化学38化学键电子式.docx

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化学38化学键电子式

第38讲化学键电子键

一、学习目标

1.掌握离子键的相关知识

2.掌握电子式的书写和认读

3.掌握共价键和共价键化合物的特点

4.掌握氢键的成因和特性

2、知识梳理

1.离子键

a.氯化钠的形成

b.离子键

（1）定义：

使阴、阳离子结合成化合物的静电作用

（2）成键微粒：

阴阳离子

（3）相互作用：

静电作用（静电引力和静电排斥力）

c.离子化合物

由离子键形成的化合物叫做离子化合物。

含有离子键的化合物一定是离子化合物。

d.能形成离子键的物质

（1）从元素间的相互化合分析：

①活泼的金属元素和活泼的非金属元素之间形成的化合物

②活泼的金属元素和酸根离子、氢氧根离子形成的化合物

③铵根离子和酸根离子（或活泼非金属元素）形成的盐

（2）从物质的类别分析：

①强碱：

活泼金属对应的碱，如：

NaOH、KOH、Ba（OH）2等。

②大部分盐：

除AlCl3、（CH3COO）2Pb等

③部分金属氧化物、过氧化物：

活泼金属的氧化物、过氧化物，如：

Na2O、CaO、MgO、Al2O3、Na2O2等。

2.电子式：

在元素符周围用小黑点“ ·”（或“×”）来表示原子的最外层电子

a.阳离子的电子式：

不要求画出离子最外层电子数，只要在元素、符右上角标出电荷字样H+、Na+、Mg2+

b.阴离子的电子式：

不但要画出最外层电子数，而且还应用中括括起来，并在右上角标出电荷字样

c.离子化合物的电子式：

由阴、阳离子的电子式组成，但相同离子不能合并

d.用电子式表示离子化合物的形成过程

3.共价键

a.氯化氢的形成

b.共价键

（1）定义：

原子之间通过共用电子对的相互作用所形成的化学键

（2）成键微粒：

原子

（3）微粒间的作用：

一般是非金属元素原子间通过共用电子对相互作用

（4）成键范围：

同种或不同种非金属元素，某些不活泼的金属和非金属元素之间

（5）成键原因：

微粒由不稳定结构通过共用电子对相互作用后变成稳定结构

c.共价化合物：

只含有共价键的化合物（酸、非金属氧化物、有机物）

d.共价分子的电子式

e.用电子式表示下列共价分子的形成过程

f.键的极性特点

（1）非极性键：

电子对不偏向任何原子，成键两原子不显电性

（2）极性键：

电子对偏向得电子能力强的原子，使成键的两原子电荷分布不均匀，一个带部分正电荷，另一个带部分负电荷

注意  ：

①离子化合物含有离子键，也可能同时含共价键。

②共价化合物只含有共价键。

③酸类物质均属于共价化合物，强碱均属于离子化合物，大多数盐类物质属于离子化合物（AlCl3除外）。

④只由非金属也能形成离子化合物。

（铵盐）

⑤离子化合物一定是强电解质，共价化合物有强、弱、非电解质。

4.化学键：

离子相结合或原子相结合的作用力称为化学键。

5.分子间作用力和氢键

a.分子间作用力

（1）定义：

把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。

（2）特点：

①比化学键弱得多，主要影响物质的熔沸点、溶解性等物理性质

②分子间作用力只存在于共价化合物分子和非金属单质分子之间，及稀有气体分子之间

③变化规律：

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，熔沸点越高

b.氢键：

NH3、H2O、HF等分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种相互作用叫氢键

3、例题解析

1.化学用语是表示物质组成、结构和变化规律的一种具有国际性、科学性和规范性的书面语言．化学用语具有简便、确切地表达化学知识和化学思维的特点．下列化学用语中，书写正确的是（　　）

A．过氧化钠的电子式

B．CO2的电子式：

C．12753I和12953I2互为同位素

D．硫离子的结构示意图：

2.下列化学用语不正确的是（　　）

A．N2的结构式：

N≡N

B．CO2的电子式：

C．NH3的形成过程：

D．CaF2的电子式：

3.下列用电子式表示物质形成过程正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

4.下列说法正确的是（　　）

A．Mg3N2晶体中的化学键是共价键

B．某物质含有离子键，则该物质在任何条件下均能导电

C．干冰是分子晶体，其气化过程中只需克服分子间作用力

D．常温常压下，气态单质分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构

5.下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是（　　）

A．CH4和Br2

B．NH3和H2O

C．H2S和CCl4

D．CO2和HCl

6.以下关于分子间作用力的叙述不正确的是（　　）

A．是一种较弱的化学键

B．分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少

C．分子间作用力对物质的熔、沸点有影响

D．稀有气体原子间存在分子间作用力

7.下列事实不能用分子间作用力解释的是（　　）

A．HF、H2O的沸点比HCl、H2S的沸点高很多

B．正戊烷的沸点比新戊烷的沸点高

C．邻羟基苯甲酸的沸点比对羟基苯甲酸的低

D．Na2O的熔点比MgO的熔点低

8.关于氢键，下列说法正确的是（　　）

A．每一个水分子内含有两个氢键

B．冰、水和水蒸气中都存在氢键

C．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高

D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致

4、课后习题

1.如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22。

下列说法正确的是（　　）

A.X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高

B.由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键

C.物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性

D.T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4

2.A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。

B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。

E+与D2-具有相同的电子数。

A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。

回答下列问题:

（1）A在周期表中的位置是　　　　　　　,写出一种工业制备单质F的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为　　　　,其水溶液与F单质反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　;在产物中加入少量KI,反应后加入CCl4并振荡,有机层显　　　　色。

（3）由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:

物质

组成和结构信息

a

含有A的二元离子化合物

b

含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1∶1

c

化学组成为BDF2

a的化学式为　　　　;b的化学式为　　　　;

c的电子式为　　　　;d的晶体类型是　　　　。

（4）由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。

一种化合物分子通过　　　　键构成具有空腔的固体;另一种化合物（沼气的主要成分）分子进入该空腔,其分子的空间结构为　　　　　　。

3.五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。

A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。

A和B、D、E均能形成共价型化合物。

A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。

回答下列问题:

（1）五种元素中,原子半径最大的是　　　　,非金属性最强的是　（填元素符）。

（2）由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是　　　　（用化学式表示）。

（3）A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为　　　　,其中存在的化学键类型为　　　　　　　　　　　。

（4）D最高价氧化物的水化物的化学式为　　　　。

（5）单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　;

D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为　　　　。

（6）单质E与水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。

课后习题答案

1.答案　D　分析题表可知,X、Y位于第二周期,W、Z位于第三周期,T位于第四周期。

若设X最外层电子数为a,则Y、W、Z最外层电子数分别为a+1、a-1、a+2,由W、X、Y、Z原子最外层电子数之和为22,可推出a=5,即X为N,Y为O,W为Si,Z为Cl,T为Ge。

A项,X、Y、Z对应的最低价氢化物中,H2O、NH3因分子间有氢键,沸点比HCl高,错误;B项,X、Y和氢可形成NH4NO3,NH4NO3中既有离子键又有共价键,错误;C项,SiO2、Si3N4均为原子晶体,熔点高,硬度大,SiCl4为分子晶体,熔点低,错误;D项,Ge元素的单质性质与Si类似,D项正确。

评析　本题综合考查了元素周期表、元素周期律的知识,难度中等。

学生易忽略水分子间有氢键、SiCl4为分子晶体而误选A、C。

2.答案　

（1）第一周期ⅠA族　2Cl-+2H2O

2OH-+H2↑+Cl2↑[或2NaCl（熔融）

2Na+Cl2↑]

（2）纯碱（或苏打）　2Na2CO3+Cl2+H2O

NaClO+NaCl+2NaHCO3　紫

（3）NaH　Na2O2和Na2C2　金属晶体

（4）氢　正四面体

解析　根据题干信息可以推出A、B、D、E、F分别为H、C、O、Na、Cl。

（1）工业上制备Cl2用电解饱和食盐水或电解熔融NaCl的方法。

（2）C、O、Na可以组成化合物Na2CO3、Na2C2O4等,其中Na元素的质量分数为43%的是Na2CO3,俗名为纯碱（或苏打）;Na2CO3的水溶液可与Cl2反应生成NaClO、NaCl和NaHCO3,其中NaClO有强氧化性,可将I-氧化为I2,加入CCl4萃取后有机层呈紫色。

（3）根据表中的信息可以得出a、b、c、d分别为NaH、Na2O2（Na2C2）、COCl2、Na。

（4）在“可燃冰”结构中,水分子通过氢键构成具有空腔的固体,甲烷分子的空间结构为正四面体。

3.答案　

（1）Na　Cl

（2）PH3

（3）NH4Cl　离子键和共价键

（4）H3PO4

（5）2P+5Cl2

2PCl5　PCl3

（6）Cl2+H2O

H++Cl-+HClO

解析　由A和B形成的化合物在水中呈碱性可知该化合物为NH3,结合题目中的信息可推出A为H,B为N,C为Na,D为P;由C和E形成的化合物在水中呈中性可知该化合物为NaCl,则E为Cl。

根据同主族元素原子电子层数越多原子半径越大,在电子层数相同的情况下核电荷数越大原子半径越小（稀有气体元素除外）的规律,可推出原子半径最大的是Na。

根据元素周期律,同一周期（稀有气体元素除外）从左到右元素非金属性逐渐增强,对应氢化物的稳定性逐渐增强,可知非金属性最强的是Cl,热稳定性最差的是PH3。

HCl+NH3

NH4Cl,NH4Cl的电子式为[H····H]+[····]-,其中存在的化学键类型为离子键和共价键。

P在充足的Cl2中燃烧的产物为PCl5,在不充足的Cl2中燃烧产物为PCl3。

Cl2与H2O反应生成的HClO为弱酸,HClO不能拆开写。