高考化学大一轮总复习第五章物质结构元素周期律化学键学案28新人教版.docx
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高考化学大一轮总复习第五章物质结构元素周期律化学键学案28新人教版
学案28 化学键
[考纲要求] 1.了解化学键的定义。
2.了解离子键、共价键的形成。
知识点一 化学键
1.化学键
(1)概念:
________________________,叫做化学键。
(2)类型
根据成键原子间的电子得失或转移可将化学键分为______________和__________。
(3)化学键与化学反应
旧化学键的________和新化学键的________是化学反应的本质,是反应中能量变化的根本。
问题思考
1.
(1)所有物质中都存在化学键吗?
(2)有化学键的断裂或生成就一定是化学反应吗?
2.离子键
(1)定义:
________________________________________________________________________。
(2)形成条件
活泼金属与活泼非金属之间化合时,易形成离子键,如ⅠA族、ⅡA族中的金属与ⅥA族、ⅦA族中的非金属化合时易形成离子键。
(3)离子化合物:
____________________的化合物。
问题思考
2.
(1)形成离子键的静电作用指的是阴、阳离子间的静电吸引吗?
(2)形成离子键的元素一定是金属元素和非金属元素吗?
仅由非金属元素组成的物质中一定不含离子键吗?
3.共价键
(1)共价键
①定义:
原子间通过____________所形成的相互作用(或化学键)。
②形成条件
a.一般________的原子间可形成共价键。
b.某些金属与非金属(特别是不活泼金属与不活泼非金属)原子之间也能形成共价键。
③共价化合物:
___________________________________________________________
的化合物。
(2)共价键的种类
①非极性共价键:
________元素的原子间形成的共价键,共用电子对____偏向任何一个原子,各原子都________,简称________。
②极性共价键:
________元素的原子间形成共价键时,电子对偏向__________的一方,两种原子,一方略显_______________________________________________________,一方略显__________,简称________。
问题思考
3.共价键仅存在于共价化合物中吗?
知识点二 分子间作用力和氢键
1.分子间作用力
(1)定义:
______________________的作用力,又称__________。
(2)特点
①分子间作用力比化学键____得多,它主要影响物质的________、________等物理性质,而化学键主要影响物质的化学性质。
②分子间作用力存在于由共价键形成的多数__________和绝大多数气态、液态、固态非金属________分子之间。
但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质,微粒之间__________分子间作用力。
(3)变化规律
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________,物质的熔、沸点也______。
例如,熔、沸点:
I2____Br2____Cl2____F2。
2.氢键
(1)定义:
分子间存在的一种比分子间作用力________的相互作用。
(2)形成条件
除H外,形成氢键的原子通常是____、____、____。
(3)存在
氢键存在广泛,如蛋白质分子,H2O、NH3、HF等分子之间。
分子间氢键会使物质的熔点和沸点________。
问题思考
4.水分子内H与O之间能形成氢键吗?
5.水的沸点高是氢键所致吗?
水的热稳定性也是氢键所致吗?
知识点三 电子式与结构式
1.电子式
在元素符号周围用________或__________来表示元素原子最外层电子的式子,叫做电子式。
如:
硫原子的电子式______________,氨分子的电子式____________,氢氧根离子的电子式________________,氯化铵的电子式______________。
写离子的电子式,要正确地标出离子所带的电荷,对于阴离子和复杂的阳离子还要加“[ ]”。
问题思考
6.所有物质都能用电子式表示其组成吗?
2.结构式
(1)含义:
用一根短线“—”表示____________,忽略其他电子的式子。
(2)特点:
仅表示成键情况,不代表空间构型,如H2O的结构式可表示为H—O—H或
都行。
一、化学键与物质类别的关系以及对物质性质的影响
1.化学键与物质类别的关系
(1)只含共价键的物质
①________________元素构成的单质,如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。
②__________________元素构成的共价化合物,如HCl、NH3、SiO2、CS2等。
(2)只含有离子键的物质:
__________元素与__________元素形成的化合物,如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。
(3)既含有离子键又含有共价键的物质,如Na2O2、CaC2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。
(4)无化学键的物质:
__________,如氩气、氦气等。
2.离子化合物和共价化合物的判断方法
(1)根据化学键的类型判断
凡含有________键的化合物,一定是离子化合物;只含有________键的化合物,是共价化合物。
(2)根据化合物的类型来判断
大多数________氧化物、强碱和____都属于离子化合物;________氢化物、________氧化物、含氧酸都属于共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断
熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。
熔化状态下能导电的化合物是离子化合物,如NaCl,不导电的化合物是共价化合物,如HCl。
3.化学键对物质性质的影响
(1)对物理性质的影响
金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质,硬度大、熔点高,就是因为其中的共价键很强,破坏时需消耗很多的能量。
NaCl等部分离子化合物,也有很强的离子键,故熔点也较高。
(2)对化学性质的影响
N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2很稳定,H2S、HI等分子中的共价键较弱,故它们受热时易分解。
典例导悟1
化学键使得一百多种元素构成了世界的万事万物。
关于化学键的下列叙述中正确的是( )
A.离子化合物可能含共价键,共价化合物中可以含离子键
B.共价化合物可能含离子键,离子化合物中只含离子键
C.构成单质分子的微粒一定含有化学键
D.在氧化钠中,除氧离子和钠离子的静电吸引作用外,还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用
听课记录:
变式演练1 下列反应过程中,同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是( )
A.NH4Cl
NH3↑+HCl↑
B.NH3+CO2+H2O===NH4HCO3
C.2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
二、8电子结构的判断
判断分子中各原子是否达到8电子的稳定结构,主要方法有两种:
1.经验规律法
凡符合最外层电子数+|化合价|=8的皆为8电子结构。
2.试写结构法
判断某化合物中的某元素最外层是否达到8电子稳定结构,应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断,如:
①H2O,O原子最外层有6个电子,H2O中每个O原子又与两个H原子形成两个共价键,所以H2O中的O原子最外层有6+2=8个电子;但H2O中的H原子最外层有2个电子;②N2,N原子最外层有5个电子,N与N之间形成三个共价键,所以N2中的N原子最外层达到8电子稳定结构。
典例导悟2
含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是( )
A.CH4B.CH2===CH2
C.CO2D.N2
听课记录:
变式演练2 (2011·郑州模拟)下列物质中所有原子均满足最外层8电子稳定结构的化合物是( )
A.PCl5B.P4C.CCl4D.NH3
题组一 离子键与共价键
1.(2010·海南,11)短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大,它们的原子序数之和为20,且Y2-与Z+核外电子层的结构相同。
下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是( )
A.Z2YB.X2Y2C.Z2Y2D.ZYX
2.(2009·北京理综,10)甲、乙、丙、丁4种物质分别含2种或3种元素,它们的分子中各含18个电子。
甲是气态氢化物,在水中分步电离出两种阴离子。
下列推断合理的是( )
A.某钠盐溶液含甲电离出的阴离子,则该溶液显碱性,只能与酸反应
B.乙与氧气的摩尔质量相同,则乙一定含有极性键和非极性键
C.丙中含有第二周期ⅣA族的元素,则丙一定是甲烷的同系物
D.丁和甲中各元素质量比相同,则丁中一定含有-1价的元素
题组二 离子化合物与共价化合物、电子式
3.判断下列说法是否正确
(1)Na2O2的电子式为
( )
(2010·课标全国卷-7A)
(2)PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构( )
(2008·天津理综-10B)
(3)Na2O2为含有非极性键的共价化合物( )
(2006·上海-6B)
(4)四氯化碳的电子式为
( )
(2005·上海-2C)
(5)NH4Cl的电子式为
( )
(2009·江苏-2B)
4.(2008·海南,1)HBr分子的电子式为( )
题组一 电子式的书写及8e-稳定结构的判断
1.下列有关化学用语的说法中不正确的是( )
A.次氯酸的结构式为H—Cl—O
B.—OH与
都表示羟基
C.氯化铵的电子式:
D.乙酸的分子比例模型为
2.(2011·威海联考)下列有关表述错误的是( )
A.IBr的电子式为
B.H2O2的结构式为H—O—O—H
C.HIO各原子都满足8电子结构
D.MgO的形成过程可以表示为
3.下列各图中的大黑点代表原子序数从1~18号元素的原子实(原子实是原子除最外层电子后剩余的部分),小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子,短线代表共价键。
下列各图表示的结构与化学式一定不相符的是( )
A
B
C
D
NH3
C2H2
CCl4
CO2
题组二 分子间作用力、氢键
4.如果取一块冰放在容器里,不断地升高温度,可以实现:
“冰→水→水蒸气→氢气和氧气”的变化,在各步变化时破坏的粒子间的相互作用依次是( )
A.氢键、极性键、非极性键B.氢键、氢键、极性键
C.氢键、氢键、非极性键D.氢键、非极性键、极性键
5.由解放军总装备部军事医学院研究所研制的小分子团水,解决了医务人员工作时的如厕难题。
新型小分子团水,具有饮用量少、渗透力强、生物利用率高、在人体内储存时间长、排放量少的特点。
一次饮用125mL小分子团水,可维持人体6小时正常需水量。
下列关于小分子团水的说法正确的是( )
A.水分子的化学性质改变
B.水分子中氢氧键缩短
C.水分子间的作用力减小
D.水分子间结构、物理性质改变
6.下列事实与氢键有关的是( )
A.水加热到很高的温度都难以分解
B.水结成冰,体系膨胀,密度变小
C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
题组三 化学键与物质类别的关系
7.下列各组化合物中,化学键的类型相同的是( )
A.CaCl2和Na2SB.Na2O和Na2O2
C.CO2和NaClD.HCl和NaOH
8.(2010·新乡调研)下列叙述不正确的是( )
A.活泼金属与活泼非金属化合时,能形成离子键
B.阴、阳离子通过静电引力所形成的化学键叫做离子键
C.离子所带电荷的符号和数目与原子成键时得失电子有关
D.阳离子半径比相应的原子半径小,而阴离子半径比相应的原子半径大
9.下列说法正确的是( )
A.由分子组成的物质中一定存在共价键
B.由非金属组成的化合物一定是共价化合物
C.非极性键只存在于双原子单质分子里
D.两个非金属元素原子间不可能形成离子键
10.几种短周期元素的原子半径及主要化合价见下表:
元素代号
K
L
M
Q
R
T
N
原子半径
/nm
0.183
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
0.152
主要
化合价
+1
+2
+3
+1
+6、
-2
+2
-2
+1
下列叙述正确的是( )
A.K、L、M三元素的金属性逐渐增强
B.在RCl2分子中,各原子均满足8电子的稳定结构
C.Q元素的最高价氧化物为电解质,其水溶液能够导电
D.K在T单质中燃烧所形成的化合物中含有非极性共价键和离子键
11.在下列变化过程中,既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )
A.将SO2通入水中
B.烧碱溶于水
C.将HCl通入水中
D.硫酸氢钠溶于水
12.(2010·哈尔滨调研)固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层结构,则下列有关说法中不正确的是( )
A.1molNH5中含有5NA个
键(NA表示阿伏加德罗常数)
B.NH5中既有共价键又有离子键,是离子化合物
C.NH5的熔沸点高于NH3
D.NH5固体投入少量水中,可产生两种气体
题组四 创新探究
13.有A、B、C、D四种元素,它们的原子序数依次增大,但均小于18,A和B在同一周期,A的电子式为
,B原子L层的电子总数是K层的3倍;0.1molC单质能从酸中置换出2.24L氢气(标准状况),同时它的电子层结构变成与氖原子的电子层结构相同;D离子的半径比C离子的小,D离子与B离子的电子层结构相同。
(1)写出A、B、C、D四种元素的名称:
A________,B________,C________,D________。
(2)D元素在周期表中属第________周期________族。
(3)用电子式表示A的最简单气态氢化物的形成过程:
________________________________________________________________________。
(4)A和B的单质充分反应生成化合物的结构式是____________________________
________________________________________________________________________。
(5)B与C形成的化合物是离子化合物还是共价化合物?
如何证明?
14.A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素,A原子的电子层数与它的核外电子总数相同,A与C、B与D分别为同主族,B和C的最外层电子数之和与E的最外层电子数相同。
A与E形成的化合物的化学式为AE,其分子中含18个电子。
请回答下列问题:
(1)A元素单质的化学式为__________,D元素的原子结构示意图为____________。
(2)由A、B、C三种元素形成的化合物的电子式为________________,这种化合物中所含的化学键类型有___________________________________________________________。
(3)A2B的沸点高于A2D,其原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)B、C、E三种元素形成一种盐,此盐中三种原子个数比为1∶1∶1,在25℃时,将该盐溶于水,测得溶液pH>7,理由是____________________________________________
(用离子方程式表示);将该盐溶液在空气中露置一段时间后(充分光照,不考虑水分的挥发),溶液的pH近似为7,则该过程的总反应方程式为____________________________
________________________________________________________________________。
学案28 化学键
【课前准备区】
知识点一
1.
(1)相邻原子间强烈的相互作用
(2)离子键 共价键(3)断裂 形成
2.
(1)带相反电荷的离子间的相互作用
(3)由离子键构成
3.
(1)①共用电子对 ②a.非金属 ③以共用电子对所形成
(2)①同种 不 不显电性 非极性键
②不同 非金属性强 正电性 负电性 极性键
知识点二
1.
(1)把分子聚集在一起 范德华力
(2)①弱 熔点 沸点
②共价化合物 单质 不存在
(3)越大 越高 > > >
2.
(1)稍强
(2)O F N
(3)升高
知识点三
1.
2.
(1)一对共用电子
问题思考
1.
(1)不是,稀有气体中无化学键。
(2)不一定,如NaCl溶于水,属于物理变化,其中仅有离子键的断裂,而将NaCl蒸发结晶,Na+和Cl-重新形成离子键而成为晶体,也是物理变化,同理,NaCl熔化也是物理变化,其中仅有离子键断裂。
2.
(1)有阴、阳离子间的静电吸引,也有原子核与原子核之间、电子与电子之间的相互排斥。
(2)都不一定,如铵盐全是非金属元素形成的。
3.不是,有些离子化合物如NaOH、Na2O2及NH4Cl等物质中皆存在共价键。
4.氢键可看作一种分子间作用力,应存在于水分子之间,水分子内部的是H—O化学键。
5.沸点高是由于水分子之间存在氢键,分子间作用力大,难于汽化,而稳定性是指H2O分子不易断裂成H、O原子,是由于分子内H、O原子之间较强的共价键所致。
6.不是。
【课堂活动区】
一、1.
(1)①同种非金属 ②不同非金属
(2)活泼非金属 活泼金属 (4)稀有气体
2.
(1)离子 共价
(2)碱性 盐 非金属 非金属
典例导悟
1.D [依据概念分析选项。
含有离子键的化合物是离子化合物,只含共价键的化合物是共价化合物,A项错误,B项错误;稀有气体分子内不含化学键,C项错误;化学键是原子或离子之间的强烈的相互作用,既有静电吸引,又有静电排斥,D项正确。
]
2.C [CH4、CH2===CH2中氢不满足8电子稳定结构,A、B项错;N2中只含有非极性键且为单质,D项错。
]
变式演练
1.D [本题以四个化学反应为载体综合考查了学生对离子键、极性共价键和非极性共价键的认识程度。
A、B中无非极性键的断裂和形成;C中有非极性键(Cl-Cl)的断裂但无非极性键的形成;D中Na2O2既有离子键又有非极性共价键,CO2中有极性共价键,Na2CO3有离子键和极性共价键,O2中有非极性共价键,故选D。
]
2.C [判断原子满足最外层8电子结构的方法为:
最外层电子数+所成价键数=8,故A项、D项错;P4为单质,而非化合物,故B项错;C项中两原子最外层均为8电子稳定结构,C项正确。
]
【课后练习区】
高考集训
1.B [由Y2-与Z+核外电子层的结构相同,可知Y在Z的上一周期,所以Y为氧元素、Z为钠元素,X为氢元素;A选项Na2O只有离子键;B选项H2O2有非极性共价键,也有极性共价键;C选项Na2O2有离子键、非极性共价键,没有极性共价键;D选项NaOH有离子键、极性共价键。
]
2.D [本题考查物质结构知识。
选项A,甲是18电子的氢化物,且其水溶液为二元弱酸,不难得出甲为H2S,其中NaHS溶液中含有HS-、S2-,但NaHS既能与盐酸反应,又能与NaOH反应;选项B,O2的摩尔质量为32g·mol-1,乙的摩尔质量也为32g·mol-1,且含有18个电子,若为N2H4时既含极性键,又含非极性键,但若为CH3OH时,只含有极性键无非极性键;选项C,第二周期第ⅣA族元素为C,如CH3OH符合,但CH3OH不是CH4的同系物;选项D,H2S中元素的质量比为1/16(H/S),H2O2分子中元素的质量比也为1/16(H/O),H2O2中氧元素的价态为-1价,符合。
]
3.
(1)×
解析 Na2O2为离子化合物,电子式为
。
(2)×
解析 PCl3的电子式为
,各原子均已达到最外层8电子稳定结构,BCl3的电子式为
,B原子未达到最外层8电子稳定结构。
(3)×
解析 Na2O2为离子化合物。
(4)×
解析 四氯化碳的电子式应为:
。
(5)×
解析 NH4Cl的电子式应为:
。
4.A [电子式是用“×”或“·”来表示价电子和成键电子的式子,H核外电子层只有一个电子,Br最外层有7个电子能与H形成一个共用电子对,因此A正确。
]
考点集训
1.A
2.C [I、Br最外层均有7个电子,通过共用一对电子即可达到8电子稳定结构,A正确;B正确;HIO的结构与HClO类似,其中I、O两原子的最外层达到8电子稳定结构,H原子最外层只有2个电子,C不正确;D中MgO是离子化合物,正确。
]
3.C
4.B [冰→水→水蒸气之间的转化是物理变化,克服的主要作用力是H2O分子之间的氢键;水蒸气→氢气和氧气的转化是化学变化,克服的主要作用力是H2O分子中的H—O之间的极性键。
]
5.D [水的化学性质、化学键不可能改变,改变的是水分子间结构,使水更易被人体吸收。
水分子间的作用力是不会改变的,仍然是范德华力。
故D项正确。
]
6.B [A、D中应由化学键的键能来说明;C中应由分子间作用力说明。
]
7.A [A项CaCl2和Na2S中都仅含离子键;但B项Na2O中仅含离子键而Na2O2中还含有O-O共价键,C项CO2中仅含共价键而NaCl中仅含离子键,D项HCl中无离子键而NaOH中既有离子键又有共价键。
]
8.B [活泼金属与活泼非金属反应时,金属失去电子形成阳离子,非金属得到电子形成阴离子;阴、阳离子相互作用,形成离子键,阴、阳离子的静电作用包括静电引力和静电斥力;原子失去电子变成阳离子,电子层数变少,半径变小;原子得到电子变成阴离子,电子层数不变,而电子数目增多,排斥作用力增大,半径变大,故答案为B。
]
9.D [由分子组成的物质也可能是稀有气体,稀有气体为单原子分子,不存在化学键,A错;由非金属元素组成的化合物,如NH4Cl则是离子化合物,B错;非极性键不仅存在于双原子单质分子里,也存在于离子化合物(如Na2O2)和多原子共价化合物(如H2O2)中,C错;两个非金属元素原子间不能得失电子形成离子键,只能通过共用电子对形成共价键,D正确。
]
10.D [K、L、M三种元素最外层电子数逐渐增多,原子半径逐渐减小,应都为第三周期元素,则金属性逐渐减弱;R应为第二周期,化合价为+2,则应该是Be,BeCl2中Be原子不满足8e-结构;Q应为S,其最高价氧化物是SO3,是非电解质;T应为氧元素,K为钠元素,燃烧后生成Na2O2,既有非极性共价键又有离子键。
]
11.D 12.A
13.
(1)碳 氧 镁 铝
(2)三 ⅢA
(3)