29. 化学键 精细梳理 一．离子键及离子化合物 1. 离子键的形成过程 NaCl 形成过程 根据钠原子和氯原子的核外电子排布，钠原子要达到 8 电子的稳定结构，就 需要失去 1 个电子；而氯原子要达到 8 电子稳定结构则需获得 1 个电子。钠 个氯气反应时，钠原子的最外电子层上的 1 个电子转移到氯原子的在外电子 层上，形成带正电荷的钠离子和带负电的氯离子。带相反电荷的钠离子和氯 离子，通过静电作用结合在一起，从而形成与单质钠和氯气性质完全不同的 NaCl。 2. 离子键 (1)概念：带相反电荷离子之间的相互作用叫做离子键。 (2)成键微粒：阳离子和阴离子。 (3)成键本质：阴离子和阳离子之间的静电作用。这种静电作用不只是静电引力，而是指阴、阳离子之间的静电 引力与电子之间、原子核之间斥力处于平衡时的总效应。 (4)成键条件 ① 活泼金属(例如，K、Na、Ca、Ba 等，主要是Ⅰ A 和Ⅱ A 族元素)和活泼非金属(例如，F、Cl、Br、O 等，主 要是Ⅵ A 族和Ⅶ A 族元素)相互结合时形成离子键。   ne M ��� � M n 吸引、排斥  me  � 达到平衡 X ��� � X m  ���� 离子键 (有电子转移) ② 酸根阴离子与金属阳离子(含 NH4+)之间形成离子键 (5)成键的原因：离子键成键的原因是原子间相互得失电子达到稳定结构；体系的总能量降低 (6)存在范围：只存在离子化合物中，常见的离子化合物：强碱(NaOH)；绝大多数盐[NaCl、Na2SO4，但 AlCl3、BeCl2 例外；金属氧化物(Na2O、Na2O2、K2O、CaO、MgO) (7)成键元素：一般是活泼的金属和活泼的非金属元素 (8)离子键强弱的判断：离子键的强弱决定于相互作用的阴、阳离子所带的电荷数的多少和其离子核间的距离 (即阴、阳离子半径之和)大小。阴、阳离子电荷数越多，半径越小，形成的离子键就越强，形成的化合物的熔 沸点就越高，晶体的硬度则越大。例如，CaO＜MgO，MgO＜Al2O3 3. 离子化合物 (1)概念：通过离子键形成的化合物即为离子化合物 (2)组成微粒：阴、阳离子 (3)微粒间的作用力：离子键 (4)常见的离子化合物的类型：大多数盐类(NaCl、Na2SO4)、强碱(NaOH)、金属氧化物(Na2O、Na2O2) (5)离子化合物的特点：较高的熔沸点，硬度，通常呈固态，熔融状态或水溶液中可导电 【温馨提示】 1. 离子化合物中一定含有离子键；含有离子键的物质一定是离子化合物 2. 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。例如，NH4Cl、NH4NO3 等 3. 含有金属元素的化合物不一定是离子化合物。例如，AlCl3 4. 离子化合物的化学式，不表示分子式，只表示阴、阳离子的最简单整数比。 二．共价键与共价化合物 1. 共价键的形成过程 氯化氢分子的形成过程 氯原子的最外层有 7 个电子，要达到 8 电子稳定结构；氢原子最 外层有 1 个电子，要达到 2 电子稳定结构。都需要获得 1 个电子， 而氯原子和氢原子之间难以发生电子的得失，如果氯原子个提供 1 个电子、氢原子个提供 1 个电子形成共用电子对，这样氯原子最 外层形成了 8 电子稳定结构，氢原子最外层形成了 2 电子稳定结 构。 2. 共价键 (1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键 (2)成键微粒：原子 (3)成键实质：共用电子对对两原子的电性作用 (4)成键条件：非金属元素的原子最外层未达到饱和状态(即 8 电子稳定结构)，相互间通过共用电子对形成共价 键 ① 同种或不同种非金属元素的原子的结合 ② 部分金属元素的原子和非金属原子结合 (例如，AlCl3、BeCl2) (5)存在范围 ① 非金属单质分子(稀有气体除外)。例如，H2、O2、N2、Cl2 ② 非金属形成的化合物中。例如，CO2、H2O、H2SO4、NH3、CH4 ③ 部分离子化合物中。例如，NaOH、Na2SO4、NH4NO3 ④ 某些金属和非金属形成的化合物中。例如，AlCl3、BeCl2 (6)成键元素：一般是非金属元素之间 (7)成键的原因：共价键成键的原因是原子通过共用电子对，各原子最外层电子一般都能达到饱和状态、两原子 核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态，原子形成分子后，体系的总能量降低。 3. 键参数——表现化学键性质的物理量 (1)键能：拆开 1mol 共价键所吸收的能量(或形成 1mol 共价键所释放的能量)叫做键能。共价键的键能越大，共 价键就越不容易断裂，成键原子间的结合就越牢固。结构相似的分子，键能越大，分子越稳定 (2)键长：分子中，成键两原子的核间距离叫做键长(近似等于成键两原子半径之和)。一般来说，共价键的键长 越短，形成的键就越强，成键原子间的结合得越牢固，分子也就越稳定 【注意】键能比较方法：键能看键长，键长看半径。原子半径越短，键长越短，键能也就越大 (3)键角：相邻的两个共价键间的夹角叫做键角，每一个共价键是角的一边。键角可以确定分子内的原子在空 间的相对位置，从而判断分子的空间构型。 例如，CH4：109°28′ CO2：180° P4：60° H2O：104°30′ NH3：107°18′ 4. 共价键的分类 (1)共价键按共用电子对是否发生偏移可分为两大类：极性键和非极性键 ①极性键 a．定义：共用电子对发生偏移(电荷分布不均匀)的共价键，称为极性共价键，简称为极性键 b．特征：成键的原子呈正电性或负电性 c．原因：不同的成键原子的非金属性不同。非金属性的不同，使共用电子对偏向非金属性较大的原子一 端，非金属性较大的原子呈负电，非金属性较小的呈正电 ②非极性键 a．定义：共用电子对不发生偏移(电荷分布均匀)的共价键，称为非极性共价键，简称为非极性键 b．特征：成键的原子不显电性 c．原因：相同的成键原子的非金属性相同。非金属性相同时，吸引电子对的能力就相同，共用电子对不 偏向任何一个原子，两个原子均不显电性 ③判断方法：同种元素的原子之间形成的共价键为非极性键，不同种元素的元之间形成的共价键以为极 性键 (2)按共用电子对数分 ① 单键：含有一对共用电子对 ② 双键：含有两对共用电子对 ③ 三键：含有三对共用电子对 5. 共价键的表示方法：电子式，结构式（后续详述） 6. 共价化合物 (1)定义：原子间以共用电子对形成的化合物称为共价化合物 (2)组成微粒：原子 (3)微粒间的作用力：共价键 (4)常见的共价化合物的类型 ① 非金属氢化物。例如，NH3、H2S、H2O 等 ② 非金属氧化物。例如，CO、CO2、SO2 等 ③ 酸。例如，H2SO4、HNO3 等 ④ 大多数有机化合物。例如，CH4、CH3CH2OH 等 【温馨提示】 1. 含有共价键的分子不一定是共价化合物。例如，H2、O2 等单质 2. 含有共价键的化合物不一定是共价化合物。例如，NaOH、Na2O2 3. 离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中一定不含离子键，只有共价键 三．化学键 1. 概念：相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用叫化学键 (使离子相结合或使原子相结合的作用力) 【温馨提示】 1. 相邻是指原子之间几乎紧紧靠近。 2. 化学键是相邻的原子之间的强烈的相互作用，它不存在于分子之间。 3. 强烈的相互作用，指一般消耗 120kJ/mol～800kJ/mol 能量才能破坏这种作用。 2. 分类 (1)离子键：存在于离子化合物中。 (2)共价键：除稀有气体外的非金属单质、部分离子化合物、共价化合物中。 (3)金属键：金属单质中。 3. 化学反应的实质：一个化学反应的过程，是原子重新组合的过程；而原子的重新组合，就要克服原来的相互 作用，即断裂原来的化学键，在重新组合时又要形成新的化学键，才能构成新的物质。因此，化学反应的本质 是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。例如，H2 和 Cl2 反应生成 HCl 可用如下过程表示： 四．离子键和共价键的比较 共价键 离子键 概念 成键粒子 成键实质 形成条件 非极性键 极性键 原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键 原子 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子 带相反电荷离子之间的相互作用 阴、阳离子 阴、阳离子的静电作用 活泼金属元素与活泼非金属元素 同种元素原子之间成键 经电子得失，形成离子键 形成的物质 不同种元素原子之间成键 非金属单质； 离子化合物 某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或离子化合物 五．离子化合物与共价化合物的比较 1. 概念对比 离子化合物 共价化合物 化学键 离子键或离子键与共价键 共价键 概念 由离子键构成的化合物 只含有共价键的化合物 通过电子得失达到稳定结构 通过形成共用电子对达到稳定结构 构成微粒 阴、阳离子 原子 构成元素 一般为活泼金属元素与活泼非金属元素 一般为不同种非金属元素 达到稳定结构的途 径 ① 大多数盐类。例如，NaCl、Na2SO4 常见类别 ② 强碱。例如，NaOH ③ 金属氧化物。例如，Na2O、Na2O2 ① 非金属氢化物。例如，NH3、H2S ② 非金属氧化物。例如，CO、CO2 ③ 酸。例如，H2SO4、HNO3 ④ 大多数有机化合物。例如，CH4 2. 离子化合物和共价化合物的判断 (1)根据化学键的类型判断：含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，是共价化合物 (2)根据化合物的类型来判断：大多数金属氧化物、强碱和大多数盐盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非 金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物 (3)根据化合物的性质来判断：一般熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。 ① 熔融状态下能导电的化合物是离子化合物。例如 NaCl ② 熔融状态不能导电的化合物是共价化合物。例如，HCl