【最新】初升高高中化学衔接教材讲义专题04 离子化合物和共价化合物（讲解）

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专题04 离子化合物和共价化合物知识点一 离子化合物1.写出氢、氦、钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩的元素符号、原子结构示意图，并指出它们属于金属元素还是非金属元素。2.典型的金属元素和典型的非金属元素的原子在结构上和得失电子难易上有什么区别？典型的金属元素和典型的非金属元素在原子结构和得失电子难易上的不同，现在让我们进一步深入地讨论一个问题，就是：游离态的钠和游离态的氯在相遇时能不能发生反应呢？思考：观察钠和氯的原子结构示意图1.钠原子的结构稳定不稳定？为什么？2. 钠原子的结构稳定不稳定？为什么？阴阳离子之间存在着静电引力，同时，原子核与原子核之间以及电子与电子之间又存在着同电相斥的静电斥力，当引力与斥力达到平衡时，（离子距离≠0），就形成了氯化钠。总结：1．离子键（1）概念：带相反电荷离子之间的相互作用称为离子键。（2）实质：（3）成键微粒：阴、阳离子。（4）离子键的形成条件：离子键是阴、阳离子间的相互作用，如果是原子成离子键时，一方要容易失去电子，另一方要容易得到电子。① 活泼金属与活泼的非金属化合时，一般都能形成离子键。如第IA、ⅡA族的金属元素（如Li、Na、K、Mg、Ca等）与第ⅥA 、ⅦA族的非金属元素（如O、S、F、Cl、Br、I等）化合时，一般都能形成离子键。② 金属阳离子与某些带负电荷的原子团之间（如Na与OH、SO4等）形成离子键。③ 铵根离子与酸根离子（或酸式根离子）之间形成离子键，如NH4NO3、NH4HSO4。2．离子化合物（1）概念：由离子键  构成的化合物叫做离子化合物。（2）离子化合物主要包括强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2等]、金属氧化物（K2O、Na2O、MgO等)和绝大数盐。【注意】离子化合物中一定含有离子键，含有离子键的化合物一定是离子化合物。典例1下列有关离子键和离子化合物的说法正确的是(　　)A．凡含离子键的化合物，一定含金属元素B．在化合物MgCl2中，两个氯离子之间也存在离子键C．离子化合物一定能导电D．原子序数为11与9的元素能够形成离子化合物，该化合物中存在离子键【答案】D【解析】A中，如NH4Cl晶体中含有离子键，但不含金属元素。B中，离子键必须是阴、阳离子间的相互作用，两个氯离子间不存在离子键。C中，离子化合物处于晶体状态时不能导电，只有在熔融或溶于水才能导电。D中，原子序数为11与9的元素是Na、F，属于活泼金属与活泼非金属元素，可形成离子键。典例2下列说法正确的是(　　)A．离子键就是阴阳离子间的静电引力B．所有金属元素与所有非金属元素间都能形成离子键C．钠原子与氯原子结合成氯化钠后体系能量降低D．在离子化合物CaCl2中，两个氯离子间也存在离子键【答案】C【解析】阴阳离子间既存在引力又存在斥力，A错；0族元素化学性质非常稳定，一般难形成化合物，金属元素与非金属元素也可形成共价化合物，B错；离子键仅存在于阴阳离子间，D错。知识点二 电子式1．电子式的概念在元素符号周围，用“· ”或“×”来表示原子的最外层电子的式子叫电子式。（1）原子的电子式：元素周围标明元素原子的最外层电子，每个方向不能超过2个电子。当最外层电子数小于或等于4时以单电子分步，多于4时多出部分以电子对分布。例如：（2）简单阳离子的电子式：简单阳离子是由金属原子失电子形成的，原子的最外层已无电子，故用阳离子的符号表示，如： Na、Li、Mg、Al等。（3）简单阴离子的电子式：不但要画出最外层电子数，而且还应用括号“[   ]”括起来，并在右上角标出“”电荷字样。例如：氧离子 、氟离子      。（4）多原子离子的电子式：不仅要画出各原子最外层电子数，而且还应用括号“[   ]”括起来，并在右上角标出“”或“电荷字样。例如：铵根离子 氢氧根离子。（5）离子化合物的电子式：每个离子都要单独写，而且要符合阴阳离子相邻关系，如MgCl2要写成，不能写成，也不能写成。  2．用电子式表示离子化合物的形成过程例如：NaCl的形成过程：；Na2O的形成过程：CaBr2的形成过程：【名师点拨】用电子式表示离子化合物的形成过程是要注意：①连接符号必须用“→”而不用“＝”。②左边相同的原子的电子式可以合并，但右边构成离子化合物的每个离子都要单独写，不能合并。典例3下列电子式有误的是(　　)【答案】BC【解析】本题考查微粒的电子式的书写，A是正确的；B中硫离子的最外层有8个电子，同时带两个单位的负电荷，应该加上方括号并标出负电荷；C中溴离子最外层应该有8个电子；D是正确的。典例4下列表示离子化合物形成过程的电子式正确的是(　　)D.【解析】A中氧原子的电子式错误，应写作 ；B中正确的表示为：；C中氟原子，氟离子不能合并，正确的表示为：。【答案】D知识点三  共价化合物1．共价键（1）概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。（2）实质：共用电子对对两原子的电性作用。（3）成键微粒：原子。（4）形成条件：同种或不同种非金属的原子相遇时，若原子的最外层排布未达稳定状态，则原子易通过共用电子对形成共价键。【名师点拨】①共价键的成键元素一般为非金属元素与非金属元素，但某些金属元素与非金属元素之间也可形成共价键，如AlCl3中含有共价键。②共价键可以存在于非金属单质中，又可以存在于化合物中，如N2、NH4Cl、NaOH等。典例5下列说法中正确的是(　　)A．KOH中含有离子键也含有共价键，属于离子化合物B．HCl中存在离子键，属于离子化合物C．含有共价键的化合物一定是共价化合物D．阴、阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫做离子键【答案】A【解析】B中，HCl只含有共价键，属于共价化合物；C中，某些化合物中含有共价键，但属于离子化合物，如NaOH、Na2O2等；D中，阴、阳离子间是通过静电作用(包括静电引力和斥力)形成离子键。2. 共价化合物⑴概念：以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。⑵　共价化合物、共价单质及其形成过程的表示方法①分子结构（即共价键）的表示方法：a 用电子式表示：例如：b 用结构式表示：在化学上，我们常用一根短线来表示一对共用电子，未成键的电子不写出，这样的式子叫结构式。例如：H2：H－H，N2：NN，CO2：O＝C＝O，CH4：。②用电子式表示共价分子的形成过程在用电子式表示共价分子的形成过程时：首先需要分析所涉及的原子最外层有几个电子，若要形成稳定结构，需要几个共用电子对；然后再根据分析结果进行书写。例如：【注意】用电子式表示共价分子的形成过程时：不用弯箭头表示电子转移情况，所得物质的电子式不标所带电荷情况。3. 极性键和非极性键  ⑴概念：①非极性共价键：在H2、N2、Cl2这样的单质分子中，由同种 原子形成的共价键，共用电子对不偏向任何一个原子，这样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。②极性共价键：在化合物分子中，由不同种 原子形成的共价键，共用电子对偏向吸引电子能力强的一方，这样的共价键叫做极性共价键，简称极性键。⑵比较 非极性键极性键成键原子同种元素原子不同种元素的原子原子吸引电子能力相同不相同共用电子对不偏向任何一方偏向吸引电子能力强的原子成键原子的电性电中性显电性判断依据由同种非金属元素组成由不同种非金属元素组成实例H－HH－Cl  H－O－H存在①单质中，如H2、N2②共价化合物中，如H2O2③离子化合物中，如Na2O2①共价化合物中，如H2O、H2O2②离子化合物中，NH4Cl 典例6现有如下说法：①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合②金属和非金属化合形成离子键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－，可判断HCl分子里存在离子键⑤H2和Cl2的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl，而后H、Cl形成离子键上述各种说法正确的是(　　)A．①②⑤正确   B．都不正确C．④正确，其他不正确   D．仅①不正确【答案】B【解析】水中存在分子内的H、O原子之间的相互作用，但也存在分子间的H、O原子间的相互作用，而化学键只指分子内相邻原子间强烈的相互作用，故①叙述不正确。离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间，只是活泼金属和活泼非金属化合时，才可形成离子键，故②叙述不正确。在离子化合物中，阴、阳离子间存在相互作用，但不单指吸引力，还有相互排斥力，故③叙述不正确。HCl分子中不存在离子，它属于共价化合物，分子中没有离子键，故④叙述不正确。化学反应的本质是旧键断裂、新键形成的过程，但HCl中存在的是共价键而非离子键，故⑤不正确。知识点四  离子化合物与共价化合物的比较 离子化合物共价化合物概念由离子键形成的化合物以共用电子对形成的化合物粒子间的作用阴离子与阳离子键存在离子键原子间存在共价键熔沸点较高一般较低，个别很高（如SiO2）导电性熔融态或水溶液导电熔融态不导电，溶于水有的导电（如硫酸），有的不导电（酒精）熔化时破坏的作用力一定破坏离子键，可能破坏共价键（如NaHCO3）一般不破坏共价键实例强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物中酸、非金属的氢化物、非金属氧化物中 【名师点拨】熔融态是否导电是判断离子化合物和共价化合物最可靠的依据，因为所有共价化合物在熔融态时都不导电，所有离子化合物在熔融态时都导电。典例7下列每组物质中含有的化学键类型相同的是(　　)A．NaCl、HCl、H2O、NaOHB．Cl2、Na2S、HCl、SO2C．HBr、CO2、H2O、CS2D．Na2O2、H2O2、H2O、O3【答案】C【解析】解此类题目的关键在于弄清各类化学键的形成本质。离子键是由阴、阳离子相互作用形成的，非极性键是由同种元素原子形成的共价键，极性键是由不同种元素原子形成的共价键。A组中NaCl与NaOH中含有离子键，而HCl和H2O中只有共价键，NaOH中既含有离子键又含有共价键；B组中Cl2、HCl、SO2中只含共价键，而Na2S中只含离子键；而C组中均只含共价键；D组中Na2O2含离子键、共价键，H2O2、H2O、O3中只含共价键，故C正确。知识点五 化学键1．化学键概念：使离子相结合或原子相结合的作用力，也就是说，相邻的原子（或离子）之间强烈的相互作用成为化学键。化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。一个化学反应的过程，就是参加反应的原子重新组合的过程；而原子要重新组合，就要破坏原来的相互作用，重新成为自由原子，即破坏原有化学键的过程，我们称为“旧键的断裂”；在重新组合后又要形成新的相互作用，即“新键的形成“，形成了新物质。所以，化学反应的过程既是旧键断裂又是新键形成的过程。值的注意的是：有化学键被破坏的变化不一是化学变化，如HCl溶于水，NaCl熔化等都有化学键被破坏，但都属于物理变化。通过化学键的学习，我们知道化学键分为离子键和共价键，根据化学键类型的不同，又可将化合物分为离子化合物和共价化合物，那么离子键与共价键、离子化合物与共价化合物有什么区别和联系呢？  （1）离子键与共价键的比较  离子键共价键概念带相反电荷离子之间的相互作用原子之间通过共用电子对所形成的相互作用成键方式通过得失电子达到稳定结构通过形成共用电子对达到稳定结构成键粒子阴、阳离子  原子表示方法①电子式，如②离子键的形成过程：①电子式，如 ②共价键的形成过程：存在离子化合物绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物 物质的类别与化学键之间的关系：① 当化合物中只存在离子键时，该化合物是离子化合物。② 当化合物中同时存在离子键和共价键时，该化合物是离子化合物。③ 只有当化合物中只存在共价键时，该化合物才是共价化合物。④ 在离子化合物中一般既含金属元素又含有非金属元素（铵盐除外）；共价化合物一般只含有非金属元素，但个别含有金属元素，如AlCl3也是共价化合物；只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。⑤ 非金属单质只有共价键，稀有气体分子中无化学键。典例8下列关于化学键的说法正确的是(　　)①含有金属元素的化合物一定是离子化合物　②第IA族和第ⅦA族原子化合时，一定生成离子键　③由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物　④活泼金属与非金属化合时，能形成离子键　⑤离子键就是阴、阳离子间的相互引力　⑥含有离子键的化合物一定是离子化合物⑦离子化合物中可能同时含有离子键和共价键A．①②⑤       B．④⑥⑦C．①④③       D．②③⑤【答案】B【解析】AlCl3是共价化合物，故①错误；第ⅠA族的H和第ⅦA族原子化合时，形成的是共价键，②错误；氯化铵全部是由非金属元素组成，但是它是离子化合物，③错误；离子键就是阴、阳离子间的相互作用，包括引力和斥力，⑤错误。 课后练习：1、X元素的一个原子失去两个电子转移到Y元素的两个原子中去，形成Z，下列说法中不正确的是(　　)A．Z可以电离B．Z可以表示为XY2C．X形成＋2价阳离子D．Z的电子式为【答案】D【解析】离子化合物均为电解质，故可以电离；离子化合物Z的电子式应由阴、阳离子组成，不是形成共用电子对，正确的电子式为2、下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是(　　)A．CCl4　　　　 　　　　　 B．NO2C．PCl5   D．NH3【答案】A【解析】C最外层4个电子与4个Cl形成4对共用电子而使所有原子均形成8电子稳定结构。N最外层5个电子只需3个电子便达8电子稳定结构，而O最外层有6个电子，只需2个电子便达8电子结构。在NO2分子中，2个O需4个电子而N需3个电子，故B不符合条件。同理PCl5与NO2类似，也不符合条件。D中N最外层5个电子需形成3对共用电子，所以1个N与3个H形成8电子结构，但H为2个电子，故D也不符合条件。3、初中我们知道有新物质生成的反应属于化学反应，但从化学键的观点看化学反应的实质是“旧键的断裂、新键的形成”，据此你认为下列变化不属于化学反应的是(　　)A．蔗糖溶于水       B．金刚石变成石墨C．NaCl熔化       D．P2O5吸水【答案】AC【解析】本题考查化学变化中物质变化的实质。蔗糖溶于水不电离，依旧以蔗糖分子形式存在，既没有旧键的断裂，也没有新键的形成；而NaCl熔化只有旧键的断裂，但没有新键的形成，故两者都不属于化学反应；金刚石变成石墨实际上是金刚石中的碳碳键断裂，碳原子重新结合成新的碳碳键而形成石墨，故属于化学变化；同理P2O5吸水变成磷酸必然伴随“旧键的断裂，新键的形成”，亦属于化学变化。4、固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子层结构，则下列有关说法中，不正确的是(　　)A．1 mol NH5中含有5NA个N—H键(NA表示阿伏加德罗常数)B．NH5中既有共价键又有离子键，NH5是离子化合物C．NH5的电子式为D．它与水反应的化学方程式为NH5＋H2O===NH3·H2O＋H2↑【答案】A【解析】因为它所有的原子最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子层结构，即2个或8个。假设A正确，对N原子来说，最外层应是10个电子，不符合题意。其他选项均符合题意。5、A、B、C、D是元素周期表前三周期中的4种元素，A能与D组成AD2型化合物，AD2中核外电子总数是30，D－的核外电子排布与Al3＋相同；B和C可以形成BC型化合物，BC分子中质子总数是18，BC水溶液是一种强酸，试回答：(1)写出上述四种元素的名称：A__________，B__________，C__________，D__________。(2)用电子式表示AD2：_________________________________________________。(3)D单质与水反应的化学方程式为_______________________________。【答案】(1)镁　氢　氯　氟【解析】由组成AD2可判断A、D所在族为ⅡA族、ⅦA族或ⅣA族、ⅥA族。由于D－结构与Al3＋相同，故D元素为F。由AD2中核外电子数为30，推知A为Mg。BC水溶液为强酸，且质子数之和为18，知B为H，C为Cl。 (3)2F2＋2H2O===4HF＋O26、A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的同周期元素，已知A、C、F的原子最外层电子数之和为11，且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，均生成盐和水，D元素原子的次外层电子数比最外层电子数多4个，E元素原子最外层与最内层电子数的差是3，试回答：(1)写出下列元素的元素符号：A__________，C________，D__________，E__________。(2)用电子式表示B和F形成化合物的过程：__________。(3)写出A、C、F三种元素最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式__________________，__________________，_____________ _____。【答案】(1)Na　Al　Si　P(2)(3)NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2ONaOH＋HClO4===NaClO4＋H2OAl(OH)3＋3HClO4===Al(ClO4)3＋3H2O【解析】A、C、F三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，说明一定有铝、钠。三种元素的原子最外层电子数之和为11，故F为Cl，A为Na，C为Al，D元素原子的次外层电子数比最外层电子数多4个，说明其次外层电子数为8，故D为Si，E的最内层电子数为2，最外层电子数为5，故E为P。