说也是一样，也存在力的作用。

元素的原子通过什么作用形成物质的呢？

这就是化学键，也是我们这节要学习的内容。

第三节化学键

根据原子和原子相互作用的实质不同，我们可以将化学键分为离子键、共价键、金属键等不同种类。

首先我们来学习离子键。

一、离子键

【观看】氯化钠样品和氯化钠晶体结构示意图

【思考与交流】氯原子和钠原子为什么能自动结合形成稳定的氯化钠呢？

下面我们带着这个问题来看氯化钠的形成。

【实验】钠在氯气中燃烧

取一块绿豆大小的金属钠（切去氧化层），再用滤纸吸干上面煤油，放在石棉网上，用酒精灯微热，待钠熔化成球状时，将盛有氯气的集气瓶倒扣在钠的上方。

现象：

钠燃烧、集气瓶内大量白色烟

方程式：

2Na+Cl2

2NaCl

从宏观上讲钠在氯气中燃烧，生成新的物质氯化钠，若从微观角度考虑，又该如何解释呢？

在加热的情况下氯气分子先被破坏成氯原子，氯原子在和钠原子组合生成新的物质。

那么氯原子和钠原子又是以怎样方式结合在一起的？

他们之间存在什么样的作用力？

NaCl的微观形成过程如下

钠与氯气反应时，由于钠的金属性很强，在反应中容易失去一个电子而形8电子稳定结构；而氯的非金属性很强，在反应中容易得到一个电子而形成8电子稳定结构。

当钠原子和氯原子相遇时，钠原子最外层的一个电子转移到氯原子的最外层上，使钠原子和氯原子分别形成了带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子。

因此离子通过静电作用，形成了离子化合物。

我们把阴阳离子结合形成化合物时的这种静电的作用，叫作离子键。

1.定义：

阴阳离子结合形成化合物时的这种静电的作用，叫作离子键。

从定义上分析离子键形成的条件和构成粒子

（1）、成键粒子：

阴阳离子

（2）、成键性质：

静电作用（静电引力和斥力）

【思考与交流】在氯化钠晶体中，Na+和Cl-间存在哪些力？

Na+离子和Cl-离子原子核和核外电子之间的静电相互吸引作用

阴阳离子间电子与电子、原子核与原子核间的相互排斥作用，当阴阳离子接近到某一定距离时，吸引和排斥作用达到平衡，阴阳离子间形成稳定的化学键。

2、形成条件：

活泼金属MMn+

化合

离子键

活泼非金属XXm-

原子形成离子键以后离子间吸引和排斥作用达到平衡，成键后体系能量降低。

3.离子键的实质：

阴阳离子间的静电吸引和静电排斥。

由离子键构成的化合物叫做离子化合物，所以一般离子化合物都很稳定。

【提问】要想形成离子键、就必须有能提供阴、阳离子的物质，那么哪些物质能提供阴、阳离子呢？

【小结】

（1）活泼的金属元素（IA，IIA）和活泼的非金属元素（VIA，VIIA）之间的化合物。

（2）活泼的金属元素和酸根离子形成的盐

（3）铵盐子和酸根离子（或活泼非金属元素）形成的盐。

补充：

不是只有活泼的金属元素和活泼的非金属元素之间的化合才能形成离子键，如铵离子与氯离子也能形成离子键、钠离子与硫酸根离子也能形成离子键。

含有离子键的化合物就是我们初中所学过的离子化合物。

大多数的盐、碱、低价金属氧化物都属于离子化合物，所以它们都含有离子键。

【提问】

（1）所有金属和非金属化合都能形成离子键吗？

举例说明。

AlCl3、AlBr3、AlI3化合物中，铝与氯之间所形成的并非离子键，均不是离子化合物

（2）所有非金属化合都不能形成离子键吗？

举例说明。

NH4Cl、NH4Br等化合物。

NH4＋、CO32―、SO42―、OH―等原子团也能与活泼的非金属或金属元素形成离子键。

强碱与大多数盐都存在离子键。

【思考与交流】Cl―和Na＋通过离子键形成离子化合物NaCl，那么NaCl晶体到底是不是由NaCl分子构成的呢？

在NaCl晶体中不存在NaCl分子，只有在蒸气状态时才有NaCl分子

在NaCl晶体中，每个Na+同时吸引着6个Cl-，每个Cl-也同时吸引着6个Na+，Na+和Cl-以离子键相结合，构成晶体的粒子是离子，不存在单个的NaCl分子，晶体里阴阳离子个数比是1：

1，所以NaCl表示离子晶体中离子个数比的化学式，而不是表示分子组成的分子式

由于在化学反应中，一般是原子的最外层电子发学生变化，为了分析化学反应的实质的方便，我们引进只表示元素原子最外层电子的一个式子——电子式。

二、电子式

在元素符号的周围用小黑点（或×）来表示原子最外层电子的式子叫电子式。

如Na、Mg、Cl、O的电子式我们可分别表示为：

【板书】1、表示原子

Na××MgוCl•O•

【练习】AlSiPSH

习惯上，写的时候要求对称。

电子式同样可以用来表示阴阳离子，例如

2、表示简单离子：

①.电子式最外层电子数用•（或×）表示；

②.阴离子的电子式不但要画出最外层电子数，还应用[]括起来，并在右上角标出“n-”电荷字样；

③.阳离子不要画出最外层电子数，只需标出所带的电荷数

例：

阳离子：

Na+Mg2+Al3+

阴离子：

[∶S∶]2-[∶Cl∶]-[∶O∶]2-

【练习】Ca2+Br-K+F–

3、表示离子化合物NaFMgOKCl

Na+[∶F∶]-Mg2+[∶O∶]2-Mg2+K+[∶Cl∶]-

【练习】KBrNaCl

【提问]对于象MgCl2、Na2O之类的化合物应该如何用电子式来表示呢？

书写离子化合物的电子式时，相同离子不能合并,且一般对称排列.

【讲解】对于以上我们所学习的电子式的表示是为了表示离子化合物的形成过程。

4、.表示离子化合物的形成过程

①反应物要用原子的电子式表示，而不是用分子式或分子的电子式表示；

学生成物中“同类项”，只能分写，不能合并。

②箭头表示电子转移情况，可不采用

③离子化合物形成符合质量守恒定律，连接反应物和学生成物一般用“→”不用“====”。

【练习】用电子式表示MgO和K2S的形成过程

【小结】本节课我们主要学习了化学键中的离子键及电子式的有关知识。

知道离子键是阴、阳离子之间的静电作用，电子式不仅可以用来表示原子、离子，还可以用来表示物质分子及化合物的形成过程。

复习上节所学离子键，原子、离子、分子的电子式以及离子化合物的形成过程的书写。

我们知道钠在氯气中燃烧学生成氯化钠分子，它是由钠离子和氯离子间的静电作用形成的。

那我们在初中学习过的共价化合物HCl的形成和NaCl一样吗？

H2和Cl2在点燃或光照的情况下，H2和Cl2分子被破坏成原子，当氢原子和氯原子相遇时是通过什么样的方式结合在一起的呢，是通过阴阳离子间静电作用结合在一起的吗？

【回答】不能，因非金属元素的原子均有获得电子的倾向。

【讲解】氢原子最外层有一个电子要达到稳定结构就需要得到一个电子，氯原子最外有7个电子要达到8电子稳定结构需要得到一个电子，两原子各提供一个电子形成共用电子对，两原子都可以达到稳定结构象氯化氢分子这样，原子间通过共用电子对所形成的相互作用就叫做共价键。

二、共价键

1、定义：

原子间通过共用电子对所形成的相互作用。

让我们进一步深入的对概念进行一下剖析

2、成键粒子：

原子

3、成键作用：

共用电子对间的相互作用

那么什么样的元素原子之间能够形成共用电子对呢？

（对照离子键形成的条件）

得失电子能力较强的形成离子键，得失电子能力较差的一般形成共用电子对，这也就说明了形成共价键的条件。

4、成键条件：

同种或不同种非金属元素原子结合；以及部分金属元素元素原子与非金属元素原子，如AlCl3、FeCl3；

像HCl这样以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。

【提问】还有哪些是共价化合物呢？

举例说明。

刚才我们所举例的化合物都符合我们所说的共价化合物的形成条件，那是不是所有的由非金属元素原子组成的化合物都是共价化合物呢？

像NH4Cl，（NH4）2SO4由非金属组成，但是是离子化合物。

NH4+我们把它当作金属离子。

那么共价间存在在哪里呢？

5、存在：

（1）非金属单质

（2）原子团

（3）气态氢化物，酸分子，非金属氧化物，大多数有机物

共价键是在分子、原子、原子团中，相邻两个或多个原子通过共用电子对（电子云重叠）所形成的相互作用，参与成键的原子各自提供未成对的价电子形成共用电子对，这一对电子同时围绕成键的两原子核运动，并在原子核间出现的几率最大，通过这样的共用电子对与原子核间的相互作用，形成了稳定的共价键。

在HCl分子中，由于Cl对电子对的吸引力比H稍强，所以，电子对偏向氯一方，即氯略显负电性，H略显正电性，但作为整体仍显电中性，以上过程用电子式表示如下：

6、共价键的表示方法：

在HCl分子中，共用电子对仅发生偏移，没有发生电子转移，并未形成阴阳离子。

因而，书写共价化合物的电子式时不能标电荷，在用电子式表示共价化合物时，首先需要分析所涉及的原子最外层有几个电子，需共用几对电子，才能形成稳定的结构，再根据分析结果进行书写。

【练习】1、用电子式表示下列物质：

O2、N2、OH―、H2O

2、用电子式表示下列共价化合物的形成过程CO2、CH4、NH3

在HF分子中，F原子吸引电子的能力强于H原子，电子对偏向于F原子方向，即F原子带部分负电荷，H原子带部分正电荷，整个分子显中性，在HF的形成过程中并没有电子的得失，也未形成阴阳离子，所以书写共价化合物的电子式不能标电荷。

【小结】在书写电子式时要注意：

1.电子对共用不归属于成键其中任何一个原子，不能像离子化合物一样用[]

2.不能用“→”表示电子的转移。

【思考与交流】根据H2、Cl2、O2的电子式思考为什么H2、Cl2、O2是双原子分子，而稀有气体为单原子分子？

（从电子式的角度考虑）

因为H、Cl、O、N两两结合才能形成稳定结构，而构成稀有气体的原子本身就具有稳定结构

在化学上，我们常用一根短线来表示一对共用电子，这样得到的式子又叫结构式。

【练习】用结构式表示：

N2、CH4、NH3、CO2、HCl、HClO

7、共价键的种类：

（1）非极性键：

电子对处在成键原子中间；

（2）极性键：

电子对偏向于成键原子其中一方。

【练习】判断Cl2、N2、HCl、NH3、NaOH、H2O2分子中共价键的极性。

【小结】这节课我们主要介绍了共价键饿相关知识，共价化合物的电子式、形成过程，共价键的分类，我们要能够判断出极性键、非极性键。

【随堂练习】

1.下列说法中正确的是--------------------------------------------------------（AD）

A.含有离子键的化合物必是离子化合物B.具有共价键的化合物就是共价化合物

C.共价化合物可能含离子键D.离子化合物中可能含有共价键

2.下列物质中含有共价键的离子化合物是----------------------------------------（A）

A.Ba（OH）2B.CaCl2C.H2OD.H2

3.下列物质的电子式书写正确的是----------------------------------------------（C）

4.下列物质中，含有非极性键的离子化合物是（D）

A.CaCl2B.Ba（OH）2C.H2O2D.Na2O2

5．下列化合物中，只存在离子键的是（C）

A.NaOHB.CO2C.NaClD.HCl

6．通常情况下极易溶于水的气体是（C）

A.CH4B.O2C.HClD.Cl2

7.下列过程中共价键被破坏的是（D）

A.碘升华B.溴蒸气被木炭吸附C.酒精溶于水D.HCl气体溶于水

8.下列电子式书写错误的是（C）

9.下列各组物质按沸点由低到高的顺序排列：

①H2O、H2S、H2Se、H2Te：

H2S、H2Se、H2Te、H2O；

②HF、HCl、HBr、HI：

HCl、HBr、HI、HF；

③CH4、SiH4、GeH4、SnH4：

CH4、SiH4、GeH4、SnH4。

10.下列物质中：

①CO2②H2O③CH4④N2⑤P4⑥H2S⑦C2H2⑧NH3

（1）属于非极性分子的有：

①③④⑤⑦；

（2）含有极性键的非极性分子有：

①③⑦。

11.下列分子中所有原子都能满足最外层为8电子结构的是（C）

A.BF3B.H2OC.SiCl4D.PCl5

12.下列各组物质中，化学键类型都相同的是（C）

A.HCl与NaOHB.H2S与MgSC.H2O和CO2D.H2SO4和NaNO3

13.下列化合物中：

①CaCl2②NH4Cl③Cl2④H2O⑤H2SO4⑥NaOH⑦NH3⑧H2O2⑨Na2O2⑩HClO

（1）只含离子键的是①；

（2）只含共价键的是③④⑤⑦⑧⑩；

（3）既含离子键又含共价键的是②⑥⑨；

（3）属于离子化合物的是①②⑥⑨；

（4）属于共价化合物的是④⑤⑦⑧⑩；

（5）含有非极性键的离子化合物是⑨。

【课后作业】

一、选择题

1.具有下列价电子数的原子，最难形成离子的是（B）

A.L层6个B.L层4个C.M层2个D.M层7个

2.XY2是离子化合物，X和Y离子的电子层结构都与氖原子相同，则X、Y为（D）

A.Ca和ClB.K和SC.Ca和FD.Mg和F

3.下列离子化合物中，离子组成与Ne和Ar的电子层结构分别相同的是（A）

A.NaClB.LiIC.NaFD.CsI

4.下列关于离子化合物的叙述正确的是（AC）

A.离子化合物中都含有离子键

B.离子化合物中的阳离子只能是金属离子

C.离子化合物若能溶于水，其水溶液一定可以导电

D.溶于水可以导电的化合物一定是离子化合物

5下列物质中属于离子化合物的是-（A）

A.苛性钠B.碘化氢C.硫酸D.醋酸

6.A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B元素原子核外电子数比A元素总电子数多5个，则A、B可形成（D）

A.共价化合物B2A3B.离子化合物B2A3C.共价化合物B3A2D.离子化合物B3A2

7.下列每组中各物质内既有离子键又有共价键的一组是（C）

A.NaOH、H2SO4、（NH4）2SO4B.MgO、Na2SO4、NH4HCO3

C.Na2O2、KOH、Na2SO4D.HCl、Al2O3、MgCl2

8.下列说法正确的是（D）

A.熔化状态下能导电的物质一定是离子化合物

B.离子化合物不可能只由非金属元素组成

C.离子化合物均能溶于水

D.离子化合物在一定条件下可以转化为分子

9.下列性质中，可以证明某化合物一定存在离子键的是（D）

A.可溶于水B.具有较高熔点C.水溶液能导电D.熔融状态能导电

10.下列4组原子序数的元素，彼此间能形成共价键的是（AC）

A.6和16B.8和13C.15和17D.12和35

11.下列化合物全部以共用电子对成键的是（A）

A.NH3B.Ba（OH）2C.MgCl2D.NH4Cl

12.下列叙述中，不正确的是（B）

A.共价化合物中不可能含有离子键

B.硫酸分子中有H+和SO

两种离子

C.某元素原子的最外层只有一个电子，它跟卤素可能形成离子键，也可能形成共价键

D.离子键和共价键的实质都是电性的相互作用

二、填空题

1.在①CaCl2②KOH③CO2④H2SO4⑤Na2O2⑥Na2S中，只含有离子键的是①⑥_，只含有共价键的是_③④，既含有离子键又含有共价键的是_②⑤_,含有非极性键的是⑤，属于非极性分子的是③。

2.A、B、C三种元素为短周期元素，A元素的阴离子不能被任何氧化剂氧化，则A为F，

1molB单质能从盐酸中置换出3g氢气，此时B转变为与Ne原子具有相同结构的离子，则B元素是Al，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为Al（OH）3；C元素有三个电子层，且最外电子层比L电子层少2个电子，则C元素是S；C与Na反应后生成化合物的化学键是离子键。

3.写出下列粒子的电子式：

（1）氮气NN，

（2）过氧化钠Na＋OONa＋

（3）氯化铵，（4）氯化镁Mg2＋。