考點15化學鍵  非極性分子和極性分子（上）

1． 復習重點

1．化學鍵、離子鍵、共價鍵的概念和形成過程及特征；

2．非極性共價鍵、極性共價鍵，非極性分子、極性分子的定義及相互關系。

2． 難點聚焦

一．化學鍵：

1．概念：化學鍵：相鄰的原子之間強烈的相互作用．

  離子鍵（有電子轉(zhuǎn)移）

   ②陰、陽離子間的相互結合：  （無電子轉(zhuǎn)移）

（5）成鍵原因：

①原子相互作用，得失電子形成穩(wěn)定的陰、陽離子；

②離子間吸引與排斥處于平衡狀態(tài)；

③體系的總能量降低。

（6）存在：離子化合物中一定存在離子鍵，常見的離子化合物有強堿、絕大多數(shù)鹽（PbCl₂/Pb(CH₃COO)₂等例外），強的金屬的氧化物，如：Na₂O/Na₂O₂/K₂O/CaO/MgO等。

三．電子式：

1.概念：由于在化學反應中，一般是原子的最外層電子發(fā)生變化，所以，為了簡便起見，我們可以在元素符號周圍用小黑點（或×）來表示原子的最外層電子。這種式子叫做電子式

例如：

2.離子化合物的電子式表示方法：

在離子化合物的形成過程中，活潑的金屬離子失去電子變成金屬陽離子，活潑的非金屬離子得到電子變成非金屬陰離子，然后陰陽離子通過靜電作用結合成離子鍵，形成離子化合物。所以，在離子化合物的電子式中由陽離子和帶中括號的陰離子組成且簡單的陽離子不帶最外層電子，而陰離子要標明最外層電子多少。

如：         

3．離子化合物的形成過程：

注：①不是所有的離子化合物在形成過程中都有電子的得失，如NH₄⁺與Cl^－結合成NH₄Cl的過程。

②對于離子化合物化學式不等于分子式，在離子化合物中不存在分子，如NaCl的晶體結構為：

在這個結構中Na⁺和Cl^-的個數(shù)比為1:1，所以氯化鈉的化學式為NaCl。

四．共價鍵：

1．概念：原子之間通過共用電子所形成的相互作用。

2．成鍵粒子：原子

3．成鍵性質(zhì)：共用電子對兩原子的電性作用

4．成鍵條件：同種非金屬原子或不同種非金屬原子之間，且成鍵的原子最外層電子未達到飽和狀態(tài)

5．成鍵原因：①通過共用電子對，各原子最外層電子數(shù)目一般能達飽和，由不穩(wěn)定變穩(wěn)定；②兩原子核都吸引共用電子對，使之處于平衡狀態(tài)；③原子通過共用電子對形成共價鍵后，體系總能量降低。

6．存在范圍：

①非金屬單質(zhì)的分子中（除稀有氣體外）：如O₂/F₂/H₂/C₆₀

②非金屬形成的化合物中，如SO₂/CO₂/CH₄/H₂O₂/CS₂

③部分離子化合物中，如Na₂SO₄中的SO₄^2-中存在共價鍵，NaOH的OH^-中存在共價鍵，NH₄Cl中的NH₄⁺存在共價鍵

五．共價化合物的電子式表示方法：

在共價化合物中，原子之間是通過共用電子對形成的共價鍵的作用結合在一起的，所以本身沒有陰陽離子，因此不會出現(xiàn)陰陽離子和中括號

如：       

共價化合物的形成過程：

六、極性鍵和非極性鍵：

共價鍵根據(jù)成鍵的性質(zhì)分為非極性共價鍵和極性共價鍵。

1．極性鍵：

不同種原子，對成鍵電子的吸引能力不同，共用電子對必然偏向吸引電子能力強（即電負性大）的原子一方，使該原子帶部分負電荷（δ^-），而另一原子帶部分正電荷（δ⁺）。這樣，兩個原子在成鍵后電荷分布不均勻，形成有極性的共價鍵。

（1）不同種元素的原子形成的共價鍵叫極性共價鍵，簡稱極性鍵。

（2）形成條件：不同非金屬元素原子間配對（也有部分金屬和非金屬之間形成極性鍵）。

（3）存在范圍：氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物、酸根、氫氧要、有機化合物。

2．非極性共價鍵：

（1）定義：（同種元素的原子）兩種原子吸引電子能力相同，共用電子對不偏向任何一方，成鍵的原子不顯電性，這樣的共價鍵叫非極性鍵。簡稱非極性鍵。

（2）形成條件：相同的非金屬元素原子間電子配對

（3）存在范圍：非金屬單質(zhì)（稀有氣體除外）及某些化合物中，如

H₂、N₂、O₂、H₂O₂中的O-O鍵、Na₂O₂中的O-O鍵。

3．物質(zhì)中化學鍵的存在規(guī)律：

（1）離子化合物中一定有離子鍵，可能還有共價鍵。簡單離子組成的離子化合物中只有離子鍵，如MgO、NaCl等，復雜離子（原子團）組成的離子化合物中既有離子鍵又有共價鍵，既有極性共價鍵，又有非極性共價鍵。如：

只含有離子鍵：MgO、NaCl、MgCl₂

含有極性共價鍵和離子鍵：NaOH、NH₄Cl、Na₂SO₄

含有非極性共價鍵和離子鍵：Na₂O₂、CaC₂、Al₂C₃等

（2）共價化合物中只有共價鍵，一定沒有離子鍵。

（3）在非金屬單質(zhì)中只有共價鍵：

（4）構成稀有氣體的單質(zhì)分子，由于原子已達到穩(wěn)定結構，在這些原子分子中不存在化學鍵。

（5）非金屬元素的原子之間也可以形成離子鍵，如NH₄Cl

4．化學鍵強弱的比較：

（1）離子鍵：離子鍵強弱的影響因素有離子半徑的大小的離子所帶電荷的多少，既離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵就越強。離子鍵的強弱影響物質(zhì)的熔沸點、溶解性，其中離子鍵越強，熔沸點越高。如：離子化合物AlCl₃與NaCl比較，r(Al³⁺)＜r（Na⁺），而陰離子都是Cl^-，所以AlCl₃中離子鍵比NaCl中離子鍵強。

（2）共價鍵：影響共價鍵強弱的因素有成鍵原子半徑和成鍵原子共用電子對數(shù)，成鍵原子半徑越小，共用電子對數(shù)目越多，共價鍵越穩(wěn)定、越牢固。例如：r（H）＜r(Cl)，所以H₂比Cl₂穩(wěn)定，N₂中含有N≡N共價三鍵，則N₂更穩(wěn)定。

3． 例題精講

[題型一]化學鍵類型、分子極性和晶體類型的判斷

[ 例1 ]下列各組物質(zhì)的晶體中,化學鍵類型相同、晶體類型也相同的是   [    ]

(A)SO2和SiO2   (B)CO2和H2  (C)NaCl和HCl   (D)CCl4和KCl

[點撥]首先根據(jù)化學鍵、晶體結構等判斷出各自晶體類型。A都是極性共價鍵，但晶體類型不同，選項B均是含極性鍵的分子晶體，符合題意。C NaCl為離子晶體，HCl為分子晶體

D中CCl4極性共價鍵，KCl離子鍵，晶體類型也不同。

規(guī)律總結 1、含離子鍵的化合物可形成離子晶體

         2、含共價鍵的單質(zhì)、化合物多數(shù)形成分子晶體，少數(shù)形成原子晶體如金剛石、晶體硅、二氧化硅等。

         3、金屬一般可形成金屬晶體

[例2]、.關于化學鍵的下列敘述中,正確的是(     ).

(A)離子化合物可能含共價鍵 (B)共價化合物可能含離子鍵

(C)離子化合物中只含離子鍵 (D)共價化合物中不含離子鍵

[點撥]化合物只要含離子鍵就為離子化合物。共價化合物中一定不含離子鍵，而離子化合物中還可能含共價鍵。答案 A、D

[鞏固]下列敘述正確的是

    A. P₄和NO₂都是共價化合物

    B. CCl₄和NH₃都是以極性鍵結合的極性分子

    C. 在CaO和SiO₂晶體中，都不存在單個小分子

D. 甲烷的結構式：           ，是對稱的平面結構，所以是非極性分子

答案：C

題型二：各類晶體物理性質(zhì)（如溶沸點、硬度）比較

[例3]下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確的是（  ）

A  O2 、I2  Hg    B、CO2 KCl SiO2  C、Na  K  Rb   D、SiC  NaCl SO2

[點撥]物質(zhì)的熔點一般與其晶體類型有關，原子晶體最高，離子晶體（金屬晶體）次之，分子晶體最低，應注意汞常溫液態(tài)選B

 [例4]碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結構，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石、②晶體硅、③碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是

    A. ①③②            B. ②③①           C. ③①②           D. ②①③

[解析]由于題給的三種物質(zhì)都屬于原子晶體，而且結構相似都是正四面體形的空間網(wǎng)狀結構，所以晶體的熔點有微粒間的共價鍵強弱決定，這里共價鍵強弱主要由鍵長決定，可近似地看作是成鍵原子的半徑之和，由于硅的原子半徑大于碳原子，所以鍵的強弱順序為C―C>C―Si>Si―Si，熔點由高到低的順序為金剛石>碳化硅>晶體硅。本題正確答案為A。

[題型三]成鍵原子最外層8電子結構判斷，離子化合物、共價化合物電子式書寫判斷

[例5] 下列分子中所有原子都滿足最外層8電子結構的是
         A、光氣（COCl₂）                       B、六氟化硫
         C、二氟化氙                                        D、三氟化硼

[解析]光氣從結構式可看出各原子最外層都是8電子結構，硫最外層6個電子，氙最外層已有8個電子分別形成二氟化物、六氟化物最外層電子數(shù)必超過8，硼最外層3個電子，分別與氟形成3個共價單鍵后，最外層只有6個電子。

[題型四]根據(jù)粒子、晶體的空間結構推斷化學式，將掌握晶體結構知識在新情境下進行應用。

[例6]第28屆國際地質(zhì)大會提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類  1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個水分子構建成8個籠，每個籠可容納五個CH₄分子或1個游離H₂O分子。根據(jù)上述信息，完成第1、2題：

（1）．下列關于天然氣水合物中兩種分子極性的描述正確的是

A  兩種都是極性分子                    B  兩種都是非極性分子

C  CH₄是極性分子，H₂O是非極性分子    D  H₂O是極性分子，CH₄是非極性分子

（2）．若晶體中每8個籠只有6個容納了CH₄分子，另外2個籠被游離H₂O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為

ACH₄?14H₂O    B  CH₄?8H₂O   C  CH₄?(23/3)H₂O     D  CH₄?6H₂O

[點撥]晶體中8個籠只有6個容納CH4分子，另外2個籠被水分子填充，推出8個籠共有6個甲烷分子，46+2=48個水分子。答案（1）D（2）B

[例7]⑴中學化學教材中圖示了NaCl晶體結構，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結構與NaCl相同，Ni²⁺與最鄰近O^2-的核間距離為a×10^-8cm，計算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g/mol)。

    ⑵天然和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某氧化鎳晶體中就存在如圖4-4所示的缺陷：一個Ni²⁺空缺，另有兩個Ni²⁺被兩個Ni³⁺所取代。其結果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni_0.97O，試計算該晶體中Ni³⁺與Ni²⁺的離子數(shù)之比。

                                                              圖4-1

[解析]晶胞中陰、陽離子個數(shù)的確定通常采用“原子分割法”，具體如下：①處于頂點的離子，同時為8個晶胞共有，每個離子有1/8屬于晶胞；②處于棱上的離子，同時為4個晶胞共有，每個離子有1/4屬于晶胞；③處于面上的離子，同時為2個晶胞共有，每個離子有1/2屬于晶胞；④處于內(nèi)部的1個離子，則完全屬于該晶胞，該離子數(shù)目為1。要確定NiO的密度，就應確定單位體積中NiO分子的個數(shù)，再結合NiO的摩爾質(zhì)量求算出該晶體中NiO的質(zhì)量，最后求出密度。本題解答如下：

    ⑴如圖4-5所示，以立方體作為計算單元，此結構中含有

Ni²⁺―O^2-離子數(shù)為：4×=(個)，所以1molNiO晶體中應含有

此結構的數(shù)目為6.02×10²³÷=12.04×10²³(個)，又因一個此結構的體積為(a×10^-8cm)³，所以1molNiO的體積應為12.04×10²³×(a×10^-8cm)³，NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g/mol，所以NiO晶體的密度為

    ⑵解法一(列方程)：設1molNi_0.97O中含Ni³⁺為xmol，Ni²⁺為ymol，則得

的化合物N₅AsF₆，下列敘述中錯誤的是

A.N共有34個核外電子?

B.N中氮―氮原子間以共用電子對結合?

C.化合物N₅AsF₆中As化合價為＋1?

D.化合物N₅AsF₆中F的化合價為－1

7.氫化銨（NH₄H）與氯化銨的結構相似，已知NH₄H與水反應有H₂生成，下列敘述不正確的是?

A.NH₄H是離子化合物，含有離子鍵和共價鍵?

B.NH₄H溶于水，所形成的溶液顯堿性?

C.NH₄H與水反應時，NH₄H是氧化劑?

D.將NH₄H固體投入少量水中，有兩種氣體產(chǎn)生

8.1998年中國十大科技成果之一是合成一維納米氮化鎵。已知鎵是第三主族元素，則氮化鎵的化學式可能是?

A.Ga₃N₂                                            B.Ga₂N₃?

C.GaN                                              D.Ga₃N

9.三氯化氮NCl₃在常溫下是一種淡黃色氣體，其分子呈三角錐型，以下關于NCl₃敘述正確的是

A.NCl₃分子中的電荷分布是均勻、對稱的?

B.NCl₃分子是非極性分子?

C.NCl₃分子中不存在孤對電子?

D.分子中所有原子最外層都達到8個電子的穩(wěn)定結構