考點(diǎn)15化學(xué)鍵  非極性分子和極性分子（上）

1． 復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．化學(xué)鍵、離子鍵、共價(jià)鍵的概念和形成過(guò)程及特征；

2．非極性共價(jià)鍵、極性共價(jià)鍵，非極性分子、極性分子的定義及相互關(guān)系。

2． 難點(diǎn)聚焦

一．化學(xué)鍵：

1．概念：化學(xué)鍵：相鄰的原子之間強(qiáng)烈的相互作用．

  離子鍵（有電子轉(zhuǎn)移）

   ②陰、陽(yáng)離子間的相互結(jié)合：  （無(wú)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(yáng)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(qiáng)堿、絕大多數(shù)鹽（PbCl₂/Pb(CH₃COO)₂等例外），強(qiáng)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(xué)反應(yīng)中，一般是原子的最外層電子發(fā)生變化，所以，為了簡(jiǎn)便起見，我們可以在元素符號(hào)周圍用小黑點(diǎn)（或×）來(lái)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(guò)程中，活潑的金屬離子失去電子變成金屬陽(yáng)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(yáng)離子通過(guò)靜電作用結(jié)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(yáng)離子和帶中括號(hào)的陰離子組成且簡(jiǎn)單的陽(yáng)離子不帶最外層電子，而陰離子要標(biāo)明最外層電子多少。

如：         

3．離子化合物的形成過(guò)程：

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

②對(duì)于離子化合物化學(xué)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(jié)構(gòu)為：

在這個(gè)結(jié)構(gòu)中Na⁺和Cl^-的個(gè)數(shù)比為1:1，所以氯化鈉的化學(xué)式為NaCl。

四．共價(jià)鍵：

1．概念：原子之間通過(guò)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(duì)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(dá)到飽和狀態(tài)

5．成鍵原因：①通過(guò)共用電子對(duì)，各原子最外層電子數(shù)目一般能達(dá)飽和，由不穩(wěn)定變穩(wěn)定；②兩原子核都吸引共用電子對(duì)，使之處于平衡狀態(tài)；③原子通過(guò)共用電子對(duì)形成共價(jià)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(jià)鍵，NaOH的OH^-中存在共價(jià)鍵，NH₄Cl中的NH₄⁺存在共價(jià)鍵

五．共價(jià)化合物的電子式表示方法：

在共價(jià)化合物中，原子之間是通過(guò)共用電子對(duì)形成的共價(jià)鍵的作用結(jié)合在一起的，所以本身沒有陰陽(yáng)離子，因此不會(huì)出現(xiàn)陰陽(yáng)離子和中括號(hào)

如：       

共價(jià)化合物的形成過(guò)程：

六、極性鍵和非極性鍵：

共價(jià)鍵根據(jù)成鍵的性質(zhì)分為非極性共價(jià)鍵和極性共價(jià)鍵。

1．極性鍵：

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

（1）不同種元素的原子形成的共價(jià)鍵叫極性共價(jià)鍵，簡(jiǎn)稱極性鍵。

（2）形成條件：不同非金屬元素原子間配對(duì)（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(jī)化合物。

2．非極性共價(jià)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(duì)不偏向任何一方，成鍵的原子不顯電性，這樣的共價(jià)鍵叫非極性鍵。簡(jiǎn)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(duì)

（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(xué)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(jià)鍵。簡(jiǎn)單離子組成的離子化合物中只有離子鍵，如MgO、NaCl等，復(fù)雜離子（原子團(tuán)）組成的離子化合物中既有離子鍵又有共價(jià)鍵，既有極性共價(jià)鍵，又有非極性共價(jià)鍵。如：

只含有離子鍵：MgO、NaCl、MgCl₂

含有極性共價(jià)鍵和離子鍵：NaOH、NH₄Cl、Na₂SO₄

含有非極性共價(jià)鍵和離子鍵：Na₂O₂、CaC₂、Al₂C₃等

（2）共價(jià)化合物中只有共價(jià)鍵，一定沒有離子鍵。

（3）在非金屬單質(zhì)中只有共價(jià)鍵：

（4）構(gòu)成稀有氣體的單質(zhì)分子，由于原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在這些原子分子中不存在化學(xué)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(xué)鍵強(qiáng)弱的比較：

（1）離子鍵：離子鍵強(qiáng)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(qiáng)。離子鍵的強(qiáng)弱影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解性，其中離子鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)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(qiáng)。

（2）共價(jià)鍵：影響共價(jià)鍵強(qiáng)弱的因素有成鍵原子半徑和成鍵原子共用電子對(duì)數(shù)，成鍵原子半徑越小，共用電子對(duì)數(shù)目越多，共價(jià)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(jià)三鍵，則N₂更穩(wěn)定。

3． 例題精講

[題型一]化學(xué)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(xué)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(diǎn)撥]首先根據(jù)化學(xué)鍵、晶體結(jié)構(gòu)等判斷出各自晶體類型。A都是極性共價(jià)鍵，但晶體類型不同，選項(xiàng)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(jià)鍵，KCl離子鍵，晶體類型也不同。

規(guī)律總結(jié) 1、含離子鍵的化合物可形成離子晶體

         2、含共價(jià)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(guān)于化學(xué)鍵的下列敘述中,正確的是(     ).

(A)離子化合物可能含共價(jià)鍵 (B)共價(jià)化合物可能含離子鍵

(C)離子化合物中只含離子鍵 (D)共價(jià)化合物中不含離子鍵

[點(diǎn)撥]化合物只要含離子鍵就為離子化合物。共價(jià)化合物中一定不含離子鍵，而離子化合物中還可能含共價(jià)鍵。答案 A、D

[鞏固]下列敘述正確的是

    A. P₄和NO₂都是共價(jià)化合物

    B. CCl₄和NH₃都是以極性鍵結(jié)合的極性分子

    C. 在CaO和SiO₂晶體中，都不存在單個(gè)小分子

D. 甲烷的結(jié)構(gòu)式：           ，是對(duì)稱的平面結(jié)構(gòu)，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(diǎn)、硬度）比較

[例3]下列各組物質(zhì)中，按熔點(diǎn)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(diǎn)撥]物質(zhì)的熔點(diǎn)一般與其晶體類型有關(guān)，原子晶體最高，離子晶體（金屬晶體）次之，分子晶體最低，應(yīng)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(jié)構(gòu)，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(diǎn)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(jié)構(gòu)相似都是正四面體形的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以晶體的熔點(diǎn)有微粒間的共價(jià)鍵強(qiáng)弱決定，這里共價(jià)鍵強(qiáng)弱主要由鍵長(zhǎng)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(qiáng)弱順序?yàn)镃―C>C―Si>Si―Si，熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)榻饎偸?gt;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(jié)構(gòu)判斷，離子化合物、共價(jià)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)式可看出各原子最外層都是8電子結(jié)構(gòu)，硫最外層6個(gè)電子，氙最外層已有8個(gè)電子分別形成二氟化物、六氟化物最外層電子數(shù)必超過(guò)8，硼最外層3個(gè)電子，分別與氟形成3個(gè)共價(jià)單鍵后，最外層只有6個(gè)電子。

[題型四]根據(jù)粒子、晶體的空間結(jié)構(gòu)推斷化學(xué)式，將掌握晶體結(jié)構(gòu)知識(shí)在新情境下進(jìn)行應(yīng)用。

[例6]第28屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)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(gè)水分子構(gòu)建成8個(gè)籠，每個(gè)籠可容納五個(gè)CH₄分子或1個(gè)游離H₂O分子。根據(jù)上述信息，完成第1、2題：

（1）．下列關(guān)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(gè)籠只有6個(gè)容納了CH₄分子，另外2個(gè)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(diǎn)撥]晶體中8個(gè)籠只有6個(gè)容納CH4分子，另外2個(gè)籠被水分子填充，推出8個(gè)籠共有6個(gè)甲烷分子，46+2=48個(gè)水分子。答案（1）D（2）B

[例7]⑴中學(xué)化學(xué)教材中圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Ni²⁺與最鄰近O^2-的核間距離為a×10^-8cm，計(jì)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(gè)Ni²⁺空缺，另有兩個(gè)Ni²⁺被兩個(gè)Ni³⁺所取代。其結(jié)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(jì)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(yáng)離子個(gè)數(shù)的確定通常采用“原子分割法”，具體如下：①處于頂點(diǎn)的離子，同時(shí)為8個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有1/8屬于晶胞；②處于棱上的離子，同時(shí)為4個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有1/4屬于晶胞；③處于面上的離子，同時(shí)為2個(gè)晶胞共有，每個(gè)離子有1/2屬于晶胞；④處于內(nèi)部的1個(gè)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(yīng)確定單位體積中NiO分子的個(gè)數(shù)，再結(jié)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(jì)算單元，此結(jié)構(gòu)中含有

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

此結(jié)構(gòu)的數(shù)目為6.02×10²³÷=12.04×10²³(個(gè))，又因一個(gè)此結(jié)構(gòu)的體積為(a×10^-8cm)³，所以1molNiO的體積應(yīng)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(shè)1molNi_0.97O中含Ni³⁺為xmol，Ni²⁺為ymol，則得

的化合物N₅AsF₆，下列敘述中錯(cuò)誤的是

A.N共有34個(gè)核外電子?

B.N中氮―氮原子間以共用電子對(duì)結(jié)合?

C.化合物N₅AsF₆中As化合價(jià)為＋1?

D.化合物N₅AsF₆中F的化合價(jià)為－1

7.氫化銨（NH₄H）與氯化銨的結(jié)構(gòu)相似，已知NH₄H與水反應(yīng)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(jià)鍵?

B.NH₄H溶于水，所形成的溶液顯堿性?

C.NH₄H與水反應(yīng)時(shí)，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(guó)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(xué)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(guān)于NCl₃敘述正確的是

A.NCl₃分子中的電荷分布是均勻、對(duì)稱的?

B.NCl₃分子是非極性分子?

C.NCl₃分子中不存在孤對(duì)電子?

D.分子中所有原子最外層都達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)