第三节　
化　学　键
一、离子键
1.离子键的形成(以氯化钠的形成为例):
(1)实验探究:钠在氯气中剧烈燃烧,产生_____,化学反应方程
式为____________________。
白烟
2Na+Cl2 2NaCl
(2)利用原子结构的知识解释。
2.离子键和离子化合物:
阳离子和阴离子
活泼金属
NaOH、KOH
二、电子式
1.概念:在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的
___________(价电子)的式子。
最外层电子
2.微粒电子式的表示方法:
Na×
Na+
3.用电子式表示离子化合物的形成过程。
如NaCl:___________________。
三、共价键
1.共价键:
(1)概念:原子间通过___________所形成的相互作用。
(2)成键三要素。
成键微粒:_____;
成键本质:___________;
成键元素:一般是___________________元素。
共用电子对
原子
共用电子对
同种或不同种非金属
(3)分类。
2.共价化合物:
(1)概念:以___________形成分子的化合物。
(2)四类常见物质。
①非金属氢化物:如HCl、H2O等;
②非金属氧化物:如CO2、SO3等;
③含氧酸:如H2SO4、HNO3等;
④大多数有机化合物:如甲烷、酒精等。
共用电子对
3.用电子式表示:
(1)非金属单质:Cl2:_____________,N2：_____________。
(2)共价化合物:H2O:_____________,CO2:_____________。
(3)用电子式表示形成过程。
HCl:__________________________。
四、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。
离子键
共价键
非极性键
极性键
(3)化学反应的本质。
表象:反应物中的原子重新组合为产物分子;
本质:_________的断裂和_________的形成。
旧化学键
新化学键
1.辨析下列说法的正误:
(1)离子键就是阴、阳离子间的静电吸引。(　　)
(2)活泼金属元素和活泼非金属元素一定形成离子键。(　　)
(3)非金属元素间一定形成共价键。(　　)
(4)共价键只存在于共价化合物中。(　　)
(5)所有的物质中都含有化学键。(　　)
(6)KF的电子式可以表示为 。(　　)
【答案解析】
1.(1)×。分析:离子键是阴、阳离子间的静电作用,包括静电吸引和静电排斥等。
(2)×。分析:活泼金属元素和活泼非金属元素不一定形成离子键,如Al和Cl形成的AlCl3中存在的是共价键而不是离子键。
(3)×。分析:非金属元素间也能形成离子键,如氯化铵。
(4)×。分析:非金属单质分子,某些离子化合物中也含有共价键,如Cl2、N2、NaOH、NH4Cl等。
(5)×。分析:稀有气体元素的原子已达2个电子或8个电子稳定结构,故稀有气体的单质内无化学键。
(6)×。分析:KF是离子化合物,其电子式为 。
2.下列关于化学键叙述正确的是(　　)
A.化学键是相邻原子间的相互作用
B.化学键既存在于相邻原子之间,也存在于相邻分子之间
C.化学键通常是指相邻的两个或多个原子之间强烈的相互吸引作用
D.化学键通常是指相邻的两个或多个原子之间强烈相互作用
【解析】选D。化学键通常是指相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用,包括相互吸引和相互排斥。
3.下列化学用语正确的是(　　)
A.HCl的电子式

B.Cl-的结构示意图

C.CO2的电子式
D.质量数为37的氯原子
【解析】选B。HCl是共价化合物,电子式是 ,A错误;Cl-
的结构示意图是 ,B正确;CO2的电子式是 ,
C错误;表示原子时元素符号的左上角是质量数,左下角是质子
数,D错误。
4.某元素的原子最外层只有一个电子,它与卤素结合时,所形成的化学键(　　)
A.一定是离子键
B.一定是共价键
C.可能是离子键也可能是共价键
D.以上说法都不正确
【解析】选C。该元素如果是碱金属元素,则与卤素形成的是离子键,如果是氢元素,则形成的是共价键。
5.下列物质中,由离子构成的是(　　)
A.干冰　　　B.NaF晶体　　　C.H2O　　　D.HCl
【解析】选B。离子化合物由阴、阳离子构成,一般来说活泼金属和活泼非金属元素形成的化合物是离子化合物。
一、离子键和共价键、离子化合物和共价化合物的比较
1.离子键和共价键的比较:
2.离子化合物和共价化合物的比较:
【过关题组】
1.下列各物质中,化学键类型完全相同的是(　　)
A.Na2O2和NaOH
B.CH3COONa和NaOH
C.CCl4和H2O
D.CO2和H2O2
【解题指南】解答本题要注意以下两点:
(1)离子化合物中一定含有离子键,也可能含有共价键。
(2)共价化合物中一定没有离子键。共价键又可分为极性键和非极性键。
【解析】选C。Na2O2中有离子键和非极性键,NaOH中有离子键和极性键,CH3COONa中含有离子键、非极性键和极性键;CCl4和H2O中均只含有极性键;CO2中只有极性键,H2O2中含有非极性键和极性键。
2.(2014·淮安高一检测)下图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列相关叙述中不正确的是(　　)
A.钠原子易失去一个电子,氯原子易得到一个电子
B.钠离子与钠原子有相似的化学性质
C.钠原子与氯原子作用生成NaCl后,其稳定性增强
D.氯化钠是离子化合物
【解析】选B。钠原子最外层只有1个电子,当它失去1个电子后形成的Na+具有最外层8个电子的稳定结构,氯原子最外层有7个电子,当它得到1个电子后形成的Cl-具有最外层8个电子的稳定结构,Na+和Cl-通过静电作用形成离子键,从而构成离子化合物NaCl。
【变式训练1】 (2014·徐州高一检测)在由A、B两元素形成
的离子化合物中,A离子和B离子的个数比为1∶1,且核外电子
总数相等,A离子的电子数比A原子的电子数少,B离子的电子数
比它的质子数多两个,如果B离子的质子数为X,则A离子的质子
数为(　　)
A.X　　　　B.4　　　　C.X-4　　　　D.X+4
【解析】选D。由题意叙述可知:A原子形成阳离子,B原子形成阴离子。离子化合物的化学式为AB。且B离子的电子数比它的质子数多两个。因此B的阴离子为B2-,则A的阳离子为A2+。因A2+与B2-的核外电子总数相等,A2+与B2-的核外电子排布应相同,若A2+的质子数为ZA,当B2-的质子数为X时,有X+2=ZA-2,ZA=X+4。
【变式训练2】 (2014·苏州高一检测)M元素的一个原子失去两个电子并转移到Y元素的两个原子中,形成化合物Z,下列说法不正确的是(　　)
A.Z是离子化合物
B.Z可以表示为MY2
C.Z一定溶于水
D.M可形成+2价的阳离子
【解析】选C。M失电子形成阳离子,Y得电子形成阴离子,阴、阳离子间以离子键结合,所以形成的是离子化合物,A正确;按化合价知识可知道,M元素显+2价,形成M2+,Y元素显-1价,形成Y-,所以形成的化合物应为MY2,B、D正确;C中MY2型离子化合物不一定都溶于水,错误。
【变式训练3】下列物质中,只含有极性键的共价化合物
是(　　)
A.Na2O2 B.Ba(OH)2
C.HClO D.H2O2
【解析】选C。A项,Na2O2是含有非极性共价键和离子键的离子化合物;B项,Ba(OH)2是含有极性共价键和离子键的离子化合物;C项,HClO中氢原子和氧原子、氧原子和氯原子之间形成的都是极性共价键,HClO为共价化合物;D项,H2O2既含有极性键又含有非极性键。
二、用电子式表示物质及其形成过程
1.用电子式表示物质:
(1)原子。
方法:在元素符号周围用“·”或“×”来代表原子的最外层电子。
实例:
(2)离子。
①主族元素的简单阳离子
方法:电子式就是其离子符号。
实例:Na、Mg的电子式分别是Na+、Mg2+。
②主族元素的简单阴离子
方法:在其原子电子式的符号外加[　],然后在[　]右上角标上电荷符号。
实例:Cl-的电子式是 。
③原子团离子
方法:表示出离子内原子间的共用电子对,然后加[　],并在[　]右上角标上电荷符号。
实例:OH-的电子式是 。
(3)离子化合物。
方法:表示出构成离子化合物的阴阳离子,但同性离子不能直接相邻。
实例:MgCl2的电子式为 。
(4)共价分子(包括非金属单质和化合物)。
方法:表示出原子之间的共用电子对,且未形成共用电子对的原子的最外层电子也要标出。
实例:NH3的电子式为 。
2.用电子式表示物质的形成过程:
(1)离子化合物。
方法:左端是原子的电子式,右端是离子化合物的电子式,中间
用→连接。注意用 表示电子的转移。
实例:
(2)共价化合物。
方法:左端是原子的电子式,右端是共价化合物的电子式,中间用→连接。
实例:
【过关题组】
1.(2014·三明高一检测)为了描述方便,人们常常用电子式来表示原子、分子和离子,下列电子式正确的是(　　)
【解析】选D。CCl4的电子式为 ,A错误; 的电
子式为 ,B错误;H2O为共价化合物,电子式为
,C错误;NaCl为离子化合物,电子式为 ,
D正确。
2.(2014·南宁高一检测)A、B、C、D、E五种元素都是短周期元素,试回答下列问题:
(1)A和B的离子的核外电子排布与氖原子的相同,A和B之间能按原子个数比1∶1形成离子化合物,实验室可以用该化合物来制取某种常见的气体单质,则该化合物的电子式为________。
(2)第3周期内的C、D两元素的原子序数之差为5,它们组成的化合物化学式为C2D,用电子式表示其形成过程________。
(3)E元素是空气中含量最高的元素,其气态氢化物和酸反应生成的盐中的阳离子的电子式为________________。
【解题指南】解答本题可以按照如下流程进行:
【解析】(1)与氖原子核外电子排布相同的离子形成的原子个
数比为1∶1的化合物有NaF、MgO、AlN、Na2O2等,其中Na2O2与
水反应可用于实验室制取氧气,所以该化合物为Na2O2。
(2)由化学式C2D可知,C元素显+1价,D元素显-2价,因为C、D为
第3周期元素,其原子序数之差为5,所以C元素为Na,D元素为S,
二者形成的化合物为Na2S。
(3)氮元素是空气中含量最高的元素,其气态氢化物是NH3,NH3
与酸反应生成的盐中的阳离子为 。
答案:(1)
(2)
(3)
【变式训练】下列化合物的电子式书写正确的是(　　)
【解析】选D。A项不正确,每个离子均要单独写,不能合并在一
起表示,应为 ;B项不正确,离子电荷表
示法(如R2-)与化合价(如 )不同,“2-”表示带两个单位负
电荷,而“-2”则表示化合价为-2价,另外,化合价应写于元素
符号正上方,应为 ;C项不正确,在简单阳离子
符号周围不需再用方括号,而只用简单离子符号表示,应为
;D项正确。
三、物质变化过程中化学键的变化
1.化学变化过程。
化学键变化:既有断裂又有形成。
解释:化学反应的实质是反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。
举例:H2+F2====2HF,H—H键、F—F键均被破坏,形成H—F键。
2.物理变化过程(只讨论溶解或熔化):
(1)离子化合物。
化学键变化:只有离子键断裂。
解释:离子化合物溶解或熔化时,离子键被破坏,电离出自由移动的阴、阳离子,但无化学键的形成。
(2)共价化合物。
①溶解过程
化学键变化:共价键可能被破坏,也可能不被破坏。
解释:
②熔化过程
化学键变化:共价键可能被破坏,也可能不被破坏。
解释:
(3)单质。
化学键变化:共价键可能被破坏,也可能不被破坏。
解释:
【警示】有化学键破坏的不一定是化学变化,如NaCl固体受热熔化时破坏离子键;HCl溶于水时发生电离破坏共价键,但都没有新化学键的形成,所以属于物理变化。
【微思考】
试分析反应H2+Cl2 2HCl发生过程中化学键的变化情况。
提示:旧键的断裂:H—H→H+H,Cl—Cl→Cl+Cl
新键的形成:H+Cl→H—Cl,即H—H共价键和Cl—Cl共价键发生断裂形成新的H—Cl共价键。
【过关题组】
1.(2013·上海高考改编)下列变化需克服相同类型作用力的
是(　　)
A.碘和干冰的升华
B.石英和冰的熔化
C.氯化氢和氯化钠的溶解
D.溴的气化和溴化钠的熔化
【解析】选A。碘和干冰均由分子构成,分子间以分子间作用力结合,二者升华时均破坏分子间作用力,A正确。石英(SiO2)是空间网状结构,熔化时破坏共价键,冰是由分子构成的,熔化时只破坏分子间作用力和氢键,不破坏共价键,B错误。HCl溶于水,破坏共价键;NaCl溶于水破坏离子键,C错误。溴气化破坏分子间作用力,溴化钠熔化破坏离子键,D错误。
2.下列变化不需要破坏化学键的是(　　)
A.加热氯化铵 B.干冰升华
C.水通电分解 D.氯化氢溶于水
【解析】选B。化学变化肯定存在化学键的破坏,物理变化过程要注意分析过程才能确定。A、C两项发生的都是化学变化,加热NH4Cl破坏了NH4Cl内的离子键和共价键;水通电分解破坏了水分子内的共价键;D项中,HCl溶于水,破坏了HCl分子内的共价键;B项中,干冰升华没有化学键的破坏,只是破坏了分子间作用力。
【变式训练】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
【解析】选D。A、B两项中没有非极性共价键,显然不符合题意,C项中虽然有非极性共价键(Cl—Cl键)断裂,却没有非极性共价键形成。
【备选要点】
分子间作用力、氢键与化学键比较
【微思考】
(1)试比较氯化氢、溴化氢和碘化氢的熔、沸点高低,依据是什么?
提示:这三种氢化物的熔、沸点逐渐升高。因为这三种卤化氢的组成和结构相似,故随着相对分子质量的增大,分子间作用力逐渐增大,故熔、沸点逐渐升高。
(2)氨气的溶解度非常大,为什么?
提示:氨气分子中氮原子的得电子能力非常强,易形成氢键,故其溶解度非常大。
【过关题组】
1.下列事实与氢键有关的是(　　)
A.水加热到很高的温度都难以分解
B.水结成冰体积膨胀,密度变小
C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随着相对分子质量的增加而升高
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
【解析】选B。氢键是一种特殊的分子间作用力,不是化学键,
只影响物质的物理性质,不影响化学性质。A项,水的分解破坏
的是化学键,不是氢键,故A错误。B项,氢键具有方向性,氢键的
存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相
邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用
率不高,留有相当大的空隙,所以水结成冰时,体积增大。当冰
刚刚融化为液态水时,热运动使冰的结构部分解体,水分子间的
间隙减小,密度反而增大,故B正确。C项,CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高与分子间作用力有关,分子间不存在氢键,与氢键无关,故C错误。D项,HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与F、Cl、Br、I的非金属性有关,非金属性越强,其氢化物越稳定,同一主族的元素,非金属性随着原子序数的增加而减弱,所以其氢化物的热稳定性逐渐减弱,与氢键无关,故D错误。
2.(2014·绍兴高一检测)如图每条折线表示周期表ⅣA～ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化,每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是(　　)
A.H2S　　　　B.HCl　　　　
C.PH3　　　　D.SiH4
【解析】选D。对于同一主族元素氢化物,随着相对分子质量的增加,分子间作用力增大,沸点逐渐升高,但是由于HF、NH3和H2O分子间容易形成氢键,使它们的沸点反常得高。a点所在的主族氢化物的沸点随着周期数的增加而增大,没有反常现象,所以应该是ⅣA族的SiH4。
化合物类型及其所含化学键的判断
【真题判断】(在括号内打“√”或“×”)

(1)(2014·安徽高考)三聚氰酸( )分子中既含极性键,
又含非极性键。　( )
分析:三聚氰酸分子中只有极性键。
×
(2)(2013·天津高考)ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物
或离子化合物。　( )
分析:ⅠA族的氢元素可以与ⅦA族的元素形成共价化合物,钠等
金属元素可以与ⅦA族的元素形成离子化合物。
√
(3)(2014·江苏高考)过氧化钠的电子式为 。　
( )
分析:Na2O2的电子式为 。
×
(4)(2011·浙江高考)由C、N、O、H四种元素形成的化合物一
定既有离子键,又有共价键。　( )
分析:NH4HCO3为离子化合物,符合条件,而CH3—NO2为共价化合
物,不符合条件。
×
【案例探究】
氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要化合物,它与水作用生成NH3和氢氧化钠。
(1)Na3N中含什么化学键?与水反应属于什么反应类型,是氧化还原反应吗?
提示:钠是活泼金属,氮是较活泼非金属,Na3N属于离子化合物,含离子键。据条件可写出该反应方程式是Na3N+3H2O====NH3+ 3NaOH,属于复分解反应,不是氧化还原反应。
(2)Na3N与盐酸反应生成几种盐,它们的电子式如何书写?
提示:由Na3N与水反应生成NH3和NaOH可知Na3N与盐酸反应可生
成2种盐,分别是NaCl、NH4Cl,电子式分别是
(3)Na3N熔化时破坏了什么化学键,有化学键断裂就一定发生化学反应吗?
提示:Na3N属于离子化合物,熔化时破坏离子键,但没有发生化学反应,化学键断裂和化学键形成同时发生时才发生化学反应。
(4)Mg3N2也是离子化合物,与Na3N有相似的化学性质,请写出Mg3N2与水反应的化学方程式。
提示:Mg3N2+6H2O====3Mg(OH)2↓+2NH3↑
【探究体验】
已知三角锥形分子E和直线形分子G反应,生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10),如图,则下列判断错误的是(　　)
A.G是最活泼的非金属单质
B.L分子稳定性最好
C.E能使紫色石蕊试液变蓝色
D.M化学性质不活泼
【解析】选B。由图可知,E中的中心原子(最大球)可以形成3个共价键,为氮原子,最小球只能形成1个共价键,为H或F;G中原子只能形成1个共价键,因为氟原子的半径大于氢原子的半径,所以最小的球表示的是氢原子,中间大小的球表示的是氟原子,则E是NH3,G是F2,L是HF,M是N2,该反应的化学方程式为2NH3+3F2 ====6HF+N2。F2是最活泼的非金属单质,A选项正确。虽然HF很稳定,但是由于N2分子含有氮氮三键,很难破坏,故化学性质最稳定,所以B选项错误,D选项正确。NH3能使紫色石蕊试液变蓝色,C选项正确。
【巩固训练】氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物,其中钠显+1价,NaH与水反应放出氢气。下列叙述正确的是(　　)
A.NaH溶于水后,溶液显酸性
B.NaH中氢离子的电子层排布与氦原子相同
C.NaH中氢离子半径比锂离子半径小
D.NaH中氢离子被还原为氢气
【解析】选B。解题时应注意新信息与旧知识的联系。根据题干信息,NaH是离子化合物,钠显+1价,由此得出其中H为H-;抓住H+与H-结构不同,则性质不同,逐一筛选。因NaH与水反应放出氢气,根据氧化还原反应的规律可推知,另一产物必为氢氧化钠,溶于水显碱性,则A项错误。H-是H得到一个电子形成的,则核外有两个电子,与氦原子电子层结构相同,B项正确。H-与Li+两种离子具有相同的电子层结构,按其规律判断核电荷数大的半径小,则C项错误。H-→H2化合价升高,被氧化,D项错误。