分子间氢键的存在使物质的熔、沸点升高,在水溶液中溶解度增大,如熔、沸点:
H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
考点五:
物质中化学键的存在与破坏
1.物质中化学键的存在规律
(1)离子化合物中一定有离子键,可能还有共价键,简单离子组成的离子化合物中只有离子键,如:
NaCl、Na2O等。
复杂离子(原子团)组成的离子化合物中既有离子键又有共价键,如NH4Cl、NaOH等。
(2)既有离子键又有非极性键的物质,如Na2O2、CaC2等。
(3)共价化合物中只有共价键,一定没有离子键,如HCl、SiO2、C2H2等。
(4)同种非金属元素构成的单质中一般只含有非极性共价键,如I2、N2、P4等。
(5)由不同种非金属元素构成的化合物中含有极性键(如H2S、PCl3),或既有极性键又有非极性键(如H2O2、C2H2、C2H5OH),也可能既有离子键又有共价键(如铵盐)。
(6)稀有气体由单原子组成,无化学键,因此不是所有物质中都存在化学键。
(7)离子化合物一般由活泼金属与活泼非金属元素组成,但有的离子化合物仅由非金属元素形成,如NH4Cl、NH4NO3等。
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)对于离子化合物,溶于水后
电离成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏。
其熔化后也成为自由移动的阴、阳离子,熔化过程中离子键被破坏。
(3)对于共价化合物,有些共价化合物溶于水后,在水分子的作用下电离,共价键被破坏,如HCl、HNO3等。
有些共价化合物溶于水后,与水发生化学反应,共价键被破坏,如SO3、SO2等。
(4)对于某些很活泼的非金属单质,溶于水后,能与水作用,其分子内化学键被破坏,如:
F2、Cl2、Br2等。
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。
考点六:
电子式
电子式是表示物质结构的一种式子。
其写法是在元素符号的周围用“·”或“×”等表示原子或离子的最外层电子,并用n+或n-(n为正整数)表示离子所带电荷。
1.原子的电子式
在元素符号的周围用“·”或“×”等表示原子的最外层电子。
如:
2.离子的电子式
简单阳离子:
主族元素形成的简单离子中,阳离子的电子式就是离子符号本身。
如Na+、Mg2+。
复杂阳离子、阴离子:
不仅要画出各原子最外层电子,而且还应用“[]”括起来,并在右上角标出所带电
荷。
例如,铵根离子、水合氢离子、氯离子、氢氧根离子
原子团的电子式:
把构成原子团的各个原子的最外层电子均表示出来。
例如,羟基;甲基。
3.离子化合物的电子式
离子化合物的电子式由构成离子化合物的阴、阳离子的电子式构成。
如NaCl的电子式
。
离子化合物中阴、阳离子个数比不是1∶1时,要注意同性离子不直接相邻的事实。
如MgBr2的电子式:
4.用电子式表示共价分子(共价型单质和化合物)
表示出原子之间形成共用电子对的情况,没有形成共用电子对的最外层电子也要标出。
如:
Cl2和NH3的电子式为:
、
5.用电子式表示含有共价键的原子团离子
要表示出离子内的原子之间的共用电子对,因是离子,所以还要括上方括号[ ],标上电荷。
如下表所示:
离子
OH-
NH4+
O22—
NH2—
电子式
6.用电子式表示物质的形成过程
离子化合物:
共价分子:
考点七:
结构式
用一条短线“—”表示一对共用电子对的式子(省略非共用电子对)。
常见物质的结构式如下表:
化学式
结构式
化学式
结构式
N2
N≡N
CH4
NH3
CO2
O=C=O
HCl
H—Cl
HClO
H—O—Cl
【典型例题】
类型一:
化学键及其分类
例1.下列关于化学键的叙述中,正确的是()
A.非金属元素间也有可能形成离子键
B.某化合物的水溶液能导电,则该化合物中一定存在离子键
C.构成单质分子的微粒一定含有共价键
D.在氧化钠中,只存在氧离子和钠离子的静电吸引作用
【思路点拨】离子键存在于离子化合物中,离子化合物的阳离子可以是金属离子或铵根离子。
共价化合物中没有离子,但有的在水溶液中能够电离出离子,故能导电。
【答案】A
【解析】见下表
选项
内容指向·联系分析
结论
A
非金属元素间也可能形成离子键,如NH4Cl中Cl-与NH4+之间
正确
B
某些共价化合物溶于水后,其水溶液也能导电,如HCl等
错误
C
单质分子不一定有化学键,如稀有气体
错误
D
Na2O中存在离子键,既有静电吸引,又有静电排斥
错误
【总结升华】离子键和共价键既有区别也有联系:
(1)如果共用电子对处于成键的两原子中间,是非极性键;
(2)如果共用电子对稍偏向某个原子,则形成弱极性键;如果共用电子对偏向某个原子的程度很大,则成为强极性键;(3)如果共用电子对偏离的程度进一步加大,甚至完全偏向一方,便形成离子键。
举一反三:
【变式1】(2015北京东城)下列物质中既有离子键又有共价键的是( )
A、CaCl2B、H2O2C、KOHD、H2S
【答案】C
【变式2】下列说法正确的是( )
A.单质分子中一定存在共价键B.金属与非金属形成的化合物一定是离子化合物
C.不同种类元素的原子间可能形成非极性键D.离子化合物中可能不含金属元素
【答案】D
【变式3】(2015东北师大附中)某元素原子最外层只有1个电子,它跟卤素相结合时,所形成的化学键是()
A.一定是共价键B.一定是离子键
C.可能是共价键,也可能是离子键D.以上说法均不正确
【答案】C
【解析】最外层只有1个电子的原子可以是氢原子或锂原子、钠原子等。
类型二:
化学键的形成与破坏
例2.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+H2OD.2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
【思路点拨】离子化合物熔化时破坏离子键,而大部分共价化合物熔化时仅需破坏分子间的作用力;再如NaOH与酸反应时只有离子键被破坏而共价键不被破坏。
【答案】D
【解析】A项,NH4Cl中无非极性共价键,NH3和HCl中只有极性共价键,故A项错;B项,反应物中不存在离子键和非极性共价键,产物中不存在非极性共价键,故B项错;C项,产物中不存在非极性共价键,故C项错;D项,反应物Na2O2中既有离子键又有非极性共价键,CO2中存在极性共价键,产物Na2CO3中既存在离子键又存在极性共价键,O2中存在非极性共价键,故D项正确。
【总结升华】明确物质中所含化学键的种类,就能明确物质在发生物理变化或化学变化时,化学键的断裂与形成。
举一反三:
【变式1】(2016北京西城)现有如下说法:
①在水分子中各原子间均存在化学键;
②金属和非金属化合一定形成离子键;
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-,判断HCl分子里存在离子键;
⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子,而后H、Cl原子形成离子键。
对于上述各种说法判断正确的是()
A.①③⑤正确B.都不正确
C.④正确,其他不正确D.仅①正确
【答案】B
【变式2】下列性质中,可以证明某化合物内一定存在离子键的是
A.可溶于水B.具有较高的熔点
C.水溶液可以导电D.熔融状态能导电
【答案】D
【变式3】下列每组物质发生状态变化所克服的微粒间的作用属同种类型的是
A.食盐和蔗糖熔化B.石英和硫熔化
C.碘和干冰升华D.二氧化碳和氧化钠熔化
【答案】C
类型三:
离子化合物与共价化合物
例3.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,共价化合物中不含离子键
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共价键
D.在过氧化钠中,既存在离子键,又存在非极性键
【思路点拨】从常见物质(如NaOH、Na2O2、CO2、NH4Cl)所含化学键的种类入手分析。
【答案】AD
【解析】离子化合物是由阴、阳离子通过离子键结合而成的。
因此,离子化合物中一定含有离子键。
除离子键外,离子化合物还可能含共价键,如NaOH是由Na+和OH—结合而成的离子化合物,而OH—中含O—H共价键,在共价化合物中,各原子均靠共用电子对相结合,不存在离子和离子键,故A正确,B错误;稀有气体分子不存在化学键,C错误;在Na2O2中,不仅有Na+与O22—间的离子键,还有O22—中氧原子间的非极性共价键,D正确。
【总结升华】离子化合物中可能含有共价键,但共价化合物中一定不含离子键。
举一反三:
【变式1】下列含有非极性键的共价化合物是
A.HClB.Na2O2C.C2H2
D.CH4E.H2C2O4F.H2O2
G.H.NaOH
【答案】C、E、F、G
类型四:
电子式的书写
例4.下列粒子的电子式书写正确的是( )
【思路点拨】书写电子式应首先判断是离子化合物还是共价化合物。
【答案】B
【解析】A项漏写了未参与成键但属于最外层电子的电子对,故A项错误;D项中Na+不应合并写。
【总结升华】在共价化合物中,共用电子对为成键原子所共有,不属于任何一方,所以不能用方括号括起来。
掌握并灵活运用电子式的书写规则,才能顺利解答此类题目。
举一反三:
【变式1】下列粒子的电子式书写正确的是( )
【答案】D
【解析】A项氮分子中三对共用电子对应竖排,C项中水为共价化合物不应标电荷。
【变式2】下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是
A.BF3B.H2SC.SiCl4D.PCl5
E.BeCl2F.PCl3G.CS2H.N2
I.光气(COCl2)J.SF6K.XeF2L.NCl3
M.NeN.HCHO
【答案】CFGHILM
【变式3】下列有关表述错误的是()
A.IBr的电子式
B.HClO的结构式为H—O—Cl
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
【答案】C
【解析】I、Br最外层均有7个电子,通过共同一对电子即可达到8电子稳定结构,A正确;B中H、Cl、O三原子之间通过共用电子对形成次氯酸,其电子式为,结构式为H—O—Cl,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。
【总结升华】分子中原子是否满足最外层8电子稳定结构的判断方法:
(1)分子中的氢原子显然不满足最外层8电子稳定结构。
(2)一般来说,若某元素的化合价的绝对值与其原子最外层电子数之和等于8,则该原子满足最外层8电子稳定结构,否则便不满足。
如CO2分子中,C、O的化合价绝对值分别为4、2,与其最外层电子数之和均为8,故CO2分子中C、O原子最外层均为8个电子。
又如NO2分子中的N原子、BF3中的B原子等均不满足8电子稳定结构。
类型五:
分子间作用力、氢键
例5.下列关于氢键的说法不正确的是( )
A.HF的沸点比HCl的沸点高,是由于HF分子间存在氢键
B.水在结冰时体积膨胀,是由于水分子之间存在氢键
C.NH3的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键
D.在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键
【思路点拨】氢键是某些氢化物分子间存在的比分子间作用力稍强的作用力。
【答案】C
【解析】氢键的存在使氢化物(NH3、H2O、HF)的熔、沸点相对较高,因此HF的沸点高是由氢键所致,A项正确;水在结冰时体积膨胀是由于水分子大范围的以氢键互相联结,形成相对疏松的晶体,从而在结构上有许多空隙,造成体积膨胀,B项正确;NH3的稳定性取决于N—H键,而不是氢键,C项不正确;氨分子和水分子之间主要是以氢键结合的,故D项正确。
【总结升华】氢键是一种较强的分子间作用力,它主要影响物质的物理性质,而物质的稳定性属于化学性质。
举一反三:
【变式1】下列说法不正确的是( )
A.氢键不属于化学键,而是一种特殊的分子间作用力。
B.沸点大小:
HCl<HBr<HI<HF
C.乙醇分子与水分子间存在氢键
D.N2在常温下化学性质稳定,是因为其分子间能形成氢键
【答案】D
【巩固练习】
一、选择题:
(每题有1~2个选项符合题意)
1.下列关于元素的叙述正确的是( )
A.金属元素与非金属元素能形成共价化合物
B.只有在原子中,质子数才与核外电子数相等
C.目前使用的元素周期表中,最长的周期含有36种元素
D.非金属元素形成的共价化合物中,原子的最外层电子数只能是2或8
2.下列叙述正确的是( )
A.带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键
B.金属元素与非金属元素化合时一定形成离子键
C.某元素的原子最外层只有一个电子,它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键
D.非金属原子间不可能形成离子键
3.下列各数值表示有关元素的原子序数,其所表示的各原子组中能以离子键相互结合形成稳定化合物的是( )
A.10与19B
.6与16C.11与17D.14与8
4.下列关于共价键的说法正确的是( )
A.构成单质分子的粒子之间一定存在共价键
B.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C.
非极性键只存在于双原子单质分子里
D.不同种元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键
5.下列物质中,既含有离子键又含有非极性共价键的是( )
A.HClOB.Ba(OH)2C.Na2O2D.Ar
6.(2016西城高三期末)4种短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,依据表中信息判断,下列说法不正确的是
元素
X
Y
Z
W
相关
信息
有两种常见的单
质,均有氧化性
短周期中原子半
径最大的元素
地壳中含量最多
的金属元素
最外层电子数是
电子层数的二倍
A.Y的单质燃烧火焰呈黄色
B.4种元素的简单离子半径最小的是Z
C.X与Y形成的化合物只含有离子键
D.Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物两两之间均能反应
7.下列各组化合物中,化学键类型都相同的是( )
A.CaCl2和Na2S B.Na2O和Na2O2
C.CO2和CS2 D.HCl和NaOH
8.下列式子书写正确的是( )
9.(2015海南高考)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。
下列叙述错误的是
A.d元素的非金属性最强
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键
10.下列电子式正确的是( )
11.下列各分子中,所有原子都满足最外层电子为8电子结构的是( )
A.CCl4B.BF3C.HCHOD.NCl5
二、填空题
1.下表是元素周期表的一部分,请回答下列问题:
族周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
一
①
二
②
③
④
⑤
⑥
三
⑦
⑧
⑨
⑩
(1)写出元素⑩的+1价含氧酸的结构式:
________________________________________________________________________,
⑥与①形成的10电子阴离子的电子式为________________________________________________________________________。
(2)写出⑧的单质与NaOH溶液反应的离子方程式:
________________________________。
(3)元素⑨形成的单质中存在的化学键为______________________________________。
2.(2016山东泰安)A、B、C、D、E、F是周期表中短周期的六种元素,有关性质或结构信息如表:
元素
有关性质或结构信息
A
地壳中含量最多的元素
B
B阳离子与A离子电子数相同,且是所在周期中单核离子半径最小的
C
C与B同周期,且是所在周期中原子半径最大的(稀有气体除外)
D
D单质是制造黑火药的一种成分,也可用于杀菌消毒
E
E与D同周期,且在该周期中原子半径最小
F
F的氢化物和最高价氧化物的水化物反应生成一种离子化合物
回答下列问题:
(1)写出元素符号C:
、F:
;B在周期表中的位置为;
(2)C与D形成D的最低价化合物的电子式为 ;
(3)写出由上述元素形成的可用于漂白的物质的化学式(至少4种);
(4)能证明A与D非金属性强弱的实验事实是(用化学方程式表示)。
【参考答案与解析】
一、选择题
1.A
【解析】一般活泼金属元素与活泼非金属元素形成离子化合物,但有些不太活泼的金属与非金属可能形成
共价化合物,如氯化铝。
分子的质子数与核外电子数也相等,如水分子。
2.C
【解析】相邻离子间相互作用包括相互吸引和相互排斥两个方面,A项错;AlCl3、BeCl2是由活泼的金属与活泼的非金属形成的共价化合物,所以B项错误;最外层只有一个电子的元素除碱金属外,还可能是H元素,所以既可能是碱金属与卤素形成离子化合物,也可能是H与卤素形成共价化合物,如H与Cl通过共价键形成HCl,C项正确;NH4Cl是由铵根离子和Cl-通过离子键形成的,而NH4Cl中没有金属元素,D项错误。
3.C
【解析】根据离子键的形成条件,活泼金属元素与活泼的非金属元素间一般形成离子键,根据原子序数,C项中是Na和Cl,符合题意。
4.B
【解析】稀有气体的单质是由单原子分子构成的,不含共价键,A项不正确;NH4Cl、NH4NO3等都是由非金属元素组成的离子化合物,B项正确;Na2O2、H2O2等物质中O—O键是非极性键,C项不正确;H2O2分子里的O—O键是非极性键,D项不正确。
5.C
【解析】A项,HClO是共价化合物,且分子中氢原子和氧原子、氧原子和氯原子之间都为极性共价键;B项Ba(OH)2是含有极性共价键和离子键的离子化合物;C项Na2O2是含有非极性共价键和离子键的离子化合物。
6.C
7.AC
【解析】A中两种物质都是活泼金属和活泼非金属形成的盐类,其中只有离子键;B是活泼金属钠和活泼非金属氧形成的金属氧化物,其中有离子键,但后者氧氧原子间(同种非金属原子间)形成的是非极性共价键;C中两种物质都是不同种非金属原子间形成极性共价键;而D中前者是不同种非金属原子间形成极性共价键,后者在钠离子和氢