第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
第1课时 离子键
(1)以典型物质为例认识离子键形成,建立离子键的概念。
(2)能用电子式对离子键进行表征。
(3)能从宏观现象及化学键等不同角度对物质进行分类。能对典型物质的微粒间相互作用进行分析,能从物质的构成微粒及相互作用角度说明物质性质的共性、差异及其原因,解释同类物质性质变化的规律。
【内容分析】
初中化学中讨论了离子的概念,学生知道带正电的Na+与带负电的Cl-形成了NaCl,也知道了物质是由分子、原子或离子构成的,但学生并不知道离子化合物、共价化合物的概念,也不知道它们是如何形成的。本节从微观粒子间相互作用的视角,讨论物质的构成,并揭示化学反应的本质。
学生已经知道活泼的金属钠与活泼的非金属氯可以反应生成氯化钠,所以,本节从学生非常熟悉的物质人手,提出"从原子结构的角度来看,钠原子和氯原子是怎样形成氯化钠的呢"这一问题,接下来从微粒间相互作用的视角,讨论钠原子和氯原子如何相互作用以达到稳定结构,来解释NaCI的形成,从而引出离子键的概念。
教材引入了电子式、分子结构模型等,以帮助学生形象地认识微观、抽象的概念,电子式的呈现突出其工具性,以使学生易于理解原子核外电子排布,说明物质的形成过程。
化学键对于学生来说是个新的概念,在必修阶段学业要求不高,教材只介绍了简单的离子化合物和共价化合物中的化学键类型。例如,关于离子键,只以NaCI的形成为例,并只说明"由活泼金属与活泼非金属形成离子化合物",列举的也是简单的物质。必修阶段的化学键内容只是为了使学生更好地认识分子的结构和微粒间的相互作用,并没有深入讨论,更多相关内容将在选择性必修课程中做系统介绍。
【教学重点和难点】
重点∶离子键、离子化合物的概念;电子式的书写。
难点∶从微粒间相互作用的视角,认识化学反应的本质。
【教学流程】
【问题引入】
从元素周期表可以看出,到目前为止,已经发现的元素有一百多种。然而,由这一百多种元素的原子构成的物质已超过1亿种。那么,元素的原子之间通过什么作用形成如此丰富的物质呢?
【学习任务一】宏观角度,感受化学键的存在
【思考与交流】
(1)观看钠在氯气中燃烧的实验视频,描述实验现象,写出化学方程式。
【设计意图】通过观看钠与氯气反应,从宏观的角度感受在化学反应中化学键的存在。
【学习任务二】微观探析,认识离子键的形成
【思考与交流】(2)画出钠原子、氯原子的结构示意图,分析其稳定性。从原子结构的角度分析钠原子和氯原子是怎样形成氯化钠的,用示意图的方式表示出来?
【思考与交流】(3)氯化钠中Na+和Cl—为什么可以结合在一起?它们之间存在哪些作用力?
静电作用
异性电荷(Na+和Cl—)间的静电引力;
同性电荷(电子与电子、原子核与原子核)间的静电斥力
【设计意图】结合原子结构示意图从微观的角度认识离子键的形成过程,得出离子键的概念。
【新概念】
1、离子键——使阴、阳离子之间结合成化合物的静电作用叫做离子键。
【概念的运用】离子键存在哪些化合物之中?请举例说明。
NaCl、MgCl2、KCl、Na2O、MgO、NaOH、Na2SO4、NH4Cl等等。
2、离子化合物———由离子键构成的化合物。
【小结】离子键存在范围(物质类别)——强碱、大多数盐及金属氧化物
【概念辨析】
判断正误:(1)离子化合物一定含有离子键?
(2)含有离子键的化合物一定是离子化合物?
【学习评价】1、2
【学习任务三】符号表征——用电子式表示离子化合物的形成过程
电子式: 在元素符号周围用小黑点 · (或×)来表示粒子最外层电子的式子。
1、微粒的电子式表示方法:
【小结】离子的电子式表示方法:
(1)简单阳离子(金属离子)的电子式直接用离子符号表示;
(2)阴离子的电子式:不但要画出最外层电子,且要用括号“[ ]”括起来,并在右上角标出“n-”电荷字样。
(3)离子化合物的电子式:由阴、阳离子的电子式组成,相同离子不能合并。
2、用电子式表示离子化合物的形成过程:
【学习评价】3、4、5
【总结】
【问题情景素材】
【思考与交流】
(1)观察钠在氯气中燃烧的实验,描述实验现象,写出化学方程式。
(2)画出钠原子、氯原子的结构示意图,分析其稳定性。从原子结构的角度分析钠原子和氯原子是怎样形成氯化钠的,用示意图的方式表示出来?
(3)氯化钠中Na+和Cl—为什么可以结合在一起?它们之间存在哪些作用力?
【使用建议】本节概念、理论较多。要设计好问题的梯度,应低起点、小台阶设计教学,逐步突破教学难点、重点。
【实验素材】
1、【实验3-4】在一支试管中加入5mL盐酸,再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后,将点燃的木条放在试管口,你观察到什么现象
2、【实验3-5】在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液,然后向其中一支试管中放入一小块铝片,向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。观察现象。过一段时间后,将点燃的木条分别放在两支试管口,你观察到什么现象
【练习素材】
1、下列物质中,属于离子化合物的是___________________。
①KOH ②ZnSO4 ③ H2O ④ NH4Cl ⑤CO2 ⑥MgO ⑦HCl ⑧NH3·H2O
【答案】①②④⑥
2、下列性质中,能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.水溶液能导电 D.熔融状态能导电
【答案】D
3、用电子式表示下列微粒或物质的核外电子结构。
(1)Ca _______________ (2)S _________________
(3)Ca2+_______________ (4)S2-_________________
(5)CaCl2______________ (6)Na2S_______________
【答案】略
4、下列化合物电子式书写正确的是( )
【答案】D
5、用电子式表示下列物质的形成过程。
(1)KCl
(2)MgF2
(3)BaCl2
(4)MgO
【答案】略第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
第1课时 离子键
1.(2020·全国高一课时练习)下列说法正确的是( )
A.熔融状态下能导电的物质一定是离子化合物
B.金属元素与非金属元素一定形成离子化合物
C.阴、阳离子通过静电引力所形成的化学键称为离子键
D.在化合物中,两个氯离子之间不存在离子键
【答案】D
【解析】
A.能导电的物质不一定是电解质,金属单质在熔融状态下也能导电,A项错误;
B.金属元素和非金属元素也有可能形成共价化合物,如,B项错误;
C.阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键称为离子键,静电作用包括静电引力和静电斥力,C项错误。
D.氯化钙电子式为,两个氯离子不靠近,不存在离子键,D正确。
【点睛】
本题易错点为B,注意为共价化合物。同样,非金属之间也不一定形成共价化合物,如氯化铵是离子化合物。
2.下列物质属于离子化合物的是( )
A.CO2 B.Ne C.HCl D.NaCl
【答案】D
【解析】
A.CO2中C原子与O原子间通过共价键形成共价化合物,A不合题意;
B.Ne为单原子单质分子,B不合题意;
C.HCl中H原子与Cl原子间通过共价键形成共价化合物,C不合题意;
D.NaCl由Na+与Cl-间通过离子键形成离子化合物,D符合题意;
故选D。
3.下列物质中,含有离子键的是( )
A.NH3 B.CO2 C.N2 D.MgCl2
【答案】D
【解析】
A. 氨气是共价化合物,只含共价键,故A不选;
B. 二氧化碳是共价化合物,只含共价键,故B不选;
C. 氮气是单质,只含共价键,故C不选;
D. MgCl2是离子化合物,且只含离子键,故选D;
4.下列性质中,可以证明某化合物中一定存在离子键的是( )
A.可溶于水 B.有较高的熔点
C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电
【答案】D
【解析】
A.可溶于水的化合物,不一定是离子化合物,如HCl等,A项错误;
B.具有较高熔点的化合物,不一定是离子化合物,如二氧化硅等,B项错误;
C.水溶液能导电的化合物,不一定是离子化合物,如醋酸、硫酸等,C项错误;
D.熔融状态下能导电的化合物中含有阴阳离子,所以一定是离子化合物,一定含有离子键,D项正确;
5.下列微粒的电子式书写错误的是( )
A.氯原子 B.氧离子
C.氟化钙 D.硫化钠
【答案】C
【解析】在书写离子化合物的电子式时,每个离子都要单独写,而且要符合其实际相邻关系。
A.氯原子核外有7个电子,其电子式为,A正确;
B.氧离子为氧原子得到2个电子,形成为阴离子,电子式为,B正确;
C.氟化钙为离子化合物,电子式为,C错误;
D.硫化钠为离子化合物,电子式为,D正确;
6.我国西部地区蕴藏着丰富的锂资源,开发锂的用途是一个重要的科学课题。关于锂的叙述不正确的是( )
A.锂是较轻的金属 B.LiOH的碱性比NaOH弱
C.锂的化学性质比钠活泼 D.Li2O是离子化合物
【答案】C
【详解】
A.锂是碱金属,碱金属单质密度从上到下逐渐增大(Na、K反常),则锂是较轻的金属,故A正确;
B.元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性:Na>Li,则LiOH的碱性比NaOH弱,故B正确;
C.钠和锂为同主族元素,最外层都为一个电子,钠原子的半径比锂原子的大,更易失去最外层电子,则钠的化学性质比锂活泼,故C错误;
D.Li2O是离子化合物,故D正确;
答案选C。
7.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于I A族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A.元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B.由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
【答案】B
【分析】
Y是迄今发现的非金属性最强的元素,可知Y应为F,X原子的最外层有6个电子,且原子序数小于F,X应为O元素,在周期表中Z位于IA族,由原子序数关系可知Z为Na元素,W与X属于同一主族,W应为S元素。
【详解】
A.元素X、W的简单阴离子分别为O2 、S2 ,离子的电子层结构不同,A项错误;
B.Y为F,Z为Na,由Y、Z两种元素组成的化合物为NaF,是离子化合物,B项正确;
C.非金属性F>S,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故W的简单气态氢化物的热稳定性不如Y的强,C项错误;
D.原子核外电子层数越多,原子半径越大,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则半径r(F)<r(O)<r(S)<r(Na),即原子半径:r(Y)<r(X)<r(W)<r(Z),D项错误;
答案选B。
8.下列说法中不正确的是( )
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
B.熔融状态下能导电的化合物一定含离子键;金属与非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
C.NaCl中所有的原子均为8电子稳定结构
D.熔融的NaHSO4发生NaHSO4=Na++HSO4-,此时破坏的只有离子键
【答案】B
【详解】
A.元素的非金属性越强,其相应氢化物的稳定性就越强。由于元素的非金属性:F>Cl>Br>I,所以HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,A正确;
B.熔融状态下能导电的化合物为离子化合物,其中一定含离子键;金属与非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,如氯化铝是共价化合物,B错误;
C.NaCl中所有的原子均为8电子稳定结构,C正确;
D.NaHSO4溶于水时发生NaHSO4=Na++H++,此时破坏了离子键和共价键,D正确;
故选B。
二、填空题
9.下列物质中,①H2O ②O2 ③Na2O2 ④NaOH ⑤NaBr ⑥AlCl3 ⑦Ne ⑧H2O2
(1)存在离子键的是__________________
(2)属于离子化合物的是___________________
【答案】⑤ ③④⑤
【详解】①H2O为共价化合物,只存在H-O极性共价键;
②O2只存在O=O非极性共价键;
③Na2O2为离子化合物,存在离子键、O-O极性共价键;
④NaOH为离子化合物,存在离子键、H-O极性共价键;
⑤NaBr为离子化合物,只存在离子键;
⑥AlCl3 为共价化合物,只存在极性共价键
⑦Ne为单原子分子,不存在化学键
⑧H2O2为共价化合物,存在O-O极性共价键和H-O极性共价键
综上所述,只存在只存在离子键的是⑤;属于离子化合物的是③④⑤。
10.(1)写出下列物质的电子式。
①Na2O2___________________________________ ②NaOH___________________
③NH4Cl_______________________________________
用电子式表示下列物质的形成过程。
Na2S________________________
【答案】(1)① ② ③
(2)(共17张PPT)
第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
第1课时 离子键
从元素周期表可以看出,到目前为止,已经发现的元素有一百多种。然而,由这一百多种元素的原子构成的物质已超过1亿种。那么,元素的原子之间通过什么作用形成如此丰富的物质呢?
【学习任务一】宏观角度,感受化学键的存在
氯化钠晶体
氯化钠晶体结构
【思考与交流】
(1)观察钠在氯气中燃烧的实验视频,描述实验现象,写出化学方程式。
2Na+Cl2 2NaCl
点燃
实验现象:剧烈燃烧,产生黄色火焰,有白烟生成
【学习任务二】微观探析,认识离子键的形成
Na+
Cl-
电子转移
1
不稳定
稳 定
失去1e-
得到1e-
7
(2)画出钠原子、氯原子的结构示意图,分析其稳定性。从原子结构的角度分析钠原子和氯原子是怎样形成氯化钠的,用示意图的方式表示出来?
【思考与交流】(3)氯化钠中Na+和Cl—为什么可以结合在一起?它们之间存在哪些作用力?
Na+
Cl-
(1)异性电荷(Na+和Cl—)间的静电引力;
静电作用:
(2)同性电荷(电子与电子、原子核与原子核)间的静电斥力
【新概念】
——使阴、阳离子之间结合成化合物的静电作用叫做离子键。
(3)成键条件:
(1)成键粒子:
①活泼金属(IA、IIA)和活泼非金属 (VIA、VIIA)间
阴、阳离子
(2)离子键的实质:
静电作用
静电引力
静电斥力
②金属阳离子(或NH4+ )和某些带电原子团之间
离子键
离子键
NaCl、MgCl2、KCl、Na2O、MgO、NaOH、Na2SO4、NH4Cl等等。
离子键存在哪些化合物之中?请举例说明。
—由离子键构成的化合物。
【新概念】
离子键存在范围(物质类别)?
【概念辨析】
判断正误:(1)离子化合物一定含有离子键?
(2)含有离子键的化合物一定是离子化合物?
离子化合物
存在离子键的化合物:如NaOH、NaCl、MgCl2、KCl、Na2SO4、NH4Cl、Na2O、MgO等等。
强碱、大多数盐及金属氧化物
【学习评价】
1、下列物质中,属于离子化合物的是___________________。
①KOH ②ZnSO4 ③ H2O ④ NH4Cl ⑤CO2 ⑥MgO ⑦HCl ⑧NH3·H2O
强碱、大多数盐及金属氧化物
①②④⑥
2、下列性质中,能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.水溶液能导电 D.熔融状态能导电
【学习任务三】符号表征——用电子式表示离子化合物的形成过程
电子式: 在元素符号周围用小黑点 · (或×)来表示粒子最外层电子的式子。
原子的电子式:
Na·
Cl ·
··
··
··
·Mg ·
·O·
··
··
离子的电子式:
Na+
[ Cl ]—
··
··
:
:
Mg2+
[ O ]2-
··
··
:
:
【小结】离子的电子式表示方法:
(2)阴离子的电子式:不但要画出最外层电子,且要用括号“[ ]”括起来,并在右上角标出“n-”电荷字样。
(1)简单阳离子(金属离子)的电子式直接用离子符号表示;
NaCl
Na2O
离子化合物的电子式如何表示?
MgCl2
离子化合物的电子式:由阴、阳离子的电子式组成,相同离子不能合并。
用电子式如何表示离子化合物的形成过程?
Na ·
Cl
Na
Cl
Na
O
Na
Na
O
2-
Na+
Na+
Cl
Mg
Cl
Mg
2
Cl
Cl
NaCl
Na2O
MgCl2
原子的电子式
化合物的电子式
书写格式:
注意事项:左边相同原子可合并写,右边相同离子不合并;
用弧形箭头( )表明电子转移方向(也可不标)
【学习评价】
1、用电子式表示下列微粒或物质的核外电子结构。
(1)Ca __________ (2)S ___________
(3)Ca2+_________ (4)S2-__________
(5)CaCl2__________ (6)Na2S__________
2.下列化合物电子式书写正确的是( )
3、用电子式表示下列物质的形成过程。
(1)KCl
(2)MgF2
(3)BaCl2
(4)MgO
4. [2015全国卷.新课标I.12T]
W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是
A.单质的沸点:W>X
B.阴离子的还原性:W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:YD.X与Y不能存在于同一离子化合物中
B
H N P Cl
使阴阳离子结合成化合物的静电作用
含有离子键的化合物
离子键
离子化合物
电子式
离子化合物的形成过程
原子、离子、离子化合物
在元素符号周围用小黑点 · (或×)来表示粒子最外层电子的式子。
总结:第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
第2课时 共价键
(1)以典型物质为例认共价键的形成,建立化学键的概念。
(2)能用电子式对共价键进行表征。能描述和表示化学键理论模型,指出模型表示的含义,并用模型解释和推测物质的组成、结构、性质及变化。
(3)知道分子存在一定的空间结构。认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质及能量变化的主要原因。
【内容分析】
初中化学中讨论了离子的概念,学生知道带正电的Na+,与带负电的Cl—形成了NaCl,也知道了物质是由分子、原子或离子构成的,但学生并不知道离子化合物、共价化合物的概念,也不知道它们是如何形成的。本节从微观粒子间相互作用的视角,讨论物质的构成,并掲示化学反应的本质。
本节基本概念较多且抽象,教材内容釆用归纳的呈现方法,从个别到一般,在离于键和共价键的基础上,归纳出化学键的概念。
学生已经知道氢气与活泼的非金属单质氯气可以反应生成氯化氢,所以,本节从学生非常熟悉的物质入手,提岀“从原子结构的角度来看,为什么1个氢原子和1个氯原子结合成氯化氢,而不是以其他个数比结合呢?”这一问题,接下来从微粒间相互作用的视角,讨论氢原子和氯原子如何相互作用以达到稳定结构,来解释HCl的形成,从而引出共价键的概念。因为上一节课已经讨论了离子键的形成,在本节课再利用“相互作用达到稳定结构”这一思路来讨论共价键,可以使学生认识共价键的概念更容易些。
教材引入了电子式、分子结构模型等,以帮助学生形象地认识微观、抽象的概念,电子式的 呈现突出其工具性,以使学生易于理解原子核外电子排布,说明物质的形成过程;分子结构模型是一种实物模型,在本节呈现重在体现分子的结构,帮助学生认识到分子是有一定的空间结构的;并且,还可以形象地解释化学反应的本质。
化学键对于学生来说是个新的概念,在必修阶段学业要求不高,教材只介绍了简单的离子化合物和共价化合物中的化学键类型。例如,关于离子键,只以NaCl的形成为例,并只说明“由活泼金属与活泼非金属形成离子化合物”,列举的也是简单的物质;关于共价键的槪念,与离子键的处理方式类似,是以HC1的形成为例,并列举其他结构简单的物质;此外,通过共价化合物,简单说明了分子具有一定的空间结构,并简介了极性键和非极性键。必修阶段的化学键内容只是为了使学生更好地认识分子的结构和微粒间的相互作用,并没有深入讨论,更多相关内容将在选择性必修课程中做系统介绍。
【教学重点和难点】
重点:共价键、共价化合物的概念;电子式的书写。
难点:从微粒间相互作用的视角,认识化学反应的本质。
【教学流程】
【学习任务一】宏观辨识,感受化学键的存在
【情景创设】通常情况下,水加热至100℃时可以变为水蒸气;加热至2000℃或通电时才能解离成氢气和氧气。这说明了什么?
结论:水分子内部的氢原子和氧原子之间存在相互作用。
设计意图:通过对比液态水汽化和水的解离条件以及所涉及的物理变化和化学变化,说明水分子内部的氢原子和氧原子之间存在相互作用, 并且这种作用比水分子之间的作用要强得多。从宏观角度感受化学键的存在。
【学习任务二】微观表征,认识共价键的形成
思考:为什么形成水分子的氢原子为2个,氧原子为1个?结合原子结构分析水分子中氢原子和氧原子的相互作用。
【新概念】共价键
原子间通过共用电子对所形成的相互作用称为共价键。
哪些物质中存在共价键,请举例说明。
H2、O2、Cl2、CO2、H2O、HF、OH-、SO42-、NH4+等等。
【小结】存在共价键的物质类别:多原子单质分子、非金属氧化物、非金属氢化物、带电原子团等
设计意图:通过提出“分子为什么由一定的个数比结合?”这一问题,从微观的角度认识共价键的形成过程,得出共价键的概念,并对共价键的成键粒子、成键本质、成键元素进行小结归纳。
【思考】由同种元素原子形成的共价键和不同种元素形成的共价键有什么区别?举例说明。(提示:共用电子对是否发生偏移)
共价键的类型
非极性键:同种元素原子吸引电子能力相同,共用电子对不偏向任何一个原子,成键的原子因此而不显电性。
例如:H2、O2、Cl2,原子化合价为0。
极性键:不同种元素原子吸引电子的能力不相同,共用电子对偏向吸引电子能力强的一方,所 以吸引电子 能力强的原子一方显负电性 ,吸引电子能力弱的原子一 方显正电性。
例如:HCl,氯原子吸引共用电子对能力更强,故显-1价,氢显+1价。
【学习评价】练习素材1
【思考】含有离子键的化合物是离子化合物,含有共价键的化合物是共价化合物?
【新概念】共价化合物
共价化合物:以共用电子对形成分子的化合物。
【学习评价】练习素材2
设计意图:通过相关练习及时帮助学生理解共价键的相关概念。
【学习任务三】符号表征,加深共价键的理解
用电子式表示共价分子和共价分子的形成过程:
【小结】用电子式表示共价分子和共价分子的形成过程书写格式:
原子的电子式→分子的电子式
【学习评价】练习素材3
设计意图:从宏观、微观和符号三个维度认识和理解化学知识,并建立三者之间的内在联系,这是化学学科特有的思维方式,是化学学科教与学的有效方法。化学键的学习,不但要引导学生从宏观层面上感受化学健的真实存在,从微观层面认识化学键的形成和本质,还必须学会用化学符号表征化学键的形成过程,将复杂的化学问题简单化,抽象的化学问题具体化、显性化。
【拓展】在化学上,常用一根短线 “—”表示1对共用电子,如氯分子可以表示 为Cl-C1。 这种图示叫做结构式。
常见物质的电子式、结构式以及空间构型:
【讨论】从化学键变化的角度分析氢气和氯气反应生成氯化氢的过程。
【小结】化学反应的本质:旧化学键断裂和新化学键形成
设计意图:知道分子存在一定的空间结构。认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质及能量变化的主要原因。
【整理归纳】
(1)化学键——相邻的原子之间强烈的相互作用。
(2)离子化合物和共价化合物
【学习评价】4、5
【拓展】分子间作用力(范德华力和氢键)教材P110 资料卡片
分子间作用力:把分子聚集在一起的作用力。对物质的熔点、沸点等有影响。
【思考】根据上述物质的变化过程,你能比较出分子间作用力和化学键的强弱吗?
氢键:也是一种分子间作用力,它比化学键弱,但比范德华力强,氢键会使物质的熔点和沸点升高。
氢键的形成
【问题素材】
通常情况下,水加热至100℃时可以变为水蒸气;加热至2000℃或通电时才能解离成氢气和氧气。这说明了什么?
为什么形成水分子的氢原子为2个,氧原子为1个?
【练习素材】
下列物质是否含有共价键,如果有,请指明共价键的类型。
①N2 ②CO2 ③CH4 ④Na2O2 ⑤NaOH ⑥H2O2 ⑦NH4Cl
【答案】①非极性键 ②极性键 ③极性键 ④离子键、非极性键 ⑤离子键、极性键
⑥极性键、非极性键 ⑦离子键、极性键
2、下列物质中存在共价键的是____________________________;属于共价化合物的是_________________。
H2、 MgO、 Cl2、 CO2、 HF、 NaOH、 H2O、 Na2SO4、 NH4Cl
【答案】H2、 Cl2、 CO2、 HF、 NaOH、 H2O、 Na2SO4、 NH4Cl;
CO2、 HF、 H2O
3、写出①、②、③的电子式,并用电子式表示④、⑤其形成过程。
①CO2______________________
②N2________________________
③CCl4______________________
④NH3__________________________________________________________
⑤HF_____________________________________________________
【答案】略
4、下列化学键的说法中,不正确的是( )
A.化学键是一种作用力
B.化学键可以使离子相结合,也可以使原子相结合
C.化学反应过程中,反应物分子内的化学键断裂,产物分子中化学键形成
D.非极性键不是化学键
答案:选D.
5、下列变化中,不需要破坏化学键的是( )
A.加热氯化铵 B.干冰气化
C.食盐溶于水 D.氯化氢溶于水
答案:选B.干冰气化破坏分子间作用力第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
第2课时 共价键
1.下列物质中,既含有极性共价键,又含有非极性共价键的是( )
A.CH4 B.CO2 C.NH4Cl D.H2O2
【答案】D
【解析】
A. CH4中只有极性共价键,A不符合题意;
B. CO2中只有极性共价键,B不符合题意;
C. NH4Cl中含有离子键和极性共价键,C不符合题意;
D.H2O2中既含有极性共价键,又含有非极性共价键,D符合题意;
答案选D。
2.下列物质中,既有离子键又有共价键的是( )
A.CaCl2 B.Na2O2 C.H2O D.NaCl
【答案】B
【解析】一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,铵根离子和酸根离子之间存在离子键。
A. 氯化钙中钙离子和氯离子之间只存在离子键,故A错误;
B. Na2O2中钠离子和过氧根离子之间存在离子键,氧和氧原子之间存在共价键,故B正确;
C. 水分子中氢、氧之间只存在共价键,故C错误;
D. NaCl中钠离子和氯离子之间只存在离子键,故D错误。
3.下列各组物质都是共价化合物的是( )
A.H2S和Na2O2 B.H2O和NH4Cl
C.NH3和N2 D.HNO3和HCl
【答案】D
【解析】
A. H2S为共价化合物,Na2O2为离子化合物,故A不符合题意;
B.H2O为共价化合物,NH4Cl为离子化合物,故B不符合题意;
C.NH3为共价化合物, N2为单质,故C不符合题意;
D.HNO3和HCl都为共价化合物,故D符合题意;
【点睛】
根据化合键型判断化合物类别。如离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键;共价化合物只含有共价键。
4.(2020·湖北江夏·金口中学月考)在下列化学反应中既有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成的是( )
A.Cl2+H2O=HClO+HCl
B.Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
C.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
D.NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
【答案】C
【解析】
一般金属元素与非金属元素形成离子键,同种非金属元素之间形成非极性共价键,不同非金属元素之间形成极性共价键,铵盐中铵根离子和酸根离子之间存在离子键,据此分析解答。
A.没有离子键的断裂与形成,也没有非极性键的形成,A不正确;
B.没有非极性键的断裂与形成,B不正确;
C.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成,故C正确;
D.没有非极性键的断裂与形成,D不正确;
5.下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型、物质发生状态变化所克服的粒子间的相互作用也相同的是( )
A.SO3和HCl B.KCl和Mg C.NaCl和H2O D.CCl4和SiO2
【答案】A
【解析】
A.SO3和HCl都是分子晶体,都有极性共价键,物质发生状态变化都克服分子间作用力,A符合题意;
B.KCl为离子晶体,Mg为金属晶体,晶体类型不同,化学键类型不同,物质发生状态变化时,前者克服的是离子键,后者克服的是金属键,B不符合题意;
B.NaCl为离子晶体,H2O为分子晶体,晶体类型不同,化学键类型不同,物质发生状态变化时,前者克服的是离子键,后者克服的是分子间作用力,C不符合题意;
D.CCl4是分子晶体,SiO2是原子晶体,都有极性共价键,物质发生状态变化前者克服分子间作用力,后者克服的是共价键,晶体类型不同,D不符合题意;
6.(2020·江苏高考真题)反应可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是
A.中子数为9的氮原子:
B.N2分子的电子式:
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl
D.Cl-的结构示意图:
【答案】C
【解析】
A.N原子的质子数为7,中子数为9的氮原子的质量数为7+9=16,该氮原子表示为,A错误;
B.N2分子中两个N原子间形成3对共用电子对,N2分子的电子式为,B错误;
C.Cl2分子中两个Cl原子间形成1对共用电子对,Cl2分子的结构式为Cl—Cl,C正确;
D.Cl-的核电荷数为17,核外有18个电子,Cl-的结构示意图为,D错误;
7.下列关于化学键的说法正确的是( )
A.构成单质分子的微粒一定含有共价键
B.全部由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键
C.非极性键只存在于非金属单质或共价化合物中
D.化学键包括离子键、共价键、氢键
【答案】B
【解析】
A.构成单质分子的微粒中,稀有气体分子内不含有共价键,A不正确;
B.全部由非金属元素组成的化合物(铵盐)中含有离子键,B正确;
C.非极性键也存在于离子化合物中,如Na2O2中含氧氧键,C不正确;
D.氢键不属于化学键,它属于分子间作用力,D不正确;
8.下列每组物质发生转化时所克服的作用力属于同种类型的是( )
A.碘和干冰的升华 B.氯化钠的熔化与冰的融化
C.氯化氢和酒精溶于水 D.二氧化硅和生石灰的熔化
【答案】A
【解析】
A. 碘和干冰升华时克服的作用力都是分子间作用力,A项符合;
B. NaCl熔化时克服的作用力是离子键,冰融化时克服的作用力是分子间作用力,B项不符合;
C. 氯化氢溶于水克服的作用力是共价键,酒精溶于水克服的作用力是分子间作用力,C项不符合;
D. 是由原子构成的共价化合物,熔化时克服的作用力是共价键,CaO是离子化合物,熔化时克服的作用力是离子键,D项不符合;
9.下列变化中,不需要破坏化学键的是( )
A.电解水 B.碘升华
C.加热氯酸钾使其分解 D.氯化钠溶于水
【答案】B
【解析】
A.电解水发生化学变化,旧化学键断裂,形成新化学键A项错误;
B. 碘升华,化学键不变,只破坏分子间作用力,B项正确;
C. 加热氯酸钾使其分解,发生化学变化,化学键被破坏,C项错误;
D. 氯化钠溶于水,发生电离,离子键被破坏,D项错误;
10.(2020·贵阳市第十四中学高一期末)下列化学用语正确的是( )
A.H2S的电子式: B.S2-结构示意图:
C.Na2O2的电子式: D.CCl4的电子式:
【答案】B
【解析】
A.H2S是共价化合物,电子式为,A错误;
B.S2-的质子数是16,核外电子数是18,结构示意图为,B正确;
C.Na2O2是离子化合物,电子式为,C错误;
D.CCl4是共价化合物,电子式为,D错误。
二、填空题
11.下列物质中,①H2O ②O2 ③Na2O2 ④NaOH ⑤NaBr ⑥AlCl3 ⑦Ne ⑧H2O2
只存在共价键的是___________________
含有极性键和非极性键的是__________________
含有离子键和极性键的是______________
含有离子键和非极性键的是_______________
属于共价化合物的是_______________________
【答案】①②⑥⑧ ⑧ ④ ③ ①⑥⑧
【详解】①H2O为共价化合物,只存在H-O极性共价键;
②O2只存在O=O非极性共价键;
③Na2O2为离子化合物,存在离子键、O-O极性共价键;
④NaOH为离子化合物,存在离子键、H-O极性共价键;
⑤NaBr为离子化合物,只存在离子键;
⑥AlCl3 为共价化合物,只存在极性共价键
⑦Ne为单原子分子,不存在化学键
⑧H2O2为共价化合物,存在O-O极性共价键和H-O极性共价键
综上所述,只存在共价键的是①②⑥⑧;含有极性键和非极性键的是⑧ ;含有离子键和极性键的是④;含有离子键和非极性键的是③;属于共价化合物的是①⑥⑧。
12.(1)写出下列物质的电子式。
①H2O2________________________ ②CO2____________________________________
用电子式表示下列物质的形成过程。
H2O________________________
【答案】(1)① ②
(2)
13.(2020·福建莆田一中高一期末)下表是元素周期表的一部分,请参照元素①-⑩在表中的位置,回答下列问题。
族 周期 IA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)②的原子结构示意图是____。
(2)化学性质最不活泼的元素是_____(填元素符号)。
(3)在③、④、⑤、⑥这些元素形成的最简单离子中,离子半径由大到小的顺序是__________。(填离子符号)。
(4)在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的物质与碱性最强的物质在水溶液中发生的化学方程式为_________。
(5)由元素③、⑤、⑨形成的一种常见的杀菌消毒剂中存在的化学键有____。
(6)由元素⑧和⑨形成的某种化合物可表示为X2Y2(其中各原子均满足8电子稳定结构),写出X2Y2的电子式:______。
【答案】 Ar )O2->F->Na+>Al3+ NaOH+HClO4=NaClO4+H2O 共价键、离子键
【解析】
【分析】
由元素在周期表位置可知,①为C,②为N,③为O,④为F,⑤为Na,⑥为Al,⑦为Si,⑧为S,⑨为Cl,⑩为Ar元素,然后结合原子结构与元素性质及元素周期律分析解答。
【详解】
(1)②为N元素,其原子核外电子排布为2、5,所以原子结构示意图为;
(2)0族元素Ar原子最外层有8个电子,既不容易失去电子,也不容易得到电子,化学性质最不活泼,最稳定;
(3)根据元素在周期表的位置可知:③为O,④为F,⑤为Na,⑥为Al,这几种元素形成的离子核外电子排布都是2、8,电子层结构相同。对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以这几种元素形成的离子中,离子半径由大到小的顺序是:O2->F->Na+>Al3+;
(4)同一周期元素随原子序数的增大,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;同一主族元素,原子序数越大,元素的金属性越强,非金属性越弱。在上述元素中金属性最强的是Na元素,其形成的最高价氧化物对应的水化物是NaOH;能够形成含氧酸的非金属性最强的元素是Cl元素,其形成的最高价含氧酸是HClO4,二者在水溶液中发生反应产生NaClO4和H2O,反应的化学方程式为:NaOH+HClO4 =NaClO4+H2O;
(5)③为O,⑤为Na,⑨为Cl,由这三种元素形成的一种常见的杀菌消毒剂是NaClO,该物质是离子化合物,Na+与ClO-通过离子键结合,在阴离子ClO-中,Cl与O原子之间通过共价键结合,故该化合物中存在的化学键有离子键、共价键;
(6)⑧为S,⑨为Cl,由元素⑧和⑨形成的某种化合物可表示为X2Y2是S2Cl2,2个S原子通过一个共价键结合,每个S原子分别与1个Cl原子结合,从而使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构,其电子式为:。(共19张PPT)
第四章 物质结构 元素周期律
第三节 化学键
第2课时 共价键
H2O(l)
100℃
H2O(g)
2000℃
H2(g)+O2(g)
【情景创设】通常情况下,水加热至100℃时可以变为水蒸气;加热至2000℃或通电时才能解离成氢气和氧气。这说明了什么?
结论:水分子内部的氢原子和氧原子之间存在相互作用。
物理变化
(物质的聚集状态发生变化)
化学变化
(原子重新组合)
【学习任务一】宏观辨识,感受化学键的存在
思考:为什么形成水分子的氢原子为2个,氧原子为1个?结合原子结构分析水分子中氢原子和氧原子的相互作用。
H
O
结构不稳定
如何获得稳定结构?
O
·
·
··
··
H·
·H
·
·
O
··
··
·
·
H
H
用电子式表示
H和O通过形成共用电子对的方式,使双方均达到稳定结构。
【学习任务二】微观表征,认识共价键的形成
原子间通过共用电子对所形成的相互作用称为共价键
【新概念】共价键
成键粒子:
成键本质:
成键元素:
原子
共用电子对形成的相互作用
非金属元素间(一般)
或某些不活泼金属和非金属间
共价键
哪些物质中存在共价键,请举例说明。
H2、O2、Cl2、CO2、H2O、HF、OH-、SO42-、NH4+等等。
多原子单质分子、非金属氧化物、非金属氢化物、带电原子团等
【思考】
同种元素原子吸引电子能力相同,共用电子对不偏向任何一个原子,成键的原子因此而不显电性。
不同种元素原子吸引电子的能力不相同,共用电子对偏向吸引电子能力强的一方,所 以吸引电子 能力强的原子一方显负电性 ,吸引电子能力弱的原子一 方显正电性。
共价键的类型
非极性键
极性键
例如H2、O2、Cl2,原子化合价为0。
例如HCl,Cl原子吸引共用电子对能力更强,故显-1价,氢显+1价。
由同种元素原子形成的共价键和不同种元素形成的共价键有什么区别?(提示:共用电子对是否发生偏移)
下列物质是否含有共价键,如果有,请指明共价键的类型。
①N2 ②CO2 ③CH4 ④Na2O2
⑤NaOH ⑥H2O2 ⑦NH4Cl
【学习评价】
【学习评价】
下列物质中存在共价键的是______________________________;属于共价化合物的是____________________________。
H2、MgO、Cl2、CO2、HF、NaOH、H2O、Na2SO4、NH4Cl
【新概念】共价化合物
共价化合物:以共用电子对形成分子的化合物。
换一句话说:“只含有共价键的化合物为共价化合物。”
稀有气体中存在共价键吗?
易错警醒:既有离子键又有共价键的化合物属于离子化合物。
例如Cl2的电子式为:
用电子式表示共价分子和共价分子的形成过程
Cl
Cl
Cl
+
Cl
Cl2的形成过程:
Cl
Cl
O
·
·
··
··
H· +
+·H
·
·
O
··
··
·
·
H
H
原子的电子式
分子的电子式
书写格式:
H2O的形成过程:
【学习任务三】符号表征,加深共价键的理解
写出①、②、③的电子式,并用电子式表示④、⑤其形成过程。
①CO2______________________
②N2________________________
③CCl4______________________
④NH3__________________________________________________________
⑤HF_____________________________________________________
【学习评价】
【拓展】在化学上,常用一根短线 “—”表示1对共用电子,如氯分子可以表示 为Cl-C1。 这种图示叫做结构式。
直线型
V型
正四面体
空间结构
化学反应的本质:旧化学键断裂和新化学键形成
从化学键的角度认识化学反应
点燃
H2+Cl2===2HCl
例如:
化学键 成键粒子 成键实质 成键元素 符号表征(电子式)
共价键
离子键
化学键——相邻的原子之间强烈的相互作用。
化学键的形成与原子结构有关,它主要通过原子的价电子间的转移或共用来实现。
两种相同或不同的非金属元素之间
原 子
阴、阳离子
电子得失
形成共用电子对
活泼金属与活泼非金属
×
Na+[ O H]-
×
【整理归纳】
化学键 定义 物质类别 举例
含有离子键的化合物
只含有共价键的化合物
强碱、绝大多数盐、活泼金属氧化物
非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸、大多数有机物
NaOH、Na2O、Na2SO4、NH4Cl
HF、CO2、HNO3、C2H5OH
【整理归纳】离子化合物和共价化合物
共价化合物
离子化合物
1、下列化学键的说法中,不正确的是( )
A.化学键是一种作用力
B.化学键可以使离子相结合,也可以使原子相结合
C.化学反应过程中,反应物分子内的化学键断裂,产物分子中化学键形成
D.非极性键不是化学键
【学习评价】
教材P110 第4题
答案:选D.
2.下列变化中,不需要破坏化学键的是( )
A.加热氯化铵 B.干冰气化
C.食盐溶于水 D.氯化氢溶于水
答案:选B.干冰气化破坏分子间作用力
【学习评价】
【拓展】分子间作用力(范德华力和氢键)
分子间作用力:把分子聚集在一起的作用力。对物质的熔点、沸点等有影响。
教材P110 资料卡片
H2O(l)
100℃
H2O(g)
2000℃
H2(g)+O2(g)
物理变化
(物质的聚集状态发生变化)
化学变化
(原子重新组合)
化学键>分子间作用力
根据上述物质的变化过程,你能比较出分子间作用力和化学键的强弱吗?
氢键是怎样形成的?
F
H
O
H
O
H
O
H
共价键
氢键
d-
d+
d-
d+
d-
d+
d-
d+
(静电吸引作用)
H
H
d+
d+
氢键也是一种分子间作用力,它比化学键弱,但比范德华力强,氢键会使物质的熔点和沸点升高。
形成氢键的分子:HF、H20、NH3
右图为某些氢化物的沸点。你能找出其中的规律吗?
周期
有氢键,反常高。无氢键,看分子间作用力。相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔点、沸点越高!
下列现象与氢键有关的是
①NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素氢化物的高
②NH3极易溶于水
③冰的密度比液态水的密度小
④水分子高温下很稳定
A.①②③④ B.①②③
C.①② D.①③
B
解析:④水分子高温下很稳定是因为分子中O—H键的键能大,很稳定。
【学习评价】