化学键教案

化学键

【基础知识导引】

一、学习目标要求

1．掌握化学键、离子键、共价键的概念。

2．学会用电子式表示离子化合物、共价分子的形成过程，用结构式表示简单共价分子。

3．掌握离子键、共价键的本质及其形成。

二、重点难点

1．重点：离子键和用电子式表示离子化合物的形成。

2．难点：离子键和共价键本质的理解。

【重点难点解析】

(一)离子键

1．氯化钠的形成

[实验5—4]钠和氯气化合生成氯化钠

1

实验目的：巩固钠与氯气反应生成氯化钠的性质；探究氯化钠的形成过程。

实验步骤：取一块黄豆大小已切去氧化层的金属钠，用滤纸吸净煤油，放在石棉网上，用酒精灯预热，待钠熔融成球状时，将盛氯气的集气瓶倒扣在钠的上方，观察现象。

实验现象：钠在氯气中燃烧，产生黄色火焰和白烟。

实验结论：钠与氯气化合生成氯化钠2NaCl2点燃2NaCl

注意：钠的颗粒不宜太大，当钠粒熔成球状时就迅速将盛氯气的集气瓶倒扣在钠的上方不宜太迟。

讨论：金属钠与氯气反应，生成氯化钠，试用已学过的原子结构知识来分析氯化钠的形成过程。

钠、氯的电子层结构为不稳定结构，钠原子易失去电子，氯原子易得到电子，形成最外层电子数为8个电子的稳定电子层结构的离子。当钠与氯气相互接触并加热时，钠、氯原子具备了发生电子转移的充要条件，发生电子转移形成了稳定的离子——Na和Cl。带

异性电荷的Na和Cl之间发生静电作用，形成了稳定的离子化合物氯化钠。

 2

222想一想：Na与F、K与SO4、Ca与O等阴、阳离子之间能否产生静电作用而形

成稳定的化合物?

2．离子键的定义与实质

(1)定义：使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，叫离子键。

(2)实质：就是阴离子(负电荷)与阳离子(正电荷)之间的电性作用。

3．离子键的形成和存在

(1)形成；形成离子键的首要条件是反应物中元素的原子易发生电子得失而形成阴、阳离子。由元素的金属性、非金属性涵义可知，活泼金属与活泼非金属化合时，一般都能形成离子键。

(2)存在：在由阴、阳离子构成的离子化合物里一定存在离子键，同时含有离子键的化合物也一定是离子化合物。

4．离子键的表示方法

(1)电子式：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。

(2)用电子式表示原子、离子

原子：如铝原子、氟原子：

3

离子：如钠离子Na、硫离子



注意：写电子式，首先要弄清原子、离子的最外层电子数。写离子的电子式，要正确地标出离子的电荷，对阴离子还要加一个“[]，以表示原子得到的电子全归已有而不是共用。简单阳离子，其最外层电子已全部失去，其电子式就用离子符号表示即可。

(3)用电子式表示离子化合物

NaCl: 、Na2S：

、

CaO：

注意：像、、的电子式都是错误的。

(4)用电子式表示离子化合物的形成过程

NaCl的形成过程：

CaF2的形成过程：

或

4

(二)共价键

1．氯化氢的生成

前面我们在[实验4—2]已经做了H2可在Cl2中燃烧生成氯化氢的实验，初中我们也学习了在生成氯化氢分子的过程中，电子不是从一个原子转移到另一个原子，而是形成共用电子对，为Cl原子和H原子所共用。通过共用电子H原子最外层形成2个电子的稳定结构，Cl原子最外层形成8个电子的稳定结构，从而就形成了稳定结构共价化合物氯化氢。

2．共价键的定义和实质

(1)定义：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫共价键。

(2)实质：共用电子对(负电荷)与原子核(正电荷)之间的电性作用。

3．共价键的形成和存在

(1)共价键的形成。对于元素原子得、失电子的能力差别较小时，一般以形成共用电子对的方式相互结合，即形成共价键。从元素种类上来说，一般是：a. 同种或不同种非金属元素的原子结合时，原子之间能形成共价键。例如H2、HCl、HClO、CO2、H2O等。分子内原子之间是以共价键相结合的。b．部分金属元素原子非金属元素原子结合时，也可形成

AlClAlO32离子内原子之间是以共价键结共价键。例如分子内原子之间是以共价键结合的，

合的。

(2)共价键的存在。在什么样的物质里存在共价键，一般是：a．共价化合物中存在共

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价键。例如H2O、NH3、SiO2、CO2等。b.非金属单质中存在共价键。例如Cl2、N2、金刚

石等。c. 原子团离子内原子之间存在共价键。例如OH、NH4、O2、HCO3、MnO4等。

24．共价键的表示方法

(1)电子式法

a．表示共价型单质和化合物

注意：原子的最外层电子均要写出。

b．表示原子团离子

注意：不能漏掉中括号和电荷。

c．表示共价型单质和化合物的形成过程

(2)结构式法

一般用于表示共价型分子或原子团里的共价键，只需把每对共用电子改为“—”即可。

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[OH]例如H—H、Cl-Cl、H—O—H、 H—F、 、2[OO]、。

(三)化学键

通过以上离子键和共价键的讨论，我们看到，原子结合成分子时原子之间存在着相互作用。这种作用不仅存在于直接相邻的原子之间，而且也存在于分子内非直接相邻的原子之间。前一种相互作用比较强烈，破坏它要消耗比较大的能量，是使原子互相连接形成分子的主要因素。

化学键的定义：物质内相邻的原子之间强烈的相互作用叫做化学键。

【难题巧解点拨】

例1 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 B.共价化合物可能含离子键

C.离子化合物中只含离子键 D.共价化合物中不含离子键

解析 本题的关键是离子键、共价键的存在。离于键只存在于离子化合物中，在复杂离子内原子之间存在共价键；共价键存在于共价化合物、非金属单质以及复杂的离子内。

答案 A、D

点拨 掌握共价键、离子键的形成条件和存在，概念的掌握要准确、熟练，再根据一

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些正例和反例就能做出准确的判断。

例2 R元素最高价氧化物的化学式为R2O5，其气态氢化物中含氢为17.7%,则R元素为____________，其气态氢化物的电子式为_________________，该分子中的化学键为_________________；该气态氢化物与氯化氢反应的生成物为_______________，其电子式为_______________，其中的化学键有____________。

解析 由最高价氧化物R2O5确定其最高正价为+5，推出R的负价为-3价，气态氢化

30.177RH3物的化学式为。设R的相对原于质量为x，3x，x=14.27，R为氮元素。

答案 N元素，，共价键；NH4Cl，

离子键和共价键。

点拨 由化合物确定化学式，根据已知量求元素的相对原子质量，再推出元素。这是推断元素的一种方法。书写电子式首先要确这一粒子间作用的类型(离子键、共价键)，根据不同的作用类型写出相应的电子式。粒子间作用类型的确定是关键。

例3 在H，Na、O、Cl四种元素中，由两种元素组成的离子化合物有_______________；由两种元素组成的共价化合物有____________。

解析 离子化合物是由阴、阳离子构成。一般情况下，典型金属与典型非金属相互作用，通过电子得失可形成阴、阳离子。共价化合物是不同的非金属元素的原子通过共用电子对形成的化合物。

答案 NaH、Na2O、Na2O2、NaCl；H2O、H2O2、HCl

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点拨 离子键形成的条件是原子间得失电子形成阴、阳离子，电子得失常发生于金属元素原子和非金属元素原子之间；共价键形成的条件是原子间形成共用电子对，共用电子对常存在于非金属元素的原子之间。根据是否有活泼金属元素参与可判断形成化合物的类型。

例4 下列分子中最难分裂成原子的是 ( )

A. HF B． HCl C． HBr D. HI

解析 共价键的本质就是原子核对共用电子对产生的强烈作用。一般情况下，成键双方原子核间距离越小，共价键就越牢固，分子就越稳定越难以分裂成原子。F，Cl、Br、I中F原子半径最小，H—F键最牢固。

答案 A

点拨 由共用电子对双方原子半径的大小，确定共价键键长，由键长确定键能，从而确定分子稳定性。

例5 NaF、Nal、MgO均为离子化合物，现有下列数据，试判断三种化合物的熔点，沸点高低的顺序是 ( )

A.①＞②＞③ B.③>①>②

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C.③>②>① D.②>①>③

解析 要使离子化合物熔化、气化必须克服离子键的作用。离子键的牢固程度决定于阴、阳离子核间距以及它们电荷数的多少。离于电荷数越多、核间距越小，阴、阳离子间作用就越强。

答案 B

点拨 离子化合物由阴、阳离子构成，熔、沸点的高低取决于离子键的强弱。离子键的本质就是阴离子和阳离子之间的静电作用。应用此规律就可判断。

例6下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是 ( )

A.COCl2 B.SF6 C.XeF2 D.BF3

解析 四个选项给出的物质都为共价化合物，原子间通过共用电子对相结合。COCl2的

电子式可由CO2结构联想为：，符合题意。在SF6、XeF2中S有6个共用电

子对，Xe有2个共用电子对，S与Xe最外层均多于8个电子。BF3中B只有3个共用电子对，B原子最外层只有6个电子。

答案 A

点拨 本题主要是考查共用电子对的知识。在概念和相关知识清晰的前提下，运用已知物质的结构去联想其他物质的结构，关键是灵活运用元素原子的电子层结构以及化合物形成的知识。

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【拓展延伸探究】

例题 “—OH”化学上称为羟基。上个世纪60年代美国化学家鲍林提出一个经验规则：设含氧酸的化学式为HnROm，其中(m-n)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的强弱与非羟基氧原子数(m-n)有如下关系。

(1)按此规则判断：H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由强到弱的顺序为_________ 。

(2)H3PO3和H3AsO4的分子组成相似，但酸性强弱相差很大，已知H3PO3为中强酸，

H3AsO3为强酸，试推断有关酸的结构式：H3PO3______________，H3AsO3__________。

解析 (1) H3AsO4的非羟基氧为一个，H2CrO4和HMnO4分别为2个和3个，按鲍林规则，酸性HMnO4H2CrO4H3AsO4。(2)由于H3PO3为中强酸，根据规则分子中有一个非羟基氧，但分子里有三个氢原于，说明必有一个氢原子直接与磷原子结合，该分子的结构式：

。因为H3AsO3为弱酸，其分子中无非羟基氧，分子中有三个羟基，该分子

的结构式应为。

【课本习题解答】

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一、选择题

1．解析一般情况下，典型的金属与典型的非金属可相互结合形成离子化合物。答案 C

2．解析在多原子分子里原于间以共价键相互结合。答案C、D

3．解析含有原于团的离于化合物中，既有离于健又有共价键。答案 C

4．解析分子之间只存在范德华力；化学键存在于原子之间或离于之间等等。答案 C

5．答案 A 6．答案 D 7．答案B、C

二、问答题

1．NaCl中的化学键为离于键，HCl分子内的化学键为共价键．离子键与共价键同属于一类强烈的相互作用．离子键是阴、阳离子之间的静电作用，它存在于离子之间；共价健是共用电子对与原于核之间的作用，它存在于分子内原子之间。

2．例如H2Cl22HCl的过程为：旧化学键的断裂：新化学键的形成：

。

、。

3．稀有气体元素的原子最外层有8个电子(He为2个电子)的稳定结构，2个稀有气体元素的原子之间既不能形成共用电子对，又不能得失电子，所以稀有气体都是单原子分子。

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三、

1．

2．

3．

【同步达纲练习】

一、选择题

1．下列化合物中阳离子半径与阴离子半径之比最小的是 A．NaF B．MgI2 C．BaI2 D．KBr

2．下列说法正确的是 A．分子中键能越大，键越长，则分子越稳定

B．失电于难的粒子获得电子的能力一定是强的

C．在化学反应中，某元素由化合态变为游离态，则该元素被还原

D．电子层结构相同的不同离于，其半径将随着核电荷数增加而减小

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( )

( )

3．下列事实中，能够证明HCl是共价化合物的是 ( )

A．HCl易溶于水

B．液态的HCl不导电

C．HCl不易分解

D．HCl溶于水能电离，呈现酸性

4．下列各组原子序数所表示的两种元素，能形成AB2型离子化合物的是 A．6和8 B．11和13

C．11和16 D．12和17

5．下列用电子式表示化合物的形成过程，其中正确的是

6．下列物质中，既有离子键，又有共价键的是 A．CaCl2 B．KOH

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( )

)

)

( (

C．H2O D．Na2O2

7．根据下表中所列键能数据，判断下列分子中，最不稳定的分子是 ( )

A．HCl B．HBr C．H2 D．Br2

8．下列说法中不正确的是 A．在共价化合物中也可能含有离子键

B．非金属元素组成的化合物中一定只含有共价键

C．含有共价键的化合物不一定是共价化合物

D．含有离子键的化合物一定是离子化合物

9．下列过程，共价键被破坏的是 A．碘晶体升华

B．溴蒸气被木炭吸附

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( ( )

)

C．酒精溶于水

D．HCl气体溶于水

二、填空题

10．推断下列微粒的名称，并用电子式表示其形成过程

(1)离子化合物AB，阳离子比阴离子多一个电子层，1 mol AB 中含有12mol电子，则该化合物名称为___________。其形成过程为______________。

(2)由第三周期元素的半径最大的阳离子和半径最小的阴离子形成的化合物___________，名称为___________，形成过程为____________。

11．氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物，它与水反应可生成NH3。请回答下列问题：

(1) (Na3N)的电子式是________________，该化合物中含有的化学键为______________________。

(2)Na3N与盐酸反应生成________盐，其电子式是_______________。

(3)比较Na3N中两种微粒的半径：rNa_______rN (填“>”、“=”、“<”)。

312．据报道，美国科学家卡尔·克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N5”的物质，由于其极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。迄今为止，人们对它的结构尚不清楚，

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只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片，其结构是对称的，5个N排列成V形，如果5个N结合后都达到8电子结构，且含有2个氮氮三键，则“N5”分子碎片所带电荷是__________，写出它的电子式_______________。

13．(1)短周期元素X、Y、Z在周期表中位置关系如右图所示。

A．X元素的单质分子式是________________，若X核内中子数与质子数相等，X单质的摩尔质量是______________。

B．Z单质的电子式_______________，Z与钙形成的化合物的电子式为___________。

(2)已知下列元素的原子半径：

根据以上数据，磷原子的半径(单位：nm)可能的范围是_______________。

14．化合物A是一种不稳定的物质，它的分子组成可用OxFy表示。10mL A气体能分解生成15mL O2和10mLF2(同温、同压下)。

(1)A的化学式是__________，推断时的依据是____________。

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(2)已知A分子中X个氧原子呈……O-O-O……链状排列，则A分子的电子式是____________，结构式是____________。

参考答案

【同步达纲练习】

一、选择题

21．B(点拨：F、Br、I中I半径最大，Na、Mg、Ba、K中Mg半径最小。)

222．D(点拨：共价键键能越大，键越短；元素由化合态变成游离态，元素的化合价可能升高也可能降低；失电子难的原子得电子也可能很困难。)

3．B(点拨：共价化合物在液态时不导电，离子化合物在液态时可导电。)

4．D(点拨：AB2型离子化合物中A为+2价、B为-1价。)

5．C、D(点拨：HCl、CO2为共价化合物，NaBr、MgF2为离子化合物。)

6．B、D(点拨：在离子化合物中若含有原子团离子，则该化合物中既有离子键，又有共价键。)

7．D(点拨：由共价键形成的双原子分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。)

8．A、B(点拨：含有离子键的化合物一定为离子化合物；共价键可能存在于单质或化

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合物中；非金属元素组成的化合物也可能为离子化合物。)

9．D(点拨：HCl气体溶于水发生了电离，共价键被破坏。)

二、填空题

10．(1)氟化锂，

(2)NaCl，氯化钠，

11．(1) ，离子键

(2)二、

(3)<

12．+1、

13．(1)A．He，4 g/mol B．

(2)10.2 nm14．(1)O3F2，体积之比等于物质的量之比以及质量守恒定律

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(2) ， F—O—O—O—F

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