化学鲁科选修三讲义第2章 第3节 第1课时 离子键 Word版含答案Word文件下载.docx

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2.8

2.5

3.5

1.5

讨论回答下列问题：

（1）元素电负性的大小与其原子得失电子难易的关系如何？

答案　一般而言，电负性较大的非金属元素的原子容易得到电子，形成阴离子；

电负性较小的金属元素的原子容易失去电子，形成阳离子。

（2）如何根据成键元素的电负性判断形成的化学键是离子键？

答案　成键原子所属元素的电负性差值越大，原子间越容易发生电子得失，形成离子键。

一般认为，当成键元素的电负性差值大于1.7时，原子间才有可能形成离子键。

（3）表中所列的元素对应的原子之间最易形成离子键的是哪两种元素？

氯元素与铝元素的原子之间能形成离子键吗？

答案　最易形成离子键的元素是Cs和F；

Cl与Al之间不能形成离子键。

2．写出下列离子化合物的电子式

（1）NaCl________；

（2）Na2S________；

（3）NaOH________；

（4）NH4Cl________；

（5）Na2O2________；

（6）CaCl2________。

答案　

（1）Na＋[

C

]－　

（2）Na＋[

]2－Na＋

（3）Na＋[

H]－　（4）[H

H]＋[

]－

（5）Na＋[

（6）[

]－Ca2＋[

3．用电子式表示下列离子化合物中离子键的形成：

（1）氯化钠：

。

（2）溴化镁：

[归纳总结]

1．离子键的概念是阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，其成键微粒是阴离子和阳离子。

2．离子键的成键条件

[活学活用]

1．下列元素的原子在形成不同物质时，既能形成离子键，又能形成极性键和非极性键的是（　　）

A．NaB．MgC．NeD．Cl

答案　D

解析　活泼金属与活泼非金属都能形成离子键，故排除C；

而活泼金属不能形成共价键，则排除A、B；

D选项，如NaCl、Cl2、HCl三种物质中分别形成离子键、非极性共价键和极性共价键。

2．具有下列电子排布的原子中最难形成离子键的是（　　）

A．1s22s22p2B．1s22s22p5

C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63s1

答案　A

解析　形成离子键的元素为活泼金属元素与活泼非金属元素，A为C，B为F，C为Mg，D为Na，则只有A项碳元素既难失电子，又难得电子，不易形成离子键。

二　离子键的实质及其特征

1．离子键的实质

阅读教材内容，回答下列问题：

（1）离子键实质是阴、阳离子间的静电作用，当静电作用中同时存在的吸引力和排斥力达到平衡时，体系的能量最低，形成稳定的离子化合物。

（2）在离子化合物中，可近似地将阴、阳离子看做球体。

根据库仑定律，阴、阳离子间的静电引力（F）与阳离子所带电荷（q＋）和阴离子所带电荷（q－）的乘积成正比，与阴、阳离子的核间距离（r）的平方成反比。

F＝k

（k为比例系数）。

2．离子键的特征

（1）离子键没有方向性：

离子键的实质是静电作用，离子的电荷分布通常被看成是球形对称的，因此一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关。

（2）离子键没有饱和性：

在离子化合物中，每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少，取决于阴、阳离子的相对大小。

只要空间条件允许，阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围，阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围，以达到降低体系能量的目的。

（3）从库仑引力的实质来说，离子键既没有方向性，也没有饱和性。

但这一特征是以具体的离子结构为前提的，是相对的。

如在氯化钠晶体中，每个离子周围可吸引六个带异性电荷的离子，而在氯化铯晶体中，每个离子周围可吸引八个带异性电荷的离子。

1．离子键的实质是“静电作用”。

这种静电作用不是静电引力而是指阴、阳离子之间静电吸引力与电子与电子之间、原子核与原子核之间的排斥力处于平衡时的总效应。

2．离子电荷、离子半径是影响离子键强弱的重要因素。

阴、阳离子所带的电荷越多，静电作用越强，离子键越强；

离子半径越小（核间距越小），静电作用越强，离子键越强。

3．离子键越强，离子化合物的熔、沸点越高。

[活学活用]

3．下列物质中的离子键最强的是（　　）

A．KClB．CaCl2C．MgOD．Na2O

答案　C

解析　离子键的强弱与离子本身所带电荷数的多少及半径有关，半径越小，离子键越强，离子所带电荷数越多，离子键越强。

在所给阳离子中，Mg2＋带两个正电荷，且半径最小，在阴离子中，O2－带两个单位的负电荷，且半径比Cl－小。

故MgO中离子键最强。

4．下列有关离子键的特征的叙述中，正确的是（　　）

A．一种离子对带异性电荷离子的吸引作用与其所处的方向无关，故离子键无方向性

B．因为离子键无方向性，故阴、阳离子的排列是没有规律的，随意的

C．因为氯化钠的化学式是NaCl，故每个Na＋周围吸引一个Cl－

D．因为离子键无饱和性，故一种离子周围可以吸引任意多个带异性电荷的离子

解析　离子键的特征是没有饱和性和方向性。

因为离子键无方向性，故带异性电荷的离子间的相互作用与其所处的相对位置无关，但是为了使物质的能量最低，体系最稳定，阴、阳离子的排列也是有规律的，不是随意的；

离子键无饱和性，体现在一种离子周围可以尽可能多地吸引带异性电荷的离子，但也不是任意的，因为这个数目还要受两种离子的半径比（即空间条件是否允许）和个数比的影响，如NaCl中，Na＋半径比Cl－半径小，且阴、阳离子个数比是1∶1。

故每个离子周围吸引异性离子的多少就取决于较小离子（Na＋）的周围空间的大小，每个Na＋周围吸引6个Cl－，每个Cl－周围也只能吸引6个Na＋，故Cl－和Na＋的个数比为1∶1，“NaCl”仅仅是表示阴、阳离子个数比的一个比例式，而不是表示物质确定组成的“分子式”。

离子键

当堂检测

1．下列说法正确的是（　　）

A．只有活泼金属与活泼非金属之间才能形成离子键

B．金属元素与非金属元素化合时，一定形成离子键

C．具有离子键的化合物是离子化合物

D．化学键是分子中多个原子之间强烈的相互作用

解析　在NH4Cl中，NH

与Cl－形成离子键，A错；

在AlCl3中，Al与Cl形成的是共价键，故B错；

化学键是原子之间强烈的相互作用，不一定只在分子中存在，D错，故选C。

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　活泼的金属元素原子与活泼的非金属元素原子之间形成离子化合物，阳离子和阴离子均达到稳定结构，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。

3．下列说法中错误的是（　　）

A．离子化合物中的阳离子不一定是金属离子

B．阴、阳离子通过静电引力而形成的化学键叫做离子键

C．离子化合物如能溶于水，其水溶液一定可以导电

D．大多数的盐、碱和低价金属氧化物中含有离子键

答案　B

解析　离子化合物中的阳离子不一定是金属离子，如NH

等，A正确；

离子键中阴、阳离子之间的静电作用包括引力和斥力，B错；

离子化合物如能溶于水，其水溶液一定存在自由移动的离子，可以导电，故C正确；

大多数的盐、碱和低价金属氧化物都属于离子化合物，离子化合物中一定有离子键，D正确。

4．在下列各对化合物中，化学键类型相同的是（　　）

A．HCl和MgCl2B．H2O和CO2

C．CO2和NaClD．F2和NaF

解析　活泼的金属与非金属元素原子之间形成的化学键是离子键，如：

Na＋、Mg2＋与F－、O2－、Cl－之间的化学键是离子键；

非金属元素原子之间形成的化学键是共价键，如：

HCl、H2O、CO2、F2之间的化学键都属于共价键。

5．下列变化中：

①碘升华　②烧碱熔化　③食盐溶于水

④HCl溶于水　⑤O2溶于水　⑥NaHCO3热分解。

（1）未发生化学键破坏的是_______________；

（2）仅发生离子键破坏的是______________；

（3）仅发生共价键破坏的是______________；

（4）既发生离子键破坏，又发生共价键破坏的是____________________________。

答案　

（1）①⑤　

（2）②③　（3）④　（4）⑥

解析　物理变化不破坏化学键，电解质溶于水时发生电离，离子键或共价键被破坏。

40分钟课时作业

[基础过关]

一、离子键的形成与判断

1．下列说法中，正确的是（　　）

A．含有金属元素的化合物一定是离子化合物

B．ⅠA族和ⅦA族元素的原子化合时，一定形成离子键

C．活泼金属与活泼非金属化合时，能形成离子键

D．完全由非金属元素形成的化合物，一定是共价化合物

解析　本题可用排除法。

含有金属元素的化合物也可能是共价化合物，如AlCl3等，A项错误；

HF、HCl为共价化合物，B项错误；

NH4Cl为离子化合物，D项错误。

2．下列各组所有元素的组合中，既可形成离子化合物，又可形成共价化合物的是（　　）

A．H、C、O、KB．H、Na、O、S

C．H、N、OD．H、O、S

解析　A、B都含活泼金属元素，所以元素组合只能形成离子化合物；

D中全部为非金属元素，所有元素组合只能形成共价化合物，特殊的是C中的N元素，它既可与H元素组成NH

，又可与O元素组成NO

，所以既可组成离子化合物NH4NO3，又可组成共价化合物HNO3。

3．下列物质中，不含离子键的是（　　）

①NH4HCO3　②NH3　③BaSO4　④CuSO4·

5H2O

⑤Ba（OH）2　⑥H2SO4

A．①④⑥B．②③⑤

C．④⑤D．②⑥

解析　NH4HCO3、BaSO4、CuSO4·

5H2O属于盐类，Ba（OH）2是一种强碱，而H2SO4和NH3是全部由非金属元素原子构成的分子，不含离子键。

4．氢化铵（NH4H）与氯化铵结构相似，且氢化铵与水反应有氢气产生。

下列叙述不正确的是（　　）

A．氢化铵中含有离子键、共价键

B．氢化铵固体投入少量水中，有两种气体产生

C．氢化铵中H－半径比锂离子半径大

D．氢化铵溶于水后，形成的溶液显酸性

解析　NH4H电子式为[H

H]－，既含离子键，又含共价键，NH4H===NH3↑＋H2↑，H－半径大于Li＋半径，NH4H溶于水后生成的NH3溶于水显碱性，故只有D选项不正确。

二、由原子结构确定形成的化合物类别

5．X、Y为两种主族元素，其原子的最外层电子数分别为1和6，则X、Y两种元素形成的化合物（　　）

A．一定是离子化合物B．一定是共价化合物

C．一定形成X2Y型化合物D．以上答案均不正确

解析　最外层为1个和6个电子的元素分别为ⅠA和ⅥA元素，中学所熟悉的有H、Na、K、O、S等，它们之间可以形成X2Y型共价化合物（如H2O、H2S等）和离子化合物（如Na2O、K2S等），而且还可形成X2Y2型的化合物H2O2、Na2O2等，同时K、Rb等碱金属还可形成更复杂的超氧化物，因此本题答案应该是D。

本题易忽视一些特殊的化合物而错选C。

6．已知元素X的原子序数小于元素Y的原子序数，X、Y间形成的常见化合物可表示为Y2X、Y2X2，则化合物Y2X2中（　　）

A．只存在离子键B．只存在共价键

C．既有离子键，也有共价键D．以上说法都不对

解析　由题意知，X为O元素，Y为Na元素，形成的化合物为Na2O或Na2O2。

7．元素X的一个原子失去2个电子转移到元素Y的2个原子中去，形成离子化合物Z。

则下列说法不正确的是（　　）

A．Z在一定条件下可以电离

B．Z的化学式可以表示为XY2

C．X形成＋2价阳离子

D．Z的电子式为

X

解析　X＋Y―→X2＋Y

（Z），X失电子变为X2＋，Y得电子变为Y－，则Z为离子化合物，在水溶液中和熔融状态下能电离为X2＋和Y－，而D选项表明Z为共价化合物（此电子式的写法为共价化合物的写法）。

三、离子键的性质及其强弱影响因素

8．下列性质中，可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、沸点

C．水溶液能导电D．熔融状态能导电

解析　离子化合物熔融时发生电离而导电，共价化合物液态不导电，溶于水能导电不能证明化合物是否含离子键，如HCl、H2SO4等含共价键；

共价化合物熔、沸点也可能较高，如SiO2、SiC等。

9．下列变化过程中，原物质分子因共价键被破坏，同时有离子键形成的是（　　）

A．盐酸和NaOH溶液反应B．氯化氢溶于水

C．溴化氢与氨反应D．锌和稀H2SO4反应

解析　首先分清哪些分子是共价分子。

原物质为共价分子的有HCl、H2O、HBr和NH3，A、D不符合题意；

HCl溶于水共价键破坏，发生的是电离，无离子键的形成；

选项C中，破坏了H—Br共价键，形成离子键。

[能力提升]

10．固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外电子层结构都符合相应稀有气体的最外电子层结构，则下列有关说法不正确的是（　　）

A．1molNH5中含有5NA个NH键（NA表示阿伏加德罗常数的数值）

B．NH5中既有共价键又有离子键

C．NH5的电子式为[H

H]－

D．NH5与水反应的离子方程式为NH

＋H－＋H2O===NH3·

H2O＋H2↑

解析　根据题意，固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外电子层结构都符合相应稀有气体的最外电子层结构。

故NH5的电子式为[H

H]－，C正确；

由NH5的电子式可知，1molNH5中含有4NA个NH键，A错误；

NH5中既有极性共价键又有离子键，B正确；

NH5与水反应的离子方程式为NH

H2O＋H2↑，D正确。

11．我国已经成功研制出了碱金属的球碳盐K3C60。

实验测知该物质在熔融状态下可以导电，而且在超临界温度18K时具有超导性。

（1）K3C60含有化学键的类型为__________（填“极性键”、“非极性键”或“离子键”）。

（2）1molK3C60含有的离子数目为________。

（3）K3C60中的C60俗称足球烯，分子结构酷似足球，由12个正五边形与20个正六边形构成，碳碳键长介于碳碳单键与碳碳双键之间，则其中碳的杂化方式为____________。

答案　

（1）非极性键、离子键　

（2）4NA　（3）sp2

解析　K3C60属于盐，必有离子键，其中的C60是球形碳，故由共价键构成。

12．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素。

X与W可形成四面体形的共价化合物，该化合物常用作灭火剂。

Y的次外层电子数等于其最外层和最内层电子数之和的2倍，Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数。

（1）用化学符号表示X的一种核素_________________________________________。

（2）写出Y的单质与X的最高价氧化物反应的化学方程式____________________。

（3）Z的单质在W的单质中燃烧，生成的产物中各原子的最外层均达到8电子稳定结构的分子为________。

（4）用电子式表示Y与W形成化合物的过程为____________________________。

（5）XW4的电子式为_________________________________________________。

（6）W的氢化物R是实验室一种常用试剂的主要成分，该试剂可用于实验室多种气体的制备，写出实验室制取气体时满足下列条件的离子方程式。

①R作氧化剂：

____________________________________________________。

②R作还原剂：

______________________________________________________。

答案　

（1）

C（或

C或

C或12C或13C或14C）

（2）2Mg＋CO2

2MgO＋C

（3）PCl3

（4）

（5）

（6）①2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑

②MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O（其他合理答案均可）

[拓展探究]

13．已知X、Y、Z都是短周期的元素，它们的原子序数依次递增。

X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则

（1）X是________，Y是________，Z是________。

（填元素名称）

（2）由Y和Z组成，且Y和Z的质量比为7∶20的化合物的化学式（分子式）是________。

（3）由X、Y、Z中的两种元素组成，且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子的化学式为____________和_______________________________________________________。

（4）X、Y、Z可以形成一种盐，此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3，该盐的化学式（分子式）是________________________________________________________。

答案　

（1）氢　氮　氧　

（2）N2O5

（3）NH

　OH－（其他合理答案也可）　（4）NH4NO3

解析　

（1）原子的电子层数与它的核外电子总数相同的元素只有氢（X）；

原子的最外层电子数是次外层电子数三倍的元素只有氧（Z）；

原子序数大于1而小于8，可以与氧形成两种以上气态化合物的元素只有氮（这些化合物是N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等）。

（2）m（N）∶m（O）＝7∶20，则N（N）∶N（O）＝

∶

＝2∶5。

该化合物的分子式是N2O5。

（3）X2Z分子为H2O，H2O分子有10个电子。

由氢（X）、氮（Y）、氧（Z）中的两种元素组成的10电子离子有OH－、H3O＋、NH

（4）分子组成符合N（H）∶N（N）∶N（O）＝4∶2∶3的盐只有NH4NO3。