第三单元 从微观结构看物质的多样性教案评析

第一课时

离子键

[教学要求] 1.通过NaCl的形成过程，理解离子键的形成过程与形成条件。

2.知道离子键、离子化合物的概念。

3.能用电子式表示离子化合物的形成过程。

一、离子键与离子化合物

1．化学键

(1)概念：物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用叫做化学键。

(2)类型：离子键和共价键是两种常见的化学键。

2．离子键

(1)概念：使带相反电荷的阴、阳离子结合的相互作用。

(2)构成离子键的粒子是阳离子和阴离子

(3)离子键的实质是静电作用。

3．离子化合物

(1)离子化合物的概念是由离子键构成的化合物。

(2)常见的离子化合物的类型：

活泼金属氧化物：Na2O、MgO 绝大多数盐：NaCl、K2SO4、CaCO3

强碱：NaOH、Ba(OH)2

议一议

1．如何理解化学键的概念？

答案

2．常见的哪些元素易形成离子键？形成的过程是什么？

1

答案

活泼金属与活泼非金属元素易形成离子键，一般位于周期表中为ⅠA、ⅡA族的金属元素与ⅥA、ⅦA族的非金属元素。形成过程为：

3．如何理解离子键中的静电作用？

答案

静电作用包括静电吸引和静电排斥，静电吸引即阴、阳离子之间的相互吸引。静电排斥即原子核与原子核、核外电子与核外电子的排斥作用。

4．金属元素都能形成离子化合物吗？非金属元素一定不能形成离子化合物吗？

答案

离子化合物通常由活泼的金属与活泼的非金属形成，但氯化铝就不是离子化合物而是共价化合物；非金属元素之间也可以形成离子化合物，如氯化铵、硝酸铵等铵盐就是由非金属形成的离子化合物。

5．离子化合物与离子键的关系是什么？

答案

离子化合物中一定含有离子键；含有离子键的化合物一定是离子化合物。

二、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，以简明地表示原子、离子的最外层电子的排布，这种式子称为电子式。

2．用电子式表示原子、离子、离子化合物

(1)原子：氯原子：镁原子：·Mg·氢原子H·、钠原子Na·。

]－氧离子：[]－氟化镁：]2－

(2)离子：钠离子：Na＋氯离子：[(3)离子化合物：氯化钠：Na＋[议一议

简单阳离子和简单阴离子的电子式的书写有何区别？

答案

简单阳离子的电子式是离子符号本身，简单阴离子一般要在元素符号周围点足8个电子，再用“[]”括起来，然后注明所带电荷数。

1．离子键与离子化合物

【例1】

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

2

B．所有金属元素原子与所有非金属元素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

答案

D 解析

离子键是使阴、阳离子结合成稳定化合物的静电作用，包括斥力和引力，A项错误；活泼金属元素原子与活泼非金属元素原子间易形成离子键，但也有例外，如AlCl3，B项错误；CaCl2中，两个氯离子(都是阴离子)之间不存在离子键，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。

知识总结

1．离子键

(1)特点：形成离子键的微粒发生了电子得失，使双方带有电荷，即得电子的微粒带负电荷称为阴离子；失电子的微粒带正电荷称为阳离子。

(2)形成过程：当阴、阳离子相互靠近到一定距离时，正负电荷的静电吸引力与原子核及核外电子之间的排斥力达到平衡，形成稳定的离子键。

(3)形成条件：易失去电子的活泼金属元素(如ⅠA族、

ⅡA族元素)原子与易得电子的活泼非金属元素(如ⅥA族、ⅦA族元素)原子之间，容易形成离子键，如NaCl、K2O、MgCl2、CaS等都是靠离子键结合的。

2．离子化合物

(1)常见的离子化合物：①活泼的金属元素与活泼的非金属元素形成的化合物，如NaF、CaCl2等；

②活泼的金属元素与酸根形成的盐类化合物，如Na2CO3、MgSO4等；

③活泼的金属元素与氢氧根形成的碱，如NaOH、Ba(OH)2等；

④铵根与酸根形成的盐类化合物(铵盐)，如NH4HCO3、NH4NO3等。

(2)离子键与离子化合物的关系：含有离子键的化合物一定是离子化合物，而离子化合物中却不一定只含有离子键。如NH4NO3、Na2O2是离子化合物，但在NH4NO3、Na2O2中除了含有离子键外，还含有共价键。

变式训练1

下列说法正确的是(

) A．含有金属元素的化合物一定是离子化合物

B．ⅠA族和ⅦA族原子化合时，一定生成离子键

3

C．由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物

D．活泼金属与非金属化合时，可能形成离子键

答案

D 解析

AlCl3中含有金属元素，但AlCl3不是离子化合物，故A错；ⅠA族中的H与ⅦA族中的Cl形成HCl时，不含离子键，故B错；NH4Cl是由非金属元素构成的离子化合物，故C错。

2. 电子式的书写

【例2】

下列化合物的电子式书写正确的是

A．Ca2＋[C．[Mg2＋][

答案

D 解析

每个离子均要单独写，不能合并在一起表示，A项不正确，应改为[－＋]－2

B．Na[

(

) ]－2Na＋

]－

]2－

D．K＋[]Ca2＋[]－；离子电荷表示法(如R2－)与化合价(如－R2)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项不正确，应改为Na＋[]2－Na＋；在简单阳离子符号周围]2－；不用方括号，只用简单离子符号表示即可，C项不正确，应改为Mg2＋[D项正确。

规律总结：

电子式的书写规律

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·

、

。

2．离子的电子式：

(1)简单阴离子的电子式不但要表达出最外层所有电子数(包括得到的电子)，而且用方括号“[ ]”括起来，并在右上角注明负电荷数。如：[4

]－、[H]－；

(2)简单阳离子的电子式就是离子符号，如：Na＋、Mg2＋。复杂的阳离子也要表达出最外层电子数目，而且用方括号“[ ]”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．离子化合物电子式的书写

。

离子化合物的电子式由阴离子和阳离子电子式组成，且相同的离子不能合并，如：Na＋[]－

、[]－Mg2＋[]－。

4．用电子式表示离子化合物的形成过程

(1)左边是组成离子化合物的各原子的电子式，相同的原子可以合并写，右边是离子化合物的电子式。

(2)连接号为“

―→”。

(3)用“

”表示电子转移的方向，也可以不表示出来。如：

注意事项：

1．写电子式，首先要弄清原子、离子的价电子层中的电子数。

2．写离子的电子式，要正确地标出离子的电荷。对阴离子还要加一个“[ ]”，以表示原子得来的电子全归己有而不是共用。像钠离子、镁离子等这样的简单阳离子，由于其价电子已全部失去，故其电子式就是普通的离子符号，自然也就不再加“[ ]”了。但是写复杂的阳离子的电子式时，要加“[ ]”，如。

3．常见原子的电子式：“电子”尽可能均匀分布在符号的上下左右。如：Na·、×Mg×

、误的[、·、]－。

，注意单电子和成对电子，下列写法是错；乱写一气是错误的，如下列电子式都不正确：]－Na＋、Na＋[4．用电子式表示物质的形式过程注意事项：

①反应物要写原子，不要写分子。②生成物中的“同类项”只能分开写，不能合并写。③用弯箭头表示电子的转移。5

④生成用“―→”，不用“===”。

变式训练2

下列微粒电子式错误的是(

) A．氯原子：C．溴离子[答案

B 解析

硫原子的电子式应该是的符号，D正确。

当堂练习

1．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．钠与氯气反应生成氯化钠后，体系能量降低

答案

C 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。

2．下列物质中含有离子键的是(

) A．Cl2

B．CO2

C．NaCl

D．CH4

答案

C 解析

离子键一定存在于离子化合物中，Cl2为单质，CO2、CH4分子中无易失电子元素，无离子键，NaCl为典型离子化合物。

3．下列各数值表示有关元素的原子序数，其所表示的各原子组中能以离子键相互结合形成稳定化合物的是(

) 6

B．硫原子：]－

D．钙离子：Ca2＋

，B错误。简单阳离子的电子式就是该离子

A．10与19

B．6与16 C．11与17

D．14与8 答案

C 解析

根据离子键的形成条件，活泼金属元素与活泼非金属元素间一般形成离子键，根据原子序数，C项中是Na和Cl，符合题意。

4．下列说法正确的是(

) A．熔化状态下能导电的物质一定是离子化合物

B．离子化合物不可能只由非金属元素组成

C．离子化合物均能溶于水

D．离子化合物中一定含离子键

答案

D 解析

熔化状态下能导电的物质有金属、离子化合物，A项不正确；离子化合物也可由非金属元素组成，如NH4Cl，B项不正确；像BaSO4等离子化合物难溶于水，C项不正确；只要有离子键的化合物一定是离子化合物，故D项正确。

5．(1)下列电子式书写正确的是________(填序号)。

A．H[C.

＋]2H

B．Na－＋H

D．Na＋[]－

(2)写出下列各微粒或化合物的电子式：

O2－________，F－________，Na2O________，

CaCl2________。

答案

(1)D

解析

(1)硫化氢分子里没有离子键，只有含有离子键时才能用“[ ]”，并且标明离子符号。

而B是离子化合物却没用“[ ]”和离子符号。C中的氯原子最外层有7 个电子

，D正确。

经典基础题

7

题组1

离子键与离子化合物

1．下列关于化学键的叙述正确的是(

) A．化学键既存在于相邻原子之间，也存在于相邻分子之间

B．两个原子之间的相互作用叫化学键

C．化学键通常指的是直接相邻的原子或离子之间的强烈的相互作用

D．阴、阳离子之间有强烈的吸引作用而没有排斥作用，所以离子键的核间距相当小

答案

C 解析

化学键的定义强调两个方面：一是“直接相邻的原子或离子之间”；二是“强烈的相互作用”。选项A、B中都没有明确说明这两点，所以不正确；选项D只强调离子键中阴、阳离子之间存在吸引作用而没有排斥作用，也不正确，应选C。

2．下列有关离子键或离子化合物的说法正确的是(

) A．含金属元素的化合物中必定含有离子键

B．不含金属元素的化合物一定不可能含有离子键

C．食盐、硫酸中都含有离子键

D．离子化合物中必定含有阴、阳离子

答案

D 解析

AlCl3中不含离子键，A错；NH4Cl属于离子化合物，其中含有离子键，B错；硫酸不含有离子键，

C错误；阴、阳离子通过静电作用形成离子化合物，D正确。

3．下列物质中属于离子化合物的是(

) A．苛性钾

B．碘化氢

C．硫酸

D．醋酸

答案

A 解析

由阴、阳离子通过离子键结合而成的化合物为离子化合物，包括大部分盐、可溶性强碱、活泼金属的氧化物等。

4．下列哪一组元素的原子间反应易形成离子键(

) 原子

a

b

c

d

e

f

g 8

M层电子数

1

2

3

4

5

6

7 A．a和c

B．a和f C．d和g

D．c和g 答案

B 解析

由原子a～g的M层电子数可知，M层即为原子的最外层，元素a～g均为第3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。

5．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

答案

D 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所述性质并非离子化合物所独有，故不能作判断该化合物内一定存在离子键的根据。

6．阴离子和阳离子都为稀有气体元素原子结构，且阳离子比阴离子少两个电子层的离子化合物是(

) A．MgCl2

B．BaF2

C．NaBr

D．NaI 答案

C 解析

A～D项中的化合物都是离子化合物，且阴、阳离子都为稀有气体元素的原子结构。MgCl2、BaF2、NaBr、NaI中阳离子比阴离子分别少1、多3、少2、少3个电子层。

7．A元素原子的核电荷数为11，B元素的质子数为8，A和B化合形成化合物Z，下列说法中错误的是(

) A．A形成＋1价阳离子

B．Z一定与水反应

C．Z一定是MO型离子化合物

D．Z中含有离子键

9

答案

C 解析

A是Na元素，B是O元素，它们可以形成Na2O和Na2O2，均可以与水反应，均含有离子键。

8．下列A、B两种元素的原子序数，其中可形成AB2型离子化合物的是

A．6和8

B．19和16 C．12和17

D．10和8 答案

C 解析

AB2型离子化合物中A为＋2价，B为－1价，即A为第ⅡA 族元素，B为第ⅦA族元素，符合要求的只有C项。

题组2

电子式的书写

9．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

答案

D 解析

用“·”或“×”表示元素原子或离子最外层电子排布的式子为电子式，简单阳离子的电子式即为其离子符号，阴离子的电子式要加方括号将最外层的电子括起来

，故A、B、C说法正确，D说法错误。

10．下列电子式中，错误的是(

) A．Na＋

B．NaC. [答案

B 解析

NaCl的电子式为Na＋[[能力提升题] 11．已知：氢化钠(NaH)是一种离子化合物，其中钠元素是＋1价，NaH跟水反应放出H2。思考并回答下列问题：

10

(

)

－]

D．－Ca2[＋]

－]－。

(1)在氢化钠中存在的化学键为________。

(2)在NaH中的氢离子半径比锂离子半径________。(填“大”或“小”) (3)写出NaH的电子式________。

(4)写出NaH与水反应的化学方程式___________________，

在该反应中属于还原剂的是________。

答案

(1)离子键

(2)大

(3)Na＋[]－

(4)NaH＋H2O===NaOH ＋H2↑

NaH 解析

含活泼金属元素的化合物，应为离子化合物，由阴阳离子构成。Li与H＋－的电子层结构相同，但由于Li的核电荷数大，所以离子半径小，据信息条件可写出反应

NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，该反应中NaH作还原剂。

12. X、Y、Z、W为四种短周期元素。已知：

①X、W同主族，Y、Z同主族；

②X、Y可形成两种液态化合物X2Y和X2Y2；

③X2Z和ZY2之间可发生反应生成Z单质；

④W2Y2和X2Y之间可发生反应生成Y单质。

请完成下列问题：

(1)X、Y的元素符号为X________，Y________。

(2)写出W2Y的电子式________，Z的原子结构示意图________。

(3)写出④反应的化学方程式：______________。

答案

(1)H

O (2)Na[＋]2Na

－＋

(3)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

解析

X、Y可形成两种液态化合物X2Y和X2Y2，则Y必为氧元素，X为H。Y、Z同主族，则Z为S元素。再依据W2Y2

和X2Y之间可发生反应生成Y单质，可确定W为Na。

13．一种融雪剂，其主要成分的化学式为XY2，X、Y均为周期表前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且1 mol XY2含有54 mol电子。

11

(1)该融雪剂的化学式是________________，该物质中化学键类型是________________，电子式是____________。

(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，D与Y相邻，则D的离子结构示意图是________。

(3)W是与D同主族的短周期元素，Z是第3周期金属性最强的元素，Z的单质在W的常见单质中反应时有两种产物：不加热时生成________________(填化学式)，其化学键类型为________；加热时生成______________________(填化学式)。

答案

(1)CaCl2

离子键

[]－Ca2＋[]－

(2)

(3)Na2O

离子键

Na2O2

解析

(1)X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同，且1 mol

XY2中含54 mol电子，则每摩尔X、Y的离子含18 mole－，可推出其化学式应为CaCl2，即X为Ca，Y为Cl。(2)D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，则其为He或C或S或Kr，又因D与Y相邻，则D为S。(3)W是与硫同主族的短周期元素，则W是氧；Z是第3周期金属性最强的元素，则Z是Na。Na在O2中反应不加热时生成Na2O，加热时生成Na2O2，Na2O中Na＋与O2－间形成离子键，故Na2O属离子化合物。

14．设X、Y、Z代表三种元素。已知：

①X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构。

②Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个。

③Y和Z两种元素可以形成四核42个电子的－1价阴离子。

据此，请填空：

(1)写出X、Y、Z三种元素的名称：X________，

Y________，Z________。

(2)X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为_________________________。

(3)用电子式表示X、Z形成化合物的过程：_____________________。

答案

(1)钾

氯

氧

(2)H＋＋OH－===H2O (3) 12

解析

根据X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构，可确定X为第ⅠA族元素，Y为第ⅦA族元素，Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个，Z为Y的前一周期的氧族元素不难判断出，Y和Z两种元素，形成的4核＋＋42个电子的－1价阴离子为ClO－3，则X为K。

13