高考总复习化学键(提高)
【考纲要求】
1.了解化学键、离子键、共价键的定义。
2.了解离子键、共价键的形成;理解化学反应的本质。3.了解分子间作用力与氢键。
4.学会用电子式表示常见的物质及形成过程。【考点梳理】考点一:化学键
1.定义:使离子或原子相结合的强烈的相互作用力称为化学键。化学键包括离子键、共价键等。2
.离子键与共价键的比较
键型离子键
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、阳离子原子成键性质静电作用
静电作用
形成条件
大多数活泼金属与活泼非金属化合时形成离子键同种或不同种非金属元素化合时形成共价键(稀有气体元素除外)表示方法
①电子式如
②离子键的形成过程:
①电子式,如
②结构式,如H—Cl
③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
考点二:极性共价键与非极性共价键的比较
共价键极性共价键
非极性共价键
定义
不同元素的原子形成的共价键,共用电子对偏向吸引电子能力强的原子一方。同种元素的原子形成共价键,共用电子对不发生偏移。
原子吸引电子能力不相同
相同
成键条件不同种非金属元素的原子同种非金属元素的原子存在共价化合物,某些离子化合物中非金属单质,某些化合物中实例
H —Cl
H —H 、Cl —Cl
要点诠释:
共价键一般是在非金属元素的原子之间,但某些金属元素和非金属元素间也可能存在共价键,如AlCl 3等。考点三:离子化合物与共价化合物的比较
离子化合物共价化合物
概念以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间存在离子键原子之间存在共价键
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(如蔗糖)
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、非金属的氧化
物中
要点诠释:离子化合物和共价化合物的判断方法【高清课堂:化学键】
(1)根据化学键的类型判断
凡含有离子键的化合物,一定是离子化合物;只含有共价键的化合物,是共价化合物。
(2)根据化合物的类型来判断
离子化合物:活泼金属氧化物、强碱、大多数盐(铵盐);
共价化合物:气态氢化物、含氧酸、非金属氧化物、大多数有机物。
(3)根据化合物的性质来判断
根据化合物在熔融状态是否导电,可判断它是离子化合物还是共价化合物。若导电,则是离子化合物;若不导电,则是共价化合物。
考点四:化学键、分子间作用力、氢键的比较
化学键分子间作用力氢键
概念相邻的两个或多个原
子间强烈的相互作用
物质分子间存在微弱
的相互作用
某些具有强极性键的
氢化物分子间的相互
作用(静电作用)
作用力范围分子内或晶体内分子间分子间(HF、H2O、
NH3)
作用力强弱较强很弱较化学键弱得多,较分子间作用力稍强
性质影响主要影响物质的化学
性质
主要影响物质的物理
性质,如熔、沸点
主要影响物质的熔
点、沸点、密度
对物质性质的影响①离子键:离子键越
强,离子化合物的熔、
沸点越高;②共价键:
共价键越强,单质或
化合物的稳定性越大
①影响物质的熔点、
沸点、溶解度等物理
性质;②组成和结构
相似的物质,随着相
对分子质量的增大,
物质的熔、沸点逐渐
升高,如
F2 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 、SiO 2、C 2H 2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I 2、N 2、P 4等。 (5)由不同种非金属元素构成的化合物中含有极性键(如H 2S 、PCl 3),或既有极性键又有非极性键(如H 2O 2、C 2H 2、C 2H 5OH),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NH 4Cl 、NH 4NO 3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 、HNO 3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SO 3、SO 2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:F 2、Cl 2、Br 2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 N 2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N 2很稳定,H 2S 、HI 等分子中的共价键较弱,故它们受热时易分解。 考点六:用电子式表示离子化合物和共价分子 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 +、Mg 2+。 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 H N H H H + H H O H +Cl -O H -O H C H H H 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MgBr 2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:Cl 2和NH 3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 - NH 4 + O 22— NH 2— 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。常见物质的结构式如下表: 【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】下列物质中即含有离子键,又含有共价键的是() A.Na2O2 B.H2O2 C.MgCl2 D.HCl 【答案】A 【变式2】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+的核外电子层结构相同。下列化合物中同时存在极性和非极性共价健的是() A.Z2Y B.X2Y2C.Z2Y2D.ZYX 【答案】B 【解析】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,所以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。 【变式3】下列叙述正确的是() ①两种原子构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键 ②两种不同非金属元素原子间形成的化学键都是极性键 ③含有非极性的化合物一定是共价化合物 ④难失去电子的原子,易形成阴离子 ⑤单质分子中不存在化学键,化合物的分子中才存在化学键 ⑥离子化合物中一定含有离子键 A.只有②⑥B.只有①⑥C.只有⑥D.只有①⑤ 【答案】A 【解析】H2O2、N2H4、C2H6等都含有非极性共价键,①错误;过氧化钠中含有非极性键,它是离子化合物,③错;稀有气体原子既难失去电子,又难得到电子,④错误;除稀有气体外,氮气、氧气、氯气、S8等单质都含非极性共价键,⑤错误。 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+H2O D.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】下列变化中①NaCl溶于水②HCl溶于水③O2溶于水 ④Na2O2溶于水⑤I2升华⑥固体NaOH熔化。未发生化学键破坏的是______,仅发生离子键破坏的是_________________________________________________________, 仅发生共价键破坏的是________,既发生离子键破坏,又发生共价键破坏的是________。(填序号) 【答案】③⑤①⑥②④ 【变式2】 (1)在CaCl2、NaOH、CH4、H2、H2O、H2O2、Na2O2、(NH4)2SO4中: ①只含离子键的是________。 ②只含极性键的是________。 ③只含非极性键的是________。 ④既含有离子键又含有极性键的是________。 (2)将NaHSO4溶于水,破坏了NaHSO4中的________,写出其电离方程式________________。 (3)将NaHSO4加热熔化,破坏了NaHSO4中的________,写出其电离方程式________________。 【答案】(1)①CaCl2②CH4、H2O③H2④NaOH、(NH4)2SO4 (2)离子键和共价键,NaHSO4=Na++H++SO42— (3)离子键,NaHSO4=Na++HSO4— 【高清课堂:化学键例3】 【变式3】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 【高清课堂:化学键例4】 【变式4】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。 【高清课堂:化学键例2】举一反三: 【变式1】下列含有非极性键的共价化合物是 A .HCl B .Na 2O 2 C .C 2H 2 D .CH 4 E .H 2C 2O 4 F .H 2O 2 G . H .NaOH 【答案】C 、E 、F 、G 【变式2】Q 、W 、X 、Y 、Z 为5种短周期元素,且原子序数依次增大。W 、X 与Y 同周期,Y 与Z 同主族。Q 与W 可以按照原子个数比4∶1形成化合物甲,且甲分子中含有10个电子。Q 与X 形成化合物乙,乙可与Z 的最高价氧化物的水化物按照物质的量之比2∶1反应形成盐丙。 (1)甲的电子式是________。 (2)Q 和Y 形成的既含极性键又含非极性键的共价化合物的化学式是________。 (3)向少量丙溶液中加入浓Ba(OH)2溶液至过量并加热,反应的离子方程式是________________。【答案】 (1)(2)H 2O 2(3)2NH 4++SO 42-+Ba 2++2OH - BaSO 4↓+2NH 3↑+2H 2O 【解析】Q 为H 元素,W 为C 元素,X 为N 元素,Y 为O 元素,Z 为S 元素。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】下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是A .BF 3B .H 2S C .SiCl 4D .PCl 5E .BeCl 2F .PCl 3G .CS 2H .N 2I .光气(COCl 2)J .SF 6K .XeF 2L .NCl 3M .Ne N .HCHO 【答案】CFGHILM 【变式2】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 、 ·Mg ·+·O ·—→Mg 2+ O 2- I Br H C H H H 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CO 2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CO 2分子中C 、O 原子最外层均为8个电子。又如NO 2分子中的N 原子、BF 3中的B 原子等均不满足8电子稳定结构。 【变式3】短周期的四种元素X 、Y 、Z 、W 其原子序数依次增大,Z 原子最外层电子数是X 、Y 、W 三种原子的最外层电子数之和,Z 与X 、Y 、W 三种元素分别形成原子个数比为1∶1的化合物分别是A 、B 、C ,其中化合物C 在空气中容易变白色,请回答: (1)写出Z 的电子式________。 (2)写出化合物YZ 2的电子式:________,写出化合物C 的电子式:________。(3)X 和Y 按4∶1形成化合物,用电子式表示其形成过程________。(4)写出化合物C 在空气中变白色的化学方程式:________________。【答案】 (1 )(2)(3) (4)2Na 2O 2+2H 2O==4NaOH+O 2↑,2Na 2O 2+2CO 2==2Na 2CO 3+O 2 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 .NH 3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(NH 3、H 2O 、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;NH 3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 .N 2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 Na +O O 2- Na +O C O 4H ·+·C ·—→H C H H H