高考化学一轮复习 微观结构与物质的多样性doc
夯实基础 考点过关
离子键与共价键
【基础梳理】
1. 化学反应的实质
化学反应的过程,本质上就是 的断裂和 的形成的过程。
2. 离子键:带相反电荷 间的相互 。
由离子键构成的化合物就是 。
3. 共价键:原子间通过共用 所形成的相互作用。
(1)极性共价键:成键电子对 于某一原子的共价键。
(2)非极性共价键:成键电子对在两原子 的共价键。
4. 电子式
在元素符号周围用小黑点“·”(或“×”)来表示原子的 ,这种式子叫做电子式。
注意:阴离子的电子式,不但要画出最外层电子数,而且还应用括号“[ ]”括起来,并在右上角标出“n-”电荷字样。
(1)电子式表示离子化合物的形成过程,如KCl:
(2)电子式表示共价化合物的形成过程,如HCl:
5. 结构式:用一根短线“-”表示一对共用电子,CO2分子的结构式为 。
6. 结构简式:结构式的简单表达式(通常只适用于以分子形式存在的纯净物,如有机分子):将结构式中碳氢单键、碳碳单键省略。
丙烷结构简式为 ,
乙烯结构简式为 。
微课1 常见的电子式
概念
用“·”或“×”表示原子最外电子层上的电子的式子
原子的电子式
Na· ·Mg· H·
阳离子的电子式
Na+ Mg2+ Ca2+
阴离子的电子式
离子化合物的电子式
分子的电子式
常见的错误类型
漏写电子对,如N2电子式错写成了、NH3电子式错写成了
离子错误的合并,如Na2S电子式错写成了
混淆离子化合物和共价化合物,如HF电子式错写成了
原子结合顺序错写,如HClO电子式错写成了
共用电子对错写,如CO2电子式错写成了
【典型例题】
一、离子键和共价键区别
W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如右图。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法正确的是 ( )
A. 对应简单离子半径:X>W
B. 对应气态氢化物的稳定性:Y>Z
C. 化合物XZW既含离子键,又含共价键
D. Y的氧化物能与Z的氢化物和X的最高价氧化物对应水化物的溶液反应
[答案] C
[解析] W、X、Y、Z是O、Na、Si、Cl。A项,对应简单离子半径:X
Y;C项,NaClO既含离子键,又含共价键;D项,SiO2不与盐酸反应。
下列说法正确的是 ( )
A. 两个原子或多个原子之间的相互作用叫化学键
B. 阴、阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫离子键
C. 只有金属元素和非金属元素化合时才能形成离子键
D. 大多数的盐、碱和低价金属氧化物中含有离子键
[答案] D
[解析] 化学键是分子内相邻原子之间强烈的相互作用,A项错。离子键是静电作用,包括引力和斥力,B项错。HCl和NH3化合时生成NH4Cl,有离子键形成,C项错。
二、电子式
(2014·豫东、豫北十校一测)下列化学用语正确的是( )
A. 甲烷的球型模型:
B. NH3的电子式:
C. H、1H、2H、3H互为同位素
D. 熔融状态下的NaHSO4的电离方程式为 NaHSO4Na++HS
[答案] D
[解析] 甲烷的分子式为CH4,其中碳原子半径大于氢原子半径,A不正确;NH3的电子式为,B不正确;1H、2H、3H互为同位素,H包括1H、2H、3H三种核素,C不正确;NaHSO4在熔融状态下只发生离子键的断裂,D正确。
下列有关电子式书写正确的是 ( )
A. 羟基的电子式:·H
B. H2O2的电子式:H+]2-H+
C. CO2的电子式
D. NH3的电子式:
[答案] A
[解析] B中H2O2是共价化合物,没有阴、阳离子;C中碳和氧之间均共用两对电子;D中氮原子周围缺少一对孤对电子。
三、极性键与非极性键的判断
(2013·四川卷改编)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是 ( )
A. W、Y、Z的非金属性大小顺序一定是Z>Y>W
B. W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C. Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D. WY2分子中存在的化学键是非极性共价键
[答案] C
[解析] 利用题中“W、X原子的最外层电子数之比为4∶3和X的原子序数大于W”可知W一定在X的上一周期,进而可推知W为C,X为Al,Z为Cl,则Y可能是Si(硅)、P(磷)或S(硫)。Si(硅)的非金属性小于C(碳),A项错误;C(碳)核外电子层数只有2层,小于核外电子层数为3的Al、Cl等元素的原子半径,B项错误;若Y为Si,则SiCl4的空间构型是正四面体,C项正确;CS2分子中的碳硫双键是极性共价键,D项错误。
(2013·海南卷)X、Y和Z均为短周期元素,原子序数依次增大,X的单质为密度最小的气体,Y原子最外层电子数是其周期数的3倍,Z与X原子最外层电子数相同。回答下列问题:
(1)X、Y和Z的元素符号分别为 、 、 。
(2)由上述元素组成的化合物中,既含有共价键又含有离子键的有 、 。
(3)X和Y组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是 。此化合物在酸性条件下与高锰酸钾反应的离子方程式为 ;此化合物还可将碱性工业废水中的CN-氧化为碳酸盐和氨,相应的离子方程式为 。
[答案] (1)H O Na (2)NaOH Na2O2
(3)H2O2 5H2O2+2Mn+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑ H2O2+CN-+OH-C+NH3
离子键与共价键的比较
离子键
共价键
成键微粒
阴、阳离子
原子
成键本质
静电作用
共用电子对
成键元素
典型的金属元素、典型的非金属元素之间
同种元素或同类非金属元素之间
特征
无饱和性、无方向性
有饱和性、有方向性
存在
离子化合物(NH4Cl、NH4NO3等铵盐由非金属元素组成,但含有离子键)
共价化合物(如CO2、CH4)、非金属单质(如H2、O2)
注意:由非金属元素形成的化合物可能是离子化合物,如NH4Cl
。离子键存在于离子化合物中,如大多数的盐(如NaCl、BaSO4、NH4Cl等)、强碱[如NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等]、活泼金属的氧化物和过氧化物(如Na2O、K2O、Na2O2等)、活泼金属的氢化物(如NaH)、活泼金属的碳化物(如CaC2)等。
离子化合物和共价化合物
【基础梳理】
离子化合物、共价化合物与物质分类的关系
化合物类型
定 义
与物质分类的关系
举 例
离子化合物
含有 键的化合物
包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物和过氧化物等
NaCl、Na2O2、NaOH、NH4Cl等
共价化合物
只含有 键的化合物
包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等
H2S、SO2、CH3COOH、H2SO4、NH3、H2O等
含有离子键的化合物一定为离子化合物(离子化合物中可能含有共价键),如Na2O2和NaOH等;共价化合物中只含有共价键。
微课2 10电子的微粒和18电子的微粒
单核
双核
三核
四核
四核以上
10电子微粒
N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+、Ne
HF、OH-
H2O、N
NH3、H3O+
CH4、N
18电子微粒
K+、Ca2+、P3-、S2-、Cl-、Ar
HCl、F2
H2S
PH3、H2O2
SiH4、P、CH3F、CH3OH、C2H6、N2H4
【典型例题】
(2013·上海卷)下列关于氰酸铵(NH4OCN)与尿素[CO(NH2)2]的说法正确的是 ( )
A. 都是共价化合物
B. 都是离子化合物
C. 互为同分异构体
D. 互为同素异形体
[答案] C
[解析] 氰酸铵是离子化合物,尿素是共价化合物,A、B项错;它们的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,C项正确、D项错。
(2013·江苏卷)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。X的原子半径比Y的小,X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是 ( )
A. 原子半径的大小顺序:Y>Z>W
B. 元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
C. 元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D. 只含X、Y、Z三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物
[答案] D
[解析] 地壳中含量最高的元素是O元素,故Z为O元素;X的原子半径比Y小,故X在Y的上一周期,则X为H元素,W为Na元素,Y为N元素。原子半径:Na>N>O,A项错误; O2-与Na+都是10电子微粒,电子层结构相同,B项错误;因非金属性:O>N,故热稳定性:H2O>NH3,C项错误;含有H、N、O三种元素的化合物可以是共价化合物,如HNO3,也可以是离子化合物,如NH4NO3,D项正确。
离子化合物、共价化合物的判断方法
(1)根据化学键类型来判断
一般来说,活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的是离子键(如Na2S、CaCl2、NaH等);但是金属元素和非金属元素间有可能形成共价键(如AlCl3等)。
(2)同种或不同种非金属原子间形成的化学键一般是共价键。(仅由非金属元素形成的化合物也可以是离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等)
(3)根据化合物的类型来判断
强碱和大多数盐一般属于离子化合物;非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸、大多数有机化合物属于共价化合物。
(4)根据化合物的性质来判断
①共价化合物的熔、沸点一般较低。
②熔化状态下能导电的化合物是离子化合物,不能导电的化合物是共价化合物。
极性分子和非极性分子
【基础梳理】
1. 极性分子
极性分子是指以极性键组成的分子,且整个分子的结构不能造成键的极性相互抵消的分子。
2. 非极性分子
非极性分子是指以非极性键组成的分子(或虽以极性键组成,但整个分子的结构能造成键的极性相互抵消的分子)。
【典型例题】
(2012·全国大纲卷)下列关于化学键的叙述正确的是 ( )
A. 离子化合物中一定含有离子键
B. 单质分子中均不存在化学键
C. 含有极性键的分子一定是极性分子
D. 含有共价键的化合物一定是共价化合物
[答案] A
[解析] 离子化合物中一定含有离子键,而离子化合物中却不一定只含有离子键, A项正确;只有单原子分子的单质分子中不含化学键,B项错误;CO2分子含有极性键,但CO2是非极性分子,C项错误;共价化合物中一定含有共价键,但含有共价键的化合物不一定是共价化合物,NaOH等离子化合物含有共价键,D项错误。
下列各组分子中,都属于含极性键的非极性分子的是( )
A.CO2、H2S B.C2H4、CH4 C. C60、C2H4 D.NH3、HCl
[答案] B
极性分子和非极性分子的判断与性质比较
类 型
极性分子
非极性分子
电荷分布特点
(判断要点)
整个分子结构不对称,电荷分布不均匀(正、负电荷中心不重合)
整个分子结构对称,电荷分布均匀(正、负电荷中心重合)
分子中的共价键
极性键
极性键或非极性键
规律
以极性键结合而成的不对称的分子
①分子中全部以非极性键组成的单质分子
②全部以极性键组成的分子,但结构对称
③稀有气体单质是单原子分子,不存在共价键
实例
HCl、H2O、NH3、CO、 SO2、CH3Cl、H2O2、酸等
H2、N2、O2、Cl2、CO2、CS2、C2H2、BF3、CH4、CCl4、C6H6、
键的极性与分子的极性的关系
分子有极性,键一定有极性;而键有极性,分子不一定有极性