第四章 第三节 化学键
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第四章 第三节 化学键
【学习目标】
1．理解离子键和共价键的含义。
2．了解常见的离子化合物和共价化合物。
3．能用电子式表示简单离子化合物、共价化合物的形成过程。
4．认识化学键的含义，能从化学键的角度理解化学反应的实质。
【素养目标】
1．通过离子键、共价键的学习，培养学生“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。
2．通过电子式的学习，培养学生“证据推理和模型认知”的学科核心素养。
3．了解化学键的概念及化学反应的实质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。
必备知识与关键能力
知识点一：离子键和离子化合物
1．离子键
(1)NaCl的形成示意图
钠离子和氯离子通过静电作用结合在一起，形成氯化钠。
(2)定义：带相反电荷离子之间的相互作用叫做离子键。
(3)成键粒子：阴、阳离子。
(4)成键元素：一般是活泼的金属和活泼的非金属。
2．离子化合物
(1)定义：由离子键构成的化合物叫做离子化合物。
(2)常见类别
①强碱：如NaOH、KOH、Ca(OH)2等。
②大多数盐：如NaCl、K2SO4、Na2CO3等。
③金属氧化物：如CaO、Na2O、Al2O3等。
3．粒子电子式的表示方法
粒子 电子式的表示方法(举例)
原子
离子 阳离子
阴离子
化合物
用电子式表示离子化合物的形成过程。如NaCl：。
典例1．下列关于离子键的说法正确的是( )
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．钠离子与氯离子可以形成离子键
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】离子键为阴、阳离子之间的静电作用，包括静电引力、静电斥力，A错误；金属元素与非金属元素之间不一定形成离子键，如AlCl3中Al原子与Cl原子之间形成共价键，B错误；钠、氯分别是活泼的金属元素、非金属元素，氯化钠中钠离子与氯离子之间形成离子键，C正确；在离子化合物CaCl2中，氯离子与钙离子之间存在离子键，而两个氯离子之间不存在离子键，D错误。
典例2．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．具有较高的熔点
C．水溶液能导电 D．熔融状态下能导电
【答案】D
【解析】含离子键的化合物属于离子化合物，由阴、阳离子构成，在熔融状态下，阴、阳离子可以在电场中做定向移动而导电，而A、B、C项所述性质并非离子化合物所独有，故不能作为判断某化合物中一定存在离子键的依据，D项正确。
知识点二：共价键和共价化合物
1．共价键
(1)共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
①成键微粒：原子。
②成键元素：一般是同种的或不同种的非金属元素。
③成键条件：成键前原子最外层电子未达到稳定状态。
(2)分类
2．共价化合物
(1)概念：以共用电子对形成分子的化合物。
(2)四种常见的共价化合物
①非金属氢化物，如NH3、H2S、H2O等。
②非金属氧化物，如CO、CO2、SO2等。
③含氧酸，如H2SO4、HNO3等。
④大多数有机化合物，如CH4、CH3CH2OH等。
3．结构式：用短线“—”表示分子中共用电子对的式子。
如H2O：H—O—H，HCl：H—Cl。
4．分子结构的表示方法
分子 电子式 结构式 分子结构模型 分子空间构型
H2 H:H H—H 直线形
HCl H—Cl 直线形
CO2 O==C==O 直线形
H2O V形
CH4 正四面体形
典例3．如图形象地表示了氯化氢分子的形成过程。下列相关叙述中错误的是( )
A．氯化氢是共价化合物
B．氯化氢分子中所有原子最外层都有8个电子
C．氯化氢分子比氯原子和氢原子都稳定
D．1个氯化氢分子中含有1对共用电子对
【答案】B
【解析】HCl是只以共价键结合的化合物，属于共价化合物，故A项正确；HCl分子中H原子最外层只有2个电子，故B项错误；H原子、Cl原子最外层均未达到稳定结构，HCl分子中H原子、Cl原子最外层分别达到了2电子和8电子稳定结构，故C项正确；HCl的电子式为H? ?，含有1对共用电子对，故D项正确。
典例4．人们发现金星大气层有一种称为羰基硫(COS)的分子，其结构与CO2类似，羰基硫是一种与生命密切相关的物质，下列推测不正确的是( )
A．COS是含有极性键的共价化合物 B．COS为直线形分子
C．COS的电子式为 D．COS的结构式为O===C===S
【答案】C
【解析】COS分子中含有C、O、S三种元素，都是非金属元素，与CO2的结构相似，因此COS是共价化合物，含有C===O键和C===S键，都是极性键，A项、D项正确；COS的结构与CO2类似，即COS为直线形分子，B项正确；COS相当于是CO2分子中的一个O原子换成了S原子得到的化合物，电子式是，C项错误。
【总结归纳】1．离子键、共价键的比较
离子键 共价键
非极性键 极性键
概念 阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键 原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子
形成条件 活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失，形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键
形成的物质 离子化合物 非金属单质；某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或离子化合物
【点拨】①化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，只有化学键的断裂，不一定是化学变化，如熔融NaCl。
②物质中不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。
③非金属元素的两个原子之间能形成共价键，但多个非金属元素原子间也可能形成离子键，如NH4Cl。
2．电子式
(1)电子式的书写
概念：在元素符号周围，用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子
粒子的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例
原子 元素符号周围标有价电子 价电子少于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布
阳 离 子 单核 离子符号 右上方标明电荷 Na＋
多核 元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布 用“[ ]”，并标明电荷
阴 离 子 单核 元素符号周围合理分布价电子及所得电子 用“[ ]”，右上方标明电荷
多核 元素符号紧邻铺开，合理分布价电子及所得电子 相同原子不得加和，用“[ ]”，右上方标明电荷
单质 及化 合物 离子 化合物 用阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻，离子合理分布
单质及共 价化合物 各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况 原子不加和，无“[ ]”，不标明电荷
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。
如NaCl：。
②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。
如HCl：。
【点拨】 电子式书写常见的6大误区
典例5．反应8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2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( )
中子数为9的氮原子：N
B．N2分子的电子式：N N
Cl2分子的结构式：Cl—Cl
D．Cl－的结构示意图：
【答案】C
【解析】中子数为9的氮原子的质量数为16，可表示为N，A项错误；N2的电子式为，B项错误；Cl原子最外层有7个电子，两个氯原子间可以形成一个共用电子对，C项正确；Cl－最外层达到8电子的稳定结构，其结构示意图为，D项错误。
典例6．工业制乙醇的反应为CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH，下列有关化学用语错误的是( )
乙烯的电子式：
B．碳的原子结构示意图：
水的结构式：
D．中子数为8的氧的核素：O
【答案】A
【解析】乙烯含碳碳双键，其电子式为,?H，故A错误；碳的原子序数为6，其原子结构示意图为，故B正确；水是“V”形结构，其结构式为，故C正确；氧的质子数为8，中子数为8的核素，其质量数为16，其核素符号为O，故D正确。
知识点三：分子间作用力和氢键
1．分子间作用力
定义 把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力
特点 ①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质； ②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力
变化 规律 一般来说，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，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2
2．氢键
定义 分子间存在的一种比范德华力稍强的相互作用
形成条件 除H外，形成氢键的原子通常是O、F、N
存在 氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高
典例7．以下关于分子间作用力的叙述不正确的是( )
A．分子间作用力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．稀有气体分子间存在分子间作用力
【答案】A
【解析】化学键是相邻原子(离子)间强烈的相互作用，而分子间作用力是一种比化学键弱得多的作用力，不属于化学键，A项错误；分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少，B项正确；由分子构成的物质，分子间作用力越大，其熔点、沸点越高，C项正确；稀有气体是单原子分子，不存在化学键，只存在微弱的分子间作用力，D项正确。
知识点四：化学键与物质类别的关系
1．化学键
(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类
2．化学键与化学反应的关系
【点拨】①断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量。
②有化学键变化的不一定是化学变化。如NaCl晶体从溶液中析出只有化学键的形成，没有化学键的断裂，HCl溶于水电离成H＋和Cl－等，只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成，二者都没有发生化学变化。
3．离子化合物与共价化合物
离子 化合物 构成粒子 阴、阳离子
类别 强碱、金属氧化物、大部分盐
存在的键 一定含离子键，可能含共价键
共价 化合物 构成粒子 分子或原子
类别 酸、非金属氧化物、气态氢化物、弱碱等
存在的键 只含共价键，不含离子键
4．化学键与物质类别的关系
(1)关系
(2)辨析
除稀有气体中没有化学键外，其他物质都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括为
①只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。
②只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。
③既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。
④只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
⑤既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。
⑥仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。
⑦金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
典例8．下列说法正确的是( )
A．只含有共价键的物质属于共价化合物
B．所有物质中均含有化学键
C．含有离子键的物质肯定含金属元素
D．只要含离子键的化合物就属于离子化合物
【答案】D
【解析】只含有共价键的化合物属于共价化合物，物质包括单质和化合物，A错误；稀有气体中无化学键，B错误；铵盐是离子化合物，但无金属元素，C错误；只要含离子键的化合物就属于离子化合物，D正确。
典例9．X、Y为两种短周期元素，其原子的最外层电子数分别是1和6，则X、Y两种元素形成的常见化合物或者离子不可能是( )
A．只含极性键的共价化合物
B．含非极性键的共价化合物
C．阴阳离子个数之比为1∶1的离子化合物
D．含非极性键的离子化合物
【答案】C
【解析】由题意可知，X可能为H、Li、Na，Y可能为O、S，故X、Y形成的化合物有H2O、H2O2、H2S、Na2O2、Na2O、Na2S等。
典例10．下列说法正确的是( )
A．共价化合物中可能含有离子键
B．区别离子化合物和共价化合物的方法是看其水溶液是否能够导电
C．离子化合物中只含有离子键
D．离子化合物在熔融状态下能电离出自由移动的离子，而共价化合物不能
【答案】D
【解析】A项，共价化合物中只含有共价键；B项，区别离子化合物和共价化合物的方法是看其熔融状态能否导电，而不能根据其溶于水是否导电来判断；C项，离子化合物熔融状态下能电离，共价化合物在熔融状态下不电离。
5．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等部分离子化合物中也有很强的离子键，故其熔点也较高。
(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。
6．物质的溶解或熔化与化学键变化
(1)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
(2)共价化合物的溶解过程
①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。
③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
(3)单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
【方法规律】 离子化合物、共价化合物的判断
离子化合物和共价化合物的判断方法
(1)根据化学键的类型来判断；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：大多数碱性氧化物、强碱和大多数盐都属于离子化合物(特例：AlCl3为共价化合物)；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸等都属于共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断：一般熔、沸点较低的化合物是共价化合物；熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如AlCl3。
核心价值与学科素养
【知识结构化】
【跟踪练习】 基础过关
1． 下列关于离子键、共价键的叙述中正确的是( )
A．在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键
B．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中
C．在共价化合物分子内，一定不存在离子键
D．由多种元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键
【答案】C
【解析】A项，NH4Cl中存在共价键；B项，如H2O2、CH3CH3等分子中存在非极性键；C项，共价化合物一定不含离子键；D项，H2O2、C2H6等分子中存在非极性键。
2． 实现下列变化，需克服相同类型作用力的是( )
A．石墨和氯化钠分别受热熔化
B．冰的熔化和水的分解
C．NaCl和HCl溶于水
D．干冰和碘的升华
【答案】D
【解析】石墨熔化破坏共价键，NaCl熔化破坏离子键，A错误；冰的熔化破坏氢键，水的分解破坏共价键，B错误；NaCl溶于水破坏离子键，HCl溶于水破坏共价键，C错误；干冰和碘的升华均破坏分子间作用力，D正确。
3． 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．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
C．Cl2＋H2OHClO＋HCl
D．NH4Cl＋NaOH===NaCl＋NH3↑＋H2O
【答案】A
【解析】A项，反应中有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成，正确；B项，该反应中没有非极性键的断裂和形成，错误；C项，该反应中没有离子键的断裂和形成，也没有非极性键的形成，错误；D项，该反应中没有非极性键的断裂和形成，错误。
4． 下列化学用语或命名正确的是( )
A．次氯酸的结构式：H—Cl—O
B．含有10个中子的氧原子的符号：8O
C．S2－的结构示意图：
D．NH4Cl的电子式：
【答案】B
【解析】次氯酸分子中含有1个H—O键和1个O—Cl键，其正确的结构式为H—O—Cl，故A错误；氧原子的质子数为8，含有10个中子的氧原子的质量数为18，其表示方法为8O，故B正确；为硫原子结构示意图，S2－的质子数为16，核外电子数为18，各层电子数分别为2、8、8，硫离子正确的结构示意图为，故C错误；氯化铵是离子化合物，由铵根离子与氯离子构成，其电子式为，故D错误。
5． 下列各式为用电子式表示的物质的形成过程，其中正确的是( )
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】A中KBr的电子式为K＋[B]－，B中弯箭头方向错误，应为，C中CaCl2的电子式错误，应为[C]－Ca2＋[C]－。
能力达成
6． 北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是( )
A．K3C60中只有离子键
B．K3C60中不含共价键
C．该晶体在熔融状态下能导电
D．C60与12C互为同素异形体
【答案】C
【解析】C60中两个碳原子之间含有共价键，A、B项错误；C项，该晶体属于离子化合物，熔融状态下能够导电，正确；D项，同素异形体研究的对象是单质，12C是原子，故错误。
7． 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中一定正确的是( )
A．Z原子之间的作用力是共价键
B．W形成的微粒与Li＋电子层结构相同，电子式为[H]＋
C．W与Y形成的化合物W2Y2既含极性共价键又含非极性共价键
D．W与Y组成的化合物与水混合，一段时间内没有化学键的断裂或形成
【答案】C
【解析】由“X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代”可知X是C；根据“工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质”可知Y可能是N或O；因为“W的阴离子核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同”，所以X、Y、Z属于同一周期，W是H，而Z不能形成双原子分子，所以Z是Ne，属于稀有气体元素。A项，Z形成的单质是稀有气体，稀有气体为单原子分子，不存在共价键，错误；B项，W形成的微粒与Li＋电子层结构相同，该微粒为H－，正确的电子式为[H]－，错误；C项，由题意可知，W2Y2为H2O2，既含极性共价键又含非极性共价键，正确；D项，W是H，Y是N(或O)，以Y和W组成的化合物NH3为例，NH3与H2O混合生成NH3·H2O会电离出OH－，此过程中存在化学键的断裂，错误。
8． (1)请用下列10种物质的序号填空：①O2 ②H2 ③NH4NO3 ④K2O2 ⑤Ba(OH)2 ⑥CH4 ⑦CO2 ⑧NaF ⑨NH3 ⑩I2
其中既含离子键又含非极性键的是________；既含离子键又含极性键的是________。
(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子，若XY2为常见元素形成的离子化合物，其电子式为______________________；若XY2为共价化合物时，其结构式为____________。
(3)氯化铝的物理性质非常特殊，如氯化铝的熔点为190 ℃，但在180 ℃就开始升华。据此判断，氯化铝是__________(填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的判断正确的实验依据是_______________________________________________________。
(4)现有a～g 7种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，请据此回答下列问题：
①元素的原子间最容易形成离子键的是________(填标号，下同)，容易形成共价键的是________。
A．c和f B．b和g
C．d和g D．b和e
②写出a～g 7种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式________。
【答案】(1)④ ③⑤ (2) S===C===S
(3)共价化合物 氯化铝在熔融状态下不能导电
(4)①B C ②CCl4(或PCl3)
【解析】(2)1∶2型离子化合物，通常X为＋2价，Y为－1价，故X可能是Mg2＋或Ca2＋，Y可能是F－或Cl－，结合XY2中含有38个电子可推出XY2为CaF2。1∶2型共价化合物一般是碳族元素与氧族元素化合形成的，如CO2、CS2等，再由XY2中共有38个电子，可推出XY2为CS2。
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第四章 第三节 化学键
【学习目标】
1．理解离子键和共价键的含义。
2．了解常见的离子化合物和共价化合物。
3．能用电子式表示简单离子化合物、共价化合物的形成过程。
4．认识化学键的含义，能从化学键的角度理解化学反应的实质。
【素养目标】
1．通过离子键、共价键的学习，培养学生“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。
2．通过电子式的学习，培养学生“证据推理和模型认知”的学科核心素养。
3．了解化学键的概念及化学反应的实质，培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。
必备知识与关键能力
知识点一：离子键和离子化合物
1．离子键
(1)NaCl的形成示意图
钠离子和氯离子通过静电作用结合在一起，形成氯化钠。
(2)定义：带相反电荷离子之间的相互作用叫做离子键。
(3)成键粒子：阴、阳离子。
(4)成键元素：一般是活泼的金属和活泼的非金属。
2．离子化合物
(1)定义：由离子键构成的化合物叫做离子化合物。
(2)常见类别
①强碱：如NaOH、KOH、Ca(OH)2等。
②大多数盐：如NaCl、K2SO4、Na2CO3等。
③金属氧化物：如CaO、Na2O、Al2O3等。
3．粒子电子式的表示方法
粒子 电子式的表示方法(举例)
原子
离子 阳离子
阴离子
化合物
用电子式表示离子化合物的形成过程。如NaCl：。
典例1．下列关于离子键的说法正确的是( )
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．钠离子与氯离子可以形成离子键
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】离子键为阴、阳离子之间的静电作用，包括静电引力、静电斥力，A错误；金属元素与非金属元素之间不一定形成离子键，如AlCl3中Al原子与Cl原子之间形成共价键，B错误；钠、氯分别是活泼的金属元素、非金属元素，氯化钠中钠离子与氯离子之间形成离子键，C正确；在离子化合物CaCl2中，氯离子与钙离子之间存在离子键，而两个氯离子之间不存在离子键，D错误。
典例2．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．具有较高的熔点
C．水溶液能导电 D．熔融状态下能导电
【答案】D
【解析】含离子键的化合物属于离子化合物，由阴、阳离子构成，在熔融状态下，阴、阳离子可以在电场中做定向移动而导电，而A、B、C项所述性质并非离子化合物所独有，故不能作为判断某化合物中一定存在离子键的依据，D项正确。
知识点二：共价键和共价化合物
1．共价键
(1)共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
①成键微粒：原子。
②成键元素：一般是同种的或不同种的非金属元素。
③成键条件：成键前原子最外层电子未达到稳定状态。
(2)分类
2．共价化合物
(1)概念：以共用电子对形成分子的化合物。
(2)四种常见的共价化合物
①非金属氢化物，如NH3、H2S、H2O等。
②非金属氧化物，如CO、CO2、SO2等。
③含氧酸，如H2SO4、HNO3等。
④大多数有机化合物，如CH4、CH3CH2OH等。
3．结构式：用短线“—”表示分子中共用电子对的式子。
如H2O：H—O—H，HCl：H—Cl。
4．分子结构的表示方法
分子 电子式 结构式 分子结构模型 分子空间构型
H2 H:H H—H 直线形
HCl H—Cl 直线形
CO2 O==C==O 直线形
H2O V形
CH4 正四面体形
典例3．如图形象地表示了氯化氢分子的形成过程。下列相关叙述中错误的是( )
A．氯化氢是共价化合物
B．氯化氢分子中所有原子最外层都有8个电子
C．氯化氢分子比氯原子和氢原子都稳定
D．1个氯化氢分子中含有1对共用电子对
【答案】B
【解析】HCl是只以共价键结合的化合物，属于共价化合物，故A项正确；HCl分子中H原子最外层只有2个电子，故B项错误；H原子、Cl原子最外层均未达到稳定结构，HCl分子中H原子、Cl原子最外层分别达到了2电子和8电子稳定结构，故C项正确；HCl的电子式为H? ?，含有1对共用电子对，故D项正确。
典例4．人们发现金星大气层有一种称为羰基硫(COS)的分子，其结构与CO2类似，羰基硫是一种与生命密切相关的物质，下列推测不正确的是( )
A．COS是含有极性键的共价化合物 B．COS为直线形分子
C．COS的电子式为 D．COS的结构式为O===C===S
【答案】C
【解析】COS分子中含有C、O、S三种元素，都是非金属元素，与CO2的结构相似，因此COS是共价化合物，含有C===O键和C===S键，都是极性键，A项、D项正确；COS的结构与CO2类似，即COS为直线形分子，B项正确；COS相当于是CO2分子中的一个O原子换成了S原子得到的化合物，电子式是，C项错误。
【总结归纳】1．离子键、共价键的比较
离子键 共价键
非极性键 极性键
概念 阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键 原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子
形成条件 活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失，形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键
形成的物质 离子化合物 非金属单质；某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或离子化合物
【点拨】①化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，只有化学键的断裂，不一定是化学变化，如熔融NaCl。
②物质中不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。
③非金属元素的两个原子之间能形成共价键，但多个非金属元素原子间也可能形成离子键，如NH4Cl。
2．电子式
(1)电子式的书写
概念：在元素符号周围，用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子
粒子的种类 电子式的表示方法 注意事项 举例
原子 元素符号周围标有价电子 价电子少于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布
阳 离 子 单核 离子符号 右上方标明电荷 Na＋
多核 元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布 用“[ ]”，并标明电荷
阴 离 子 单核 元素符号周围合理分布价电子及所得电子 用“[ ]”，右上方标明电荷
多核 元素符号紧邻铺开，合理分布价电子及所得电子 相同原子不得加和，用“[ ]”，右上方标明电荷
单质 及化 合物 离子 化合物 用阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻，离子合理分布
单质及共 价化合物 各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况 原子不加和，无“[ ]”，不标明电荷
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。
如NaCl：。
②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。
如HCl：。
【点拨】 电子式书写常见的6大误区
典例5．反应8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2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( )
中子数为9的氮原子：N
B．N2分子的电子式：N N
Cl2分子的结构式：Cl—Cl
D．Cl－的结构示意图：
【答案】C
【解析】中子数为9的氮原子的质量数为16，可表示为N，A项错误；N2的电子式为，B项错误；Cl原子最外层有7个电子，两个氯原子间可以形成一个共用电子对，C项正确；Cl－最外层达到8电子的稳定结构，其结构示意图为，D项错误。
典例6．工业制乙醇的反应为CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH，下列有关化学用语错误的是( )
乙烯的电子式：
B．碳的原子结构示意图：
水的结构式：
D．中子数为8的氧的核素：O
【答案】A
【解析】乙烯含碳碳双键，其电子式为,?H，故A错误；碳的原子序数为6，其原子结构示意图为，故B正确；水是“V”形结构，其结构式为，故C正确；氧的质子数为8，中子数为8的核素，其质量数为16，其核素符号为O，故D正确。
知识点三：分子间作用力和氢键
1．分子间作用力
定义 把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力
特点 ①分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质； ②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力
变化 规律 一般来说，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，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2
2．氢键
定义 分子间存在的一种比范德华力稍强的相互作用
形成条件 除H外，形成氢键的原子通常是O、F、N
存在 氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高
典例7．以下关于分子间作用力的叙述不正确的是( )
A．分子间作用力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．稀有气体分子间存在分子间作用力
【答案】A
【解析】化学键是相邻原子(离子)间强烈的相互作用，而分子间作用力是一种比化学键弱得多的作用力，不属于化学键，A项错误；分子间作用力较弱，破坏它所需能量较少，B项正确；由分子构成的物质，分子间作用力越大，其熔点、沸点越高，C项正确；稀有气体是单原子分子，不存在化学键，只存在微弱的分子间作用力，D项正确。
知识点四：化学键与物质类别的关系
1．化学键
(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类
2．化学键与化学反应的关系
【点拨】①断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量。
②有化学键变化的不一定是化学变化。如NaCl晶体从溶液中析出只有化学键的形成，没有化学键的断裂，HCl溶于水电离成H＋和Cl－等，只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成，二者都没有发生化学变化。
3．离子化合物与共价化合物
离子 化合物 构成粒子 阴、阳离子
类别 强碱、金属氧化物、大部分盐
存在的键 一定含离子键，可能含共价键
共价 化合物 构成粒子 分子或原子
类别 酸、非金属氧化物、气态氢化物、弱碱等
存在的键 只含共价键，不含离子键
4．化学键与物质类别的关系
(1)关系
(2)辨析
除稀有气体中没有化学键外，其他物质都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括为
①只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。
②只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。
③既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。
④只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
⑤既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。
⑥仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。
⑦金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
典例8．下列说法正确的是( )
A．只含有共价键的物质属于共价化合物
B．所有物质中均含有化学键
C．含有离子键的物质肯定含金属元素
D．只要含离子键的化合物就属于离子化合物
【答案】D
【解析】只含有共价键的化合物属于共价化合物，物质包括单质和化合物，A错误；稀有气体中无化学键，B错误；铵盐是离子化合物，但无金属元素，C错误；只要含离子键的化合物就属于离子化合物，D正确。
典例9．X、Y为两种短周期元素，其原子的最外层电子数分别是1和6，则X、Y两种元素形成的常见化合物或者离子不可能是( )
A．只含极性键的共价化合物
B．含非极性键的共价化合物
C．阴阳离子个数之比为1∶1的离子化合物
D．含非极性键的离子化合物
【答案】C
【解析】由题意可知，X可能为H、Li、Na，Y可能为O、S，故X、Y形成的化合物有H2O、H2O2、H2S、Na2O2、Na2O、Na2S等。
典例10．下列说法正确的是( )
A．共价化合物中可能含有离子键
B．区别离子化合物和共价化合物的方法是看其水溶液是否能够导电
C．离子化合物中只含有离子键
D．离子化合物在熔融状态下能电离出自由移动的离子，而共价化合物不能
【答案】D
【解析】A项，共价化合物中只含有共价键；B项，区别离子化合物和共价化合物的方法是看其熔融状态能否导电，而不能根据其溶于水是否导电来判断；C项，离子化合物熔融状态下能电离，共价化合物在熔融状态下不电离。
5．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等部分离子化合物中也有很强的离子键，故其熔点也较高。
(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。
6．物质的溶解或熔化与化学键变化
(1)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
(2)共价化合物的溶解过程
①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。
③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
(3)单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
【方法规律】 离子化合物、共价化合物的判断
离子化合物和共价化合物的判断方法
(1)根据化学键的类型来判断；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：大多数碱性氧化物、强碱和大多数盐都属于离子化合物(特例：AlCl3为共价化合物)；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸等都属于共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断：一般熔、沸点较低的化合物是共价化合物；熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如AlCl3。
核心价值与学科素养
【知识结构化】
【跟踪练习】 基础过关
1． 下列关于离子键、共价键的叙述中正确的是( )
A．在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键
B．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中
C．在共价化合物分子内，一定不存在离子键
D．由多种元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键
【答案】C
【解析】A项，NH4Cl中存在共价键；B项，如H2O2、CH3CH3等分子中存在非极性键；C项，共价化合物一定不含离子键；D项，H2O2、C2H6等分子中存在非极性键。
2． 实现下列变化，需克服相同类型作用力的是( )
A．石墨和氯化钠分别受热熔化
B．冰的熔化和水的分解
C．NaCl和HCl溶于水
D．干冰和碘的升华
【答案】D
【解析】石墨熔化破坏共价键，NaCl熔化破坏离子键，A错误；冰的熔化破坏氢键，水的分解破坏共价键，B错误；NaCl溶于水破坏离子键，HCl溶于水破坏共价键，C错误；干冰和碘的升华均破坏分子间作用力，D正确。
3． 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．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
B．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
C．Cl2＋H2OHClO＋HCl
D．NH4Cl＋NaOH===NaCl＋NH3↑＋H2O
【答案】A
【解析】A项，反应中有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成，正确；B项，该反应中没有非极性键的断裂和形成，错误；C项，该反应中没有离子键的断裂和形成，也没有非极性键的形成，错误；D项，该反应中没有非极性键的断裂和形成，错误。
4． 下列化学用语或命名正确的是( )
A．次氯酸的结构式：H—Cl—O
B．含有10个中子的氧原子的符号：8O
C．S2－的结构示意图：
D．NH4Cl的电子式：
【答案】B
【解析】次氯酸分子中含有1个H—O键和1个O—Cl键，其正确的结构式为H—O—Cl，故A错误；氧原子的质子数为8，含有10个中子的氧原子的质量数为18，其表示方法为8O，故B正确；为硫原子结构示意图，S2－的质子数为16，核外电子数为18，各层电子数分别为2、8、8，硫离子正确的结构示意图为，故C错误；氯化铵是离子化合物，由铵根离子与氯离子构成，其电子式为，故D错误。
5． 下列各式为用电子式表示的物质的形成过程，其中正确的是( )
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】A中KBr的电子式为K＋[B]－，B中弯箭头方向错误，应为，C中CaCl2的电子式错误，应为[C]－Ca2＋[C]－。
能力达成
6． 北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是( )
A．K3C60中只有离子键
B．K3C60中不含共价键
C．该晶体在熔融状态下能导电
D．C60与12C互为同素异形体
【答案】C
【解析】C60中两个碳原子之间含有共价键，A、B项错误；C项，该晶体属于离子化合物，熔融状态下能够导电，正确；D项，同素异形体研究的对象是单质，12C是原子，故错误。
7． 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中一定正确的是( )
A．Z原子之间的作用力是共价键
B．W形成的微粒与Li＋电子层结构相同，电子式为[H]＋
C．W与Y形成的化合物W2Y2既含极性共价键又含非极性共价键
D．W与Y组成的化合物与水混合，一段时间内没有化学键的断裂或形成
【答案】C
【解析】由“X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代”可知X是C；根据“工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质”可知Y可能是N或O；因为“W的阴离子核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同”，所以X、Y、Z属于同一周期，W是H，而Z不能形成双原子分子，所以Z是Ne，属于稀有气体元素。A项，Z形成的单质是稀有气体，稀有气体为单原子分子，不存在共价键，错误；B项，W形成的微粒与Li＋电子层结构相同，该微粒为H－，正确的电子式为[H]－，错误；C项，由题意可知，W2Y2为H2O2，既含极性共价键又含非极性共价键，正确；D项，W是H，Y是N(或O)，以Y和W组成的化合物NH3为例，NH3与H2O混合生成NH3·H2O会电离出OH－，此过程中存在化学键的断裂，错误。
8． (1)请用下列10种物质的序号填空：①O2 ②H2 ③NH4NO3 ④K2O2 ⑤Ba(OH)2 ⑥CH4 ⑦CO2 ⑧NaF ⑨NH3 ⑩I2
其中既含离子键又含非极性键的是________；既含离子键又含极性键的是________。
(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子，若XY2为常见元素形成的离子化合物，其电子式为______________________；若XY2为共价化合物时，其结构式为____________。
(3)氯化铝的物理性质非常特殊，如氯化铝的熔点为190 ℃，但在180 ℃就开始升华。据此判断，氯化铝是__________(填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的判断正确的实验依据是_______________________________________________________。
(4)现有a～g 7种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，请据此回答下列问题：
①元素的原子间最容易形成离子键的是________(填标号，下同)，容易形成共价键的是________。
A．c和f B．b和g
C．d和g D．b和e
②写出a～g 7种元素形成的所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式________。
【答案】(1)④ ③⑤ (2) S===C===S
(3)共价化合物 氯化铝在熔融状态下不能导电
(4)①B C ②CCl4(或PCl3)
【解析】(2)1∶2型离子化合物，通常X为＋2价，Y为－1价，故X可能是Mg2＋或Ca2＋，Y可能是F－或Cl－，结合XY2中含有38个电子可推出XY2为CaF2。1∶2型共价化合物一般是碳族元素与氧族元素化合形成的，如CO2、CS2等，再由XY2中共有38个电子，可推出XY2为CS2。
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