第1節(jié)化學(xué)鍵與物質(zhì)構(gòu)成[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解化學(xué)鍵的概念，認(rèn)識(shí)化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)，培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的能力。2.理解離子鍵、共價(jià)鍵的概念及其本質(zhì)，能用電子式表示離子化合物與共價(jià)化合物，通過分析推理得出離子鍵和共價(jià)鍵的形成條件，建立認(rèn)識(shí)模型，揭示成鍵規(guī)律，培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”能力。3.能夠區(qū)別離子化合物和共價(jià)化合物。一、化學(xué)鍵1．定義相鄰原子間的強(qiáng)相互作用。2．分類化學(xué)鍵包括共價(jià)鍵、離子鍵等。3．化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成。(1)“相鄰”原子間存在的相互作用都是化學(xué)鍵(×)提示相鄰原子間的相互作用必須是“強(qiáng)相互作用”才是化學(xué)鍵，弱的相互作用不是化學(xué)鍵。(2)原子間強(qiáng)的“相互作用”只是原子間的相互吸引(×)提示原子間強(qiáng)的“相互作用”既包括原子間的“相互吸引”又包括“相互排斥”，是一種吸引和排斥達(dá)到平衡的狀態(tài)。(3)任何物質(zhì)中都存在化學(xué)鍵(×)提示化合物中一定存在化學(xué)鍵，但有些單質(zhì)中就不一定存在化學(xué)鍵，如稀有氣體分子為單原子分子，不存在化學(xué)鍵。(4)只要存在化學(xué)鍵斷裂的變化就是化學(xué)變化(×)提示化學(xué)變化中，舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成是一個(gè)矛盾統(tǒng)一體，只有舊化學(xué)鍵斷裂而無新化學(xué)鍵形成的變化不是化學(xué)變化，如HCl溶于水和NaCl熔化都存在化學(xué)鍵被破壞的情況，但都不屬于化學(xué)變化。1．100℃時(shí)，液態(tài)水變?yōu)樗魵猓?200℃以上時(shí)，水會(huì)分解生成H2和O2，上述兩種變化克服的微粒間的相互作用相同嗎？提示兩者克服的微粒間的相互作用不相同，液態(tài)水變?yōu)樗魵猓朔氖撬肿娱g較弱的作用力，而水在2200℃以上發(fā)生分解，克服的是水分子內(nèi)部氫原子和氧原子之間很強(qiáng)的相互作用。2．從斷裂化學(xué)鍵與形成化學(xué)鍵的角度分析下列反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)斷裂的鍵形成的鍵N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放電))2NON和N之間的化學(xué)鍵，O和O之間的化學(xué)鍵N和O之間的化學(xué)鍵H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2HClH和H之間的化學(xué)鍵，Cl和Cl之間的化學(xué)鍵H和Cl之間的化學(xué)鍵N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3N和N之間的化學(xué)鍵，H和H之間的化學(xué)鍵N和H之間的化學(xué)鍵(1)理解“化學(xué)鍵”概念四注意①“相鄰”是指化學(xué)鍵的作用范圍很小，只在直接相鄰的兩個(gè)或多個(gè)原子間存在。②“原子”指廣義的原子，不僅指原子，也包括陰、陽離子。③“相互作用”既包括吸引作用，又包括排斥作用。④“強(qiáng)相互作用”表示原子間較強(qiáng)的相互作用，原子間較弱的相互作用不是化學(xué)鍵，破壞化學(xué)鍵需要較高的能量。(2)化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，只有化學(xué)鍵斷裂或化學(xué)鍵形成的單一過程，則不是化學(xué)變化。1．下列關(guān)于化學(xué)鍵的認(rèn)識(shí)正確的是()A．分子間的相互作用B．同種原子的相互作用C．形成化學(xué)鍵的微?？梢允窃?，也可以是離子D．化學(xué)鍵是相鄰的分子之間強(qiáng)烈的相互作用答案C解析化學(xué)鍵是相鄰原子間的強(qiáng)相互作用，分子間的相互作用不是化學(xué)鍵，“相鄰原子”這里的“原子”是廣義的原子，既包括原子，也包括陰、陽離子，故選C。2．(2018·江西臨川月考)下列過程中化學(xué)鍵被破壞，但不屬于化學(xué)變化的是()A．NaOH受熱熔化B．Na2O溶解于水C．葡萄糖溶于水D．O2在放電的條件下轉(zhuǎn)化為O3答案A解析NaOH熔化時(shí)只有舊化學(xué)鍵的斷裂，沒有新化學(xué)鍵的形成，屬于物理變化，A項(xiàng)正確；Na2O和水反應(yīng)生成NaOH，既有舊化學(xué)鍵的斷裂又有新化學(xué)鍵的形成，屬于化學(xué)變化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；葡萄糖溶于水屬于物理變化，既沒有舊化學(xué)鍵的斷裂，也沒有新化學(xué)鍵的形成，C項(xiàng)錯(cuò)誤；O2轉(zhuǎn)化為O3，既有舊化學(xué)鍵的斷裂又有新化學(xué)鍵的形成，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)是()A．有氣體生成B．有沉淀生成C．有新物質(zhì)生成D．舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成答案D解析有氣體、沉淀、新物質(zhì)生成只是化學(xué)變化的外在表現(xiàn)而不是物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)，故A、B、C錯(cuò)誤。二、離子鍵和共價(jià)鍵1．離子鍵(1)離子鍵的形成形成過程概念構(gòu)成微粒實(shí)質(zhì)成鍵條件陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵陰離子和陽離子靜電作用成鍵原子未達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)且吸引能力差別較大(2)表示方法：①電子式：在元素符號(hào)周圍用“·”或“×”來表示原子(或離子)最外層電子的式子。②用電子式表示NaCl中離子鍵形成過程(3)實(shí)例：Na2O中Na＋和O2－間存在離子鍵，表示為，NaOH中Na＋和OH－間存在離子鍵，表示為，CaCl2中Ca2＋和Cl－間存在離子鍵，表示為2．共價(jià)鍵(1)共價(jià)鍵形成形成過程概念構(gòu)成微粒成鍵條件原子間通過共用電子形成的化學(xué)鍵原子成鍵原子得失能力相差較小，成鍵前最外層未飽和(2)用電子式表示HCl共價(jià)鍵形成過程。(3)共價(jià)鍵與分子的空間結(jié)構(gòu)物質(zhì)空間結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵間夾角分子結(jié)構(gòu)CO2180°直線形H2O104.5°角形NH3107.3°三角錐形CH4109°28′正四面體形(1)離子鍵的實(shí)質(zhì)就是陰、陽離子間的靜電吸引(×)提示離子鍵的實(shí)質(zhì)是陰、陽離子間的靜電作用，既包括靜電吸引力又包括靜電排斥力。(2)金屬和非金屬原子間形成的化學(xué)鍵一定是離子鍵(×)提示并不是所有的金屬與非金屬化合都能形成離子鍵，如AlCl3晶體中存在共價(jià)鍵而不含有離子鍵。(3)非金屬元素原子間所形成的化學(xué)鍵一定是共價(jià)鍵(×)提示并不是離子鍵都是金屬元素與非金屬元素原子間形成的，非金屬元素原子間也可以形成離子鍵，如銨鹽[NH4Cl、(NH4)2SO4]中含有離子鍵。(4)化學(xué)鍵類型可由元素類別決定(×)提示元素的類別并不能決定化學(xué)鍵類型，如金屬元素和非金屬元素原子間可以形成離子鍵，如NaCl，也可以形成共價(jià)鍵，如AlCl3，非金屬元素原子間既可以形成共價(jià)鍵，如HNO3，也可以形成離子鍵，如NH4NO3。1．CaCl2和CH4是生活中常見的兩種物質(zhì)，試分析CaCl2固體中存在離子鍵、CH4分子中存在共價(jià)鍵的原因，并用電子式表示它們的形成過程。提示①Ca原子最外層只有2個(gè)電子，易失去2個(gè)電子從而達(dá)到最外層為8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Cl原子最外層有7個(gè)電子，易得到一個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故Ca失去2個(gè)電子變?yōu)镃a2＋，2個(gè)Cl原子得到2個(gè)電子形成Cl－，兩者通過靜電作用形成離子鍵。電子式表示為：②C原子最外層有4個(gè)電子，H原子最外層有1個(gè)電子。兩者都不能完全得失電子形成簡單離子，為達(dá)到最外層穩(wěn)定的8電子(或2電子)結(jié)構(gòu)，兩者只能通過共用電子的方式形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故C原子和4個(gè)H原子形成4個(gè)C—H共價(jià)鍵，電子式表示為2．Na2O和H2O中都含有化學(xué)鍵，試說明兩者化學(xué)鍵的本質(zhì)區(qū)別是什么？提示Na2O中存在的化學(xué)鍵為離子鍵，是陽離子Na＋和陰離子O2－間通過靜電作用形成的，成鍵微粒為陰、陽離子；H2O中存在的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，是氫原子和氧原子間通過形成共用電子形成的，成鍵微粒為原子。(1)化學(xué)鍵eq\o(→,\s\up7(成鍵微,粒不同))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(離子鍵\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(成鍵微粒：陰離子、陽離子,實(shí)質(zhì)：靜電作用)),共價(jià)鍵\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(成鍵微粒：原子,實(shí)質(zhì)：原子間形成共用電子))))(2)元素種類不能決定化學(xué)鍵類別，金屬元素和非金屬元素原子間既可形成離子鍵(如CaCl2)也可形成共價(jià)鍵(如AlCl3)；非金屬元素原子間既可以形成共價(jià)鍵(如HNO3)，也可以形成離子鍵(如NH4NO3)。1.如圖形象地表示氯化鈉的形成過程，下列相關(guān)說法不正確的是()A．鈉原子易失去一個(gè)電子，氯原子易得到一個(gè)電子B．鈉離子與鈉原子有相似的化學(xué)性質(zhì)C．鈉原子與氯原子作用生成NaCl后，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)D．用電子式表示NaCl化學(xué)鍵形成過程為答案B解析在反應(yīng)中鈉原子失去一個(gè)電子，氯原子得到一個(gè)電子，都達(dá)到最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，生成NaCl后，物質(zhì)總能量降低，穩(wěn)定性增強(qiáng)。2．(2018·遼寧鞍山高一期中)下列說法正確的有()①離子鍵與共價(jià)鍵的本質(zhì)都是靜電作用②任何物質(zhì)中都存在化學(xué)鍵③離子鍵就是陰、陽離子之間的靜電吸引力④活潑金屬與活潑非金屬化合時(shí)能形成離子鍵⑤任何共價(jià)鍵中，成鍵原子成鍵后均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)⑥兩種非金屬元素形成的化合物不可能含有離子鍵⑦化學(xué)鍵斷裂，一定發(fā)生化學(xué)變化A．1個(gè)B．2個(gè)C．3個(gè)D．4個(gè)答案B解析離子鍵與共價(jià)鍵均為化學(xué)鍵，其本質(zhì)都是靜電作用，①正確；稀有氣體中沒有化學(xué)鍵，②錯(cuò)誤；離子鍵是陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵，這種靜電作用不只是靜電引力，還包括電子之間、原子核之間的靜電斥力，③錯(cuò)誤；活潑金屬與活潑非金屬化合時(shí)原子間存在電子轉(zhuǎn)移，形成非金屬陰離子和金屬陽離子，陰離子與陽離子之間能形成離子鍵，④正確；H2O分子中H原子周圍只有2個(gè)電子，不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，⑤錯(cuò)誤；兩種非金屬元素形成的化合物可能含有離子鍵，例如NH4H，⑥錯(cuò)誤；化學(xué)變化中存在舊鍵的斷裂和新鍵的形成，只存在化學(xué)鍵的斷裂不一定發(fā)生化學(xué)變化，如HCl溶于水，共價(jià)鍵被破壞，但是屬于物理變化，⑦錯(cuò)誤。B項(xiàng)正確。3．下列敘述錯(cuò)誤的是()A．帶相反電荷的離子之間的相互作用稱為離子鍵B．某主族元素原子最外層只有一個(gè)電子，它與鹵素原子結(jié)合時(shí)所形成的化學(xué)鍵不一定是離子鍵C．金屬元素與非金屬元素化合時(shí)，不一定形成離子鍵D．只由非金屬元素形成的化合物中不可能含有離子鍵答案D解析A項(xiàng)，帶相反電荷的離子，就是陰、陽離子，相互作用就是靜電作用，正確；B項(xiàng)，主族元素原子最外層只有一個(gè)電子，可以是氫原子，它和鹵素原子結(jié)合，如HF、HCl、HBr、HI，所形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，如主族元素是Li、Na、K，則和鹵素原子結(jié)合所形成化學(xué)鍵為離子鍵，正確；C項(xiàng)，金屬元素與非金屬元素化合時(shí)可能形成離子鍵，如NaCl、MgCl2等，也可能形成共價(jià)鍵，如AlCl3等，正確；D項(xiàng)，非金屬元素形成的化合物中可能含有離子鍵，如銨鹽等，錯(cuò)誤。4．下列敘述正確的是()A．HCl溶于水電離出H＋和Cl－，HCl中存在離子鍵B．Ca(OH)2固體和NH4Cl固體都存在兩類不同的化學(xué)鍵C．液氨和氨氣中存在不同類型的化學(xué)鍵D．氯氣和金剛石中存在不同類型的化學(xué)鍵答案B解析A項(xiàng)，HCl分子中存在的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Ca(OH)2和NH4Cl固體都存在離子鍵和共價(jià)鍵，正確；C項(xiàng)，液氨和氨氣都是NH3，都只存在共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，氯氣和金剛石中存在的化學(xué)鍵都為共價(jià)鍵，錯(cuò)誤。三、離子化合物與共價(jià)化合物1．離子化合物(1)定義：由陽離子與陰離子構(gòu)成的化合物稱為離子化合物。(2)常見離子化合物類型①活潑金屬氧化物，如Na2O、Na2O2、MgO等。②絕大多數(shù)鹽，如NaCl、K2SO4、CaCO3、NH4HCO3等。③強(qiáng)堿，如NaOH、Ba(OH)2等。2．共價(jià)化合物(1)定義：由原子通過共價(jià)鍵構(gòu)成的化合物稱為共價(jià)化合物。(2)常見共價(jià)化合物類型①酸，如HCl、HNO3、H2SO4等。②非金屬氧化物，如H2O、CO2、NO2、SO2等。③非金屬氫化物，如NH3、H2S、H2O2等。④大多數(shù)有機(jī)物，如CH4、C2H5OH、CCl4、CH3COOH等。(1)離子化合物中只存在離子鍵，不存在共價(jià)鍵(×)提示有些離子化合物中，如NaOH，即有離子鍵(Na＋和OH－間)，又存在共價(jià)鍵(H—O鍵)。(2)共價(jià)化合物中只存在共價(jià)鍵，不存在離子鍵(√)提示只含共價(jià)鍵的化合物稱為共價(jià)化合物，是不存在離子鍵的。(3)只含非金屬元素的化合物中一定只有共價(jià)鍵，不含離子鍵，且都是共價(jià)化合物(×)提示在銨鹽中，如NH4NO3、(NH4)2SO4，既存在離子鍵，又含有共價(jià)鍵，但銨鹽都是離子化合物。(4)含金屬元素的化合物一定是離子化合物(×)提示并不是所有的含金屬元素的化合物都是離子化合物，如AlCl3、BeCl2等。這些物質(zhì)中只含有共價(jià)鍵，應(yīng)為共價(jià)化合物。(5)熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物一定是離子化合物(√)提示在熔融狀態(tài)下共價(jià)鍵不能被破壞，離子鍵可以被破壞，離解為自由移動(dòng)的陰、陽離子，故熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物一定是離子化合物。1．如何通過實(shí)驗(yàn)證明一種固體化合物是離子化合物還是共價(jià)化合物？提示可將該固體加熱熔融，通過導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，若熔融狀態(tài)下可以導(dǎo)電，則為離子化合物(如NaCl)；若不導(dǎo)電，則為共價(jià)化合物(如葡萄糖)。2．(2018·南昌高一檢測)(1)有下列物質(zhì)：He、N2、CaO、CH4、Na2S、KOH、NaHCO3、Na2O2、NH4Cl、MgCl2。①只含共價(jià)鍵的是________；②只含離子鍵的是________________；③既含有共價(jià)鍵又含有離子鍵的是_________________________________________；④屬于共價(jià)化合物的是_________________________________________________；⑤屬于離子化合物的是__________________________________________________。(2)下列變化中，不需要破壞化學(xué)鍵的是________(填字母)。A．氯化氫溶于水 B．加熱氯酸鉀使其分解C．碘升華 D．氯化鈉溶于水答案(1)①N2、CH4②CaO、Na2S、MgCl2③KOH、NaHCO3、Na2O2、NH4Cl④CH4⑤CaO、Na2S、KOH、NaHCO3、Na2O2、NH4Cl、MgCl2(2)C解析(2)HCl溶于水，破壞的是共價(jià)鍵；KClO3分解破壞的是離子鍵和共價(jià)鍵；NaCl溶于水破壞的是離子鍵；碘升華是物理變化。離子化合物與共價(jià)化合物的判斷方法(1)根據(jù)化合物類別判斷①強(qiáng)堿、大部分鹽、活潑金屬氧化物屬于離子化合物；②非金屬氧化物、非金屬氫化物、含氧酸、大部分有機(jī)化合物屬于共價(jià)化合物。(2)根據(jù)化合物性質(zhì)判斷①熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物是離子化合物；②熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電的化合物為共價(jià)化合物；③熔、沸點(diǎn)較低的化合物一般為共價(jià)化合物。(3)根據(jù)化學(xué)鍵的類型判斷一般來說，活潑的金屬元素原子和活潑的非金屬元素原子間易形成離子鍵，同種或不同種非金屬元素原子間易形成共價(jià)鍵。①含有離子鍵的化合物一定是離子化合物。②只含共價(jià)鍵的化合物才是共價(jià)化合物。③離子化合物中一般既含金屬元素又含非金屬元素(銨鹽除外)；共價(jià)化合物中一般只含非金1．下列有關(guān)離子鍵的說法正確的是()A．陰、陽離子成鍵時(shí)只受到靜電吸引力的作用B．原子通過電子的得失先形成陰、陽離子后再成鍵C．任何離子鍵在形成的過程中必定有電子的得與失D．在離子化合物CaCl2中，兩個(gè)氯離子之間也存在離子鍵答案B解析A項(xiàng)，陰、陽離子形成離子鍵時(shí)既受到靜電吸引力，還受到靜電斥力作用，靜電作用是一種平衡作用力，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，離子鍵的成鍵微粒為陰、陽離子，因此原子必須先得失