[新教材]人教版新教材必修第一册 第4章第3节 化学键(第1课时) 学案

第三节化学键

第一课时离子键

学习目标:1.通过氯化钠的形成理解离子键的概念及本质和形成条件.2。通过实例了解离子化合物的概念,能识别典型的离子化合物。3。能熟练地用电子式表示物质的组成及离子化合物的形成过程。

1．离子键

(1）氯化钠的形成过程-—离子键的形成

①实验探究

②利用原子结构的知识解释

（2)离子键和离子化合物

2．电子式

(1）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。

(2）电子式的书写

①原子的电子式

元素符号周围标明元素原子的最外层电子，每个方向不能超过2个电子。当最外层电子数小于或等于4时以单电子分布,多于4时多出部分以电子对分布。例如:

镁原子：·Mg·；碳原子：·错误!·；

氧原子:·错误!·；氖原子：。

②简单阳离子的电子式

简单阳离子是由金属原子失电子形成的，原子的最外层已无电子，故用阳离子的符号表示，例如：Na＋、Li＋、Mg2＋、Al3＋等.

③简单阴离子的电子式

不但要画出最外层电子数,而且还应用“[]”括起来，并在右上角标出“n－"以表示其所带的电荷。例如：

氯离子［错误!]－、硫离子[错误!］2－。

④复杂阴、阳离子的电子式

复杂阴、阳离子要标明电子,用“［]”括上,并在“［］”右上角标明电性和电量，例如:

⑤离子化合物的电子式

氧化钙：Ca2＋[错误!错误!错误!］2－、硫化钾：K＋[错误!错误!错误!］2－K＋。

（3)用电子式表示下列物质的形成过程

①NaCl：Na C错误!―→Na＋［错误!错误!］－。

②MgBr2：错误!Mg错误!―→[错误!

×

·]－Mg2＋[错误!错误!]－.

1．判断正误(正确的打“√"，错误的打“×”)

（1）阴、阳离子通过静电引力形成离子键（)

（2）离子化合物中一定含有金属元素（）

(3)由金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物(）

(4）阴、阳离子间通过离子键一定能形成离子化合物()

(5)NH4Cl属于离子化合物，其电子式为

（）

［答案］（1)×（2）×(3）×(4）√（5）×

2．以下叙述中，错误的是（）

A．钠原子和氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强

B．在氯化钠中,除氯离子和钠离子的静电吸引作用外,还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用

C．任何离子键在形成的过程中必定有电子的得与失

D．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，体系能量降低

［解析］活泼的金属原子和活泼的非金属原子之间形成离子化合物，阳离子和阴离子均达稳定结构，这样体系的能量降低，其结构的稳定性增强，故A、D正确，B也正确。离子键的形成只是阴、阳离子间的静电作用并不一定发生电子的得失，如Na＋与OH－结合成NaOH,故C错误。

[答案］ C

3．根据成键元素判断下列化合物中含有离子键的是（）

A．HF B．H2O

C．H2SO4D．MgO

［解析]离子键的形成是

错误!错误!错误!错误!

离子化合物,故据此可知含有离子键的为D。

[答案］ D

知识点一离子键与离子化合物

1。离子键的形成和存在

(1)形成离子键的本质原因

活泼金属原子失去电子后形成阳离子和活泼非金属原子得到电子后形成阴离子而达到稳定结构，两种离子以静电作用结合成化合物，可用图示表示如下：

错误!错误!离子键

（2)离子键的存在

①第ⅠA族、第ⅡA族的金属元素的单质与第ⅥA族、第ⅦA族的非金属元素的单质发生反应时，一般通过离子键形成离子化合物.

②金属阳离子与某些原子团(如NO错误!、CO错误!、SO错误!、OH －等）之间，通过离子键形成离子化合物.

③铵根离子与酸根（或酸式酸根)离子之间形成离子键，构成离子化合物。

④活泼金属的氧化物、过氧化物（如Na2O2）中存在离子键.

【典例1】下列关于离子键和离子化合物的说法正确的是（）

A．阴、阳离子间通过静电引力形成离子键

B．阴、阳离子间通过离子键一定能形成离子化合物

C．离子化合物一定能导电

D．只有活泼金属元素和活泼非金属元素化合时,才能形成离子键[思路启迪]（1)活泼金属（如第ⅠA、ⅡA族的金属）与活泼的非金属(如第ⅥA、ⅦA族的非金属)原子之间通常形成离子键.

(2)金属阳离子与某些带负电荷的原子团之间（如Na＋与OH－、SO错误!等）形成离子键。

（3）铵根离子与酸根离子之间形成离子键。

[解析]A项，离子键是指阴、阳离子间的静电作用，它包括静电引力和静电斥力；B项，通过离子键形成的化合物只能是离子化合物;C项,离子化合物在水溶液或熔融状态下才能导电；D项，NH错误!与酸根离子之间也能形成离子键.

［答案] B

离子键的三个“一定”和两个“不一定”

（1)三个“一定”

①离子化合物中一定含有离子键；

②含有离子键的物质一定是离子化合物；

③离子化合物中一定含有阴离子和阳离子。

(2)两个“不一定”

①离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等；

②含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3为共价化合物。

［针对训练1］X元素的原子最外层有7个电子，Y元素的原子与X元素的原子的次外层上都有8个电子，X与Y形成的化合物中两离子的电子层结构相同，以下说法中正确的是（) A．两元素形成化合物的化学式一定为YX

B．两元素形成的化合物中一定存在离子键

C．两元素原子作用生成化合物后,其结构稳定性减弱

D．如果形成化合物的化学式为YX2时，微粒之间不只含有离子

键

［解析］由题意知X为Cl元素，Y为K元素或Ca元素，可以形成KCl或CaCl2,微粒间只存在离子键,Cl－与K＋或Ca2＋通过得失电子都达到稳定结构，所以它们形成化合物后,其结构稳定性增强。

[答案］ B

知识点二电子式的书写

1.原子的电子式

将其最外层电子用小黑点“·”或小叉“×"来表示，如

Na错误!、错误!错误!错误!、错误!错误!。

2．离子的电子式

(1)简单阴离子：既写出最外层所有电子数（包括得到的电子），又要用方括号“［]”括起来，并在右上角注明负电荷数。如［错误!］－、[错误!H]－;

（2）单核阳离子：即是离子符号，如Na＋、Mg2＋；

(3）多核阳离子：既要写出最外层电子数目,又要用方括号“［]”括起来,并在右上角注明正电荷数.如铵根离子的电子式较为复杂：

。

3．离子化合物电子式

将离子化合物中的阴、阳离子的电子式按一定顺序排列在一起就是离子化合物的电子式.如Na＋［错误!］－、［错误!］－Mg2＋［

错误!］－。

【典例2】下列离子化合物的电子式书写正确的是()

A．Ca2＋［错误!］错误!B．Na＋[错误!错误!错误!]－2Na ＋

C．[Mg2＋][错误!错误!错误!］2－D．K＋[错误!错误!]－

[思路启迪]首先判断阴、阳离子书写的是否正确,再根据离子化合物电子式的书写方法进行判断。

[解析]书写离子化合物的电子式时，每个离子要单独写，不能将角码合并写在一起表示，A项错误，应改为［错误!错误!］－Ca2＋[错误!错误!］－；离子电荷表示法（如R2－）与化合价(如错误!)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,化合价应写在元素符号的正上方，B项错误，应改为Na＋［错误!

错误!错误!]2－Na＋；在简单阳离子符号周围不用方括号，只用简单离子符号表示即可，C项错误，应改为Mg2＋［错误!错误!错误!]2－。

［答案］ D

离子化合物电子式书写的注意事项

（1)明确离子化合物的构成微粒是阴、阳离子，这是书写离子化

合物电子式的第一步,如把MgO的电子式写成Mg错误!肯定错

误。

(2)离子化合物中相同的离子不能合并,如AB2型，应写为［错误! ]－A2＋［错误!]－，不能写成A2＋［错误!]错误!或A2＋[错误!］－[错误!]－；同理，A2B型应写为A＋[错误!］2－A＋.

［针对训练2］下列关于电子式的说法不正确的是（）

A．每种元素的原子都可以写出电子式

B．简单阳离子的电子式与它的离子符号相同

C．阴离子的电子式要加方括号表示

D．电子式就是核外电子排布的式子

［解析]任何原子均可以利用电子式表示，A正确；简单阳离子由于在形成过程中已失去最外层电子，所以其电子式书写方式就是其离子符号本身，B正确；无论是简单阴离子，还是复杂的阴离子，都应标出电子对等,还应加中括号,并在括号的右上方标出离子所带的电荷，C正确，电子式表示的是最外层电子的排布，不是核外全部电子的排布,D错误。

[答案］ D

课堂归纳小结

［知识脉络]

［核心要点]

1．能运用电子式说明物质的组成及其变化.

2．会分析离子键的形成，建立判断离子键和离子化合物的思维模型。

1．（双选）下列叙述错误的是（)

A．阴、阳离子通过静电作用形成的化学键,叫离子键

B．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键

C．某元素原子的最外层只有一个电子，它跟氟原子结合时所形

成的化学键一定是离子键

D．离子化合物中的阳离子只能是金属离子

［解析］离子键是阴、阳离子之间的强烈的相互作用，但这种作用不只是吸引,也存在原子核间的斥力和电子间的斥力，A项正确；活泼金属与活泼非金属之间易形成离子键，对于不太活泼的金属而言，不一定形成离子键，B项正确；最外层只有一个电子的元素可能是氢元素，而氢元素与氟元素均为非金属元素，不能形成离子键，C 项错误；NH4Cl是离子化合物，阳离子是NH错误!，不是金属离子,D 项错误。

[答案］CD

2．与NaCl化学键类型相同的物质是（)

A．H2B．HCl C．KCl D．CO2

[解析]氯化钠是由钠离子和氯离子构成的,氯化钠中钠离子和氯离子之间只存在离子键。题给四种物质中只有KCl只存在离子键。

［答案] C

3．下列性质中,可以证明某化合物内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．熔融状态能导电

［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，因而能导电，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内一定存在离子键的依据，D项正确。

[答案] D

4．下列物质的电子式正确的是（)

A．Na错误!错误!错误!H B．Na＋［Cl］－

C．[NH4］＋［Cl]－D．K＋[错误!错误!]－

[解析］NaOH的电子式应为Na＋[错误!H］－,A项错误；NaCl的电子式应为Na＋［·，×错误!］－，B项错误;NH4Cl的电子式

应为，C项错误。

［答案] D

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（）

[解析］A中KBr的电子式为K＋[错误!错误!］－,B中弯箭头

方向错误，应为Na错误!Na―→Na＋［错误!错误!错误!]2－Na＋，C中CaCl2的电子式错误，应为[错误!错误!]－Ca2＋[错误!错误!］－.

[答案] D

课后作业(二十三）

[基础巩固］

一、离子键与离子化合物

1．如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］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。

[答案］ B

2．下列元素的原子间反应形成的化学键最有可能是离子键的一组是(）

原子 a b c d e f g

M层电子数 1 2 3 4 5 6 7

A．a

C．d和g D．c和g

[解析]由原子a～g的M层电子数可知，M层即原子的最外层,元素a～g均为第三周期元素，a、b均为活泼的金属元素，f、g均为活泼的非金属元素,所以a和f形成的化学键为离子键。c为金属元素Al，c和g形成的化合物为AlCl3，属于共价化合物。

［答案] B

3．下列化合物中不存在离子键的是（)

A．MgBr2B．H2SO4

C．（NH4)2SO4D．NaH

[解析］A、C、D项都是离子化合物，其阴、阳离子即Br－与Mg2＋、SO2－4与NH＋，4、H－与Na＋之间存在离子键。H2SO4是一种共价分子，不存在离子键。

[答案］ B

4．下列叙述正确的是（）

A．元素周期表第一周期的元素之间可能形成离子键

B．元素周期表中第ⅠA族内的元素之间不可能形成离子键

C．离子化合物中一定含有阴离子和阳离子

D．离子化合物中一定含有金属元素

[解析]元素周期表第一周期的元素是氢（非金属)和氦（稀有气体元素,性质特别稳定),它们之间不可能形成离子键;元素周期表中第ⅠA族内有非金属元素氢和活泼的碱金属元素，氢元素和活泼的碱金属元素之间可以形成离子键，如离子化合物NaH；离子化合物中一定含有阴离子和阳离子,但不一定含有金属元素，如NH4Cl是离子化合物,但不含金属元素。

[答案］ C

5．氢化钠(NaH）是一种白色的离子化合物,其中钠元素是＋1价;氢化钠与水反应生成H2和NaOH.下列叙述中不正确的是（) A．NaH的电子式为Na＋[H］－

B．NaH中氢元素的离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同

C．微粒半径：H－

D．NaH与H2O反应时，水作氧化剂

［解析］氢化钠（NaH）是一种白色的离子化合物，NaH的电子式为Na＋[H]－,A正确；NaH中氢元素的化合价为－1价,其离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同，B正确;锂离子和H－的电子层排布相同，但是锂离子的核电荷数比H－多，所以微粒半径：H－>Li＋,C错误；NaH与H2O反应生成氢气和NaOH，在这个反应中只有氢元素的化合价发生了变化,NaH中H元素的化合价升高作还原剂，被氧化，水中H元素的化合价降低，被还原作氧化剂,D正确。

［答案] C

二、电子式的书写

6．下列电子式中正确的是(）

A．［Ca2＋]［错误!］2－

B．Na＋错误!－

C．[错误!］－Mg2＋［错误!］－

D．Na错误![错误!]2－

[解析］氧化钙的电子式为Ca2＋［错误!］2－，故A错误；氯化钠的电子式为Na＋[错误!］－，故B错误；溴化镁的电子式为［错误!］－Mg2＋[错误!]－，故C正确；氧化钠的电子式为：Na＋[错误!]2－Na＋，故D错误。

［答案］ C

7．下列有关电子式的叙述正确的是（)

A．H、He、Li的电子式分别为H·、·He·、·Li

B．氯原子的电子式为·错误!，Cl－的电子式为错误!

C．钠离子、镁离子、铝离子的电子式分别为Na＋、Mg2＋、Al3＋

D．Na2O的电子式为Na＋［错误!]2－Na＋,H2O的电子式为H＋[错误!］2－H＋

［解析]A中锂原子的电子式应为Li·；B中Cl－的电子式应为［错误!]－；D中H2O的电子式应为H错误!H；金属阳离子的电子式与离子符号相同，C正确。

［答案］ C

8．下列用电子式表示的化合物的形成过程正确的是（）

［解析]NaBr的电子式应写成Na＋[错误!错误!]－，A项错误；用电子式表示CaF2的形成过程应写成

错误!Ca错误!―→［错误!错误!]－Ca2＋[错误!错误!］－，B项错误;用电子式表示化合物的形成过程,应将“===”写成“―→”，D项错误。

［答案] C

[能力提升］

9．下列物质中不含离子键的是（)

①NH4HCO3②NH3③Na2SO4④H2O2

⑤Ba(OH)2⑥H2SO4

A．②④⑥B．②④⑤

C．①③⑤D．②③⑥

［解析］NH4HCO3含有离子键和共价键，①错误;NH3只含共价键，②正确；Na2SO4既含有离子键又含共价键,③错误;H2O2只含有共价键,④正确；Ba（OH）2既含有离子键又含共价键，⑤错误；H2SO4只含共价键，⑥正确,故选A。

[答案］ A

10．下列表示物质结构的化学用语正确的是（）

A．H、D、T表示同一种核素

B．MgCl2的形成过程

错误!Mg错误!―→[错误!错误!］－Mg2＋［错误!错误!］－

C．Cl－的结构示意图：

D．NH4Cl的电子式：

[解析］H、D、T是同一种元素的三种核素,故A错误；氯离子是由氯原子得一个电子形成，核电荷数仍为17，故氯离子的结构示意图为，故C错误；氯化铵为离子化合物,氯离子的最外层电子数必须标出，氯化铵正确的电子式为

，故D错误。

[答案］ B

11．下列说法正确的是（）

A．离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力

B．所有金属与所有非金属原子之间都能形成离子键

C．在化合物CaCl2中，两个氯离子之间也存在离子键

D．含有离子键的化合物一定是离子化合物

[解析]离子键是使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，要注意区别静电作用和静电引力，A项错误；金属与非金属原子之间不一定形成离子键，B项错误；由CaCl2的电子式：[错误!错误!]－Ca2＋［错误!错误!］－可以看出,离子键存在于阴离子和阳离子之间，C项错误；含有离子键的化合物一定是离子化合物,D项正确。

［答案] D

12．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的不同主族的短周期元素,X、Y的简单离子的核外电子数相同,Y的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,Z原子最外层电子数是K层的3倍.下列说法正确的是()

A．简单离子半径：Y〉Z

B．X只能形成HXO3型的酸

C．气态氢化物的热稳定性：W〈Z

D．Y与Z、W都能形成离子化合物

［解析］X、Y、Z、W是原子序数依次增大的不同主族的短周期元素，Y的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,Y为Na元素；Z原子最外层电子数是K层的3倍，Z为第3周期元素,为S元素，则W为Cl元素;X、Y的简单离子的核外电子数相同，则X为N 元素。电子层越多，离子半径越大，简单离子半径：Y〈Z，故A错误；N元素有HNO3、HNO2两种酸,故B错误;元素的非金属性越强，

气态氢化物越稳定，热稳定性：W〉Z，故C错误；元素Na与S、Cl分别形成Na2S、NaCl，都是离子化合物，故D正确。

[答案] D

13．下图所示是从元素周期表中截取的一个片段，其中X、Y、Z、W均属于短周期元素。

(1）若X单质为空气的主要成分之一,则W的原子结构示意图为________。

(2）若Y、W、Z的最高价氧化物对应的水化物依次为一元酸、二元酸、三元酸，则这三种酸的正盐的含氧酸根离子中，有两种电子数相等,这两种离子的离子符号分别为________、________。

(3）若Na与Y和Z的单质分别反应可以生成相对分子质量相同的两种化合物，其中Na与Y形成的化合物的电子式为________，所含化学键的类型为________.

［解析］（1)空气的主要成分是N2和O2。若X为O，则Y、Z为稀有气体元素。W没有相对应的元素,不符合题意。故X为N，

W为Ar,Ar的原子结构示意图为。

(2）三元酸为H3PO4，即Z为P,Y为N，W为S,三种酸的正盐的含氧酸根离子中，PO错误!和SO错误!的电子数相等。

（3)Na与O2和S分别反应生成Na2O2和Na2S，二者的相对分子质量相等，其中Na2O2中既含有离子键，又含有共价键.

［答案］（1）(2）PO错误!SO错误!

(3)Na＋［错误!错误!]2－Na＋离子键、共价键

14．X、Y、Z、W是短周期中的四种常见元素，其相关信息如表：

元素相关信息

X X最外层电子数是次外层电子数的3倍

Y 常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积

Z Z和Y同周期,Z的非金属性大于Y

W W的一种核素的质量数为23，中子数为12 （Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是__________________(填化学式)。

（2)Z的简单离子的电子式为________。

(3)W可以与X形成两种化合物，写出这两种化合物的电子式:________________、________________。

[解析]X最外层电子数是次外层电子数的3倍，则共有2个电子层,故X为O;Y单质是淡黄色固体，则Y为S；Z和Y同周期,Z 的非金属性大于Y，则Z为Cl；W的一种核素的质量数为23，中子数为12,则其质子数为11,故W为Na。（1)S位于第三周期ⅥA族；非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。(2）Z的简单离子为Cl－。(3)Na与O可以形成Na2O和Na2O2。

［答案]（1)三ⅥA HClO4（2）[错误!］－

(3）Na＋［错误!]2－Na＋Na＋［错误!错误!］2－Na＋

15．卫生部发出公告，自2011年5月1日起，禁止在面粉生产中添加过氧化钙（CaO2)等食品添加剂。CaO2和Na2O2在结构和性质上有很多相似的地方。请完成下列问题:

（1）CaO2属于________(填“离子化合物"或“共价化合物”），其电子式为________,其阴、阳离子个数比为________。

(2）CaO2与水反应的化学方程式为_________________________ _________________________________________________________, 生成1 mol单质气体，转移的电子数为________.

(3)CaO2与二氧化碳反应的化学方程式为___________________ _________________________________________________________，该反应属于________。

A．置换反应B．氧化还原反应C．复分解反应

［解析］CaO2与Na2O2在结构和性质上相似，应为离子化合物，其电子式为Ca2＋［错误!错误!］2－,既含离子键，又含非极性共价键。由电子式可推知其阴、阳离子个数比为1∶1。CaO2与水、二氧化碳的反应由Na2O2与水、二氧化碳的反应分析类比即可。

［答案](1）离子化合物Ca2＋［错误!错误!]2－1∶1

（2）2CaO2＋2H2O===2Ca(OH）2＋O2↑ 1.204×1024（或2N A）（3）2CaO2＋2CO2===2CaCO3＋O2 B