高中化学必修2优质学案：2.1 化学键与物质构成

第1节化学键与物质构成
[核心素养发展目标] 1.了解化学键的概念，认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质，培养“宏观辨识与微观探析”的能力。

2.理解离子键、共价键的概念及其本质，能用电子式表示离子化合物与共价化合物，通过分析推理得出离子键和共价键的形成条件，建立认识模型，揭示成键规律，培养“证据推理与模型认知”能力。

3.能够区别离子化合物和共价化合物。

一、化学键
1．定义
相邻原子间的强相互作用。

2．分类
化学键包括共价键、离子键等。

3．化学反应中物质变化的实质
旧化学键断裂和新化学键形成。

(1)“相邻”原子间存在的相互作用都是化学键(×)
提示相邻原子间的相互作用必须是“强相互作用”才是化学键，弱的相互作用不是化学键。

(2)原子间强的“相互作用”只是原子间的相互吸引(×)
提示原子间强的“相互作用”既包括原子间的“相互吸引”又包括“相互排斥”，是一种吸引和排斥达到平衡的状态。

(3)任何物质中都存在化学键(×)
提示化合物中一定存在化学键，但有些单质中就不一定存在化学键，如稀有气体分子为单原子分子，不存在化学键。

(4)只要存在化学键断裂的变化就是化学变化(×)
提示化学变化中，旧化学键断裂和新化学键形成是一个矛盾统一体，只有旧化学键断裂而无新化学键形成的变化不是化学变化，如HCl溶于水和NaCl熔化都存在化学键被破坏的情况，但都不属于化学变化。

1．100℃时，液态水变为水蒸气，2200℃以上时，水会分解生成H2和O2，上述两种变化克服的微粒间的相互作用相同吗？
提示两者克服的微粒间的相互作用不相同，液态水变为水蒸气，克服的是水分子间较弱的作用力，而水在2 200 ℃以上发生分解，克服的是水分子内部氢原子和氧原子之间很强的相互作用。

2．从断裂化学键与形成化学键的角度分析下列反应
化学反应断裂的键形成的键N2＋O2=====
放电
2NO
N和N之间的化学键，O
和O之间的化学键
N和O之间的化学键H2＋Cl2=====
点燃
2HCl
H和H之间的化学键，Cl
和Cl之间的化学键
H和Cl之间的化学键
N2＋3H2高温、高压
催化剂
2NH3
N和N之间的化学键，H
和H之间的化学键
N和H之间的化学键
(1)理解“化学键”概念四注意
①“相邻”是指化学键的作用范围很小，只在直接相邻的两个或多个原子间存在。

②“原子”指广义的原子，不仅指原子，也包括阴、阳离子。

③“相互作用”既包括吸引作用，又包括排斥作用。

④“强相互作用”表示原子间较强的相互作用，原子间较弱的相互作用不是化学键，破坏化学键需要较高的能量。

(2)化学变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，只有化学键断裂或化学键形成的单一过程，则不是化学变化。

1．下列关于化学键的认识正确的是()
A．分子间的相互作用
B．同种原子的相互作用
C．形成化学键的微粒可以是原子，也可以是离子
D．化学键是相邻的分子之间强烈的相互作用
[答案] C
[解析]化学键是相邻原子间的强相互作用，分子间的相互作用不是化学键，“相邻原子”这里的“原子”是广义的原子，既包括原子，也包括阴、阳离子，故选C。

2．(2018·江西临川一中月考)下列过程中化学键被破坏，但不属于化学变化的是() A．NaOH受热熔化
B．Na2O溶解于水
C．葡萄糖溶于水
D．O2在放电的条件下转化为O3
[答案] A
[解析]NaOH熔化时只有旧化学键的断裂，没有新化学键的形成，属于物理变化，A项正确；Na2O和水反应生成NaOH，既有旧化学键的断裂又有新化学键的形成，属于化学变化，B项错误；葡萄糖溶于水属于物理变化，既没有旧化学键的断裂，也没有新化学键的形成，C项错误；O2转化为O3，既有旧化学键的断裂又有新化学键的形成，D项错误。

3．化学反应中物质变化的实质是()
A．有气体生成
B．有沉淀生成
C．有新物质生成
D．旧化学键断裂和新化学键形成
[答案] D
[解析]有气体、沉淀、新物质生成只是化学变化的外在表现而不是物质变化的实质，故A、B、C错误。

二、离子键和共价键
1．离子键
(1)离子键的形成
形成过程概念构成微粒实质成键条件
阴、阳离子之间通
过静电作用形成
的化学键
阴离子和
阳离子
静电
作用
成键原子未达到
稳定结构且吸引
能力差别较大
(2)表示方法：
①电子式：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子(或离子)最外层电子的式子。

②用电子式表示NaCl中离子键形成过程
(3)实例：Na2O中Na＋和O2－间存在离子键，表示为，NaOH中Na＋和OH－间存在离子键，表示为，CaCl2中Ca2＋和Cl－间存在离子键，表示为
2．共价键
(1)共价键形成
形成过程概念构成微粒成键条件
原子间通过共用电
子形成的化学键
原子
成键原子得失
能力相差较小，
成键前最外层
未饱和
(2)用电子式表示HCl共价键形成过程。

(3)共价键与分子的空间结构
物质空间结构示意图共价键间夹角分子结构
CO2180°直线形
H2O 104.5°角形
NH3107.3°三角锥形
CH4109°28′正四面体形
(1)离子键的实质就是阴、阳离子间的静电吸引(×)
提示离子键的实质是阴、阳离子间的静电作用，既包括静电吸引力又包括静电排斥力。

(2)金属和非金属原子间形成的化学键一定是离子键(×)
提示并不是所有的金属与非金属化合都能形成离子键，如AlCl3晶体中存在共价键而不含有离子键。

(3)非金属元素原子间所形成的化学键一定是共价键(×)
提示并不是离子键都是金属元素与非金属元素原子间形成的，非金属元素原子间也可以形成离子键，如铵盐[NH4Cl、(NH4)2SO4]中含有离子键。

(4)化学键类型可由元素类别决定(×)
提示元素的类别并不能决定化学键类型，如金属元素和非金属元素原子间可以形成离子键，如NaCl，也可以形成共价键，如AlCl3，非金属元素原子间既可以形成共价键，如HNO3，也可以形成离子键，如NH4NO3。

1．CaCl2和CH4是生活中常见的两种物质，试分析CaCl2固体中存在离子键、CH4分子中存在共价键的原因，并用电子式表示它们的形成过程。

提示①Ca原子最外层只有2个电子，易失去2个电子从而达到最外层为8电子的稳定结构，Cl原子最外层有7个电子，易得到一个电子达到稳定结构，故Ca失去2个电子变为Ca2＋，2个Cl原子得到2个电子形成Cl－，两者通过静电作用形成离子键。

电子式表示为：
②C原子最外层有4个电子，H原子最外层有1个电子。

两者都不能完全得失电子形成简单离子，为达到最外层稳定的8电子(或2电子)结构，两者只能通过共用电子的方式形成稳定结构，故C原子和4个H原子形成4个C—H共价键，电子式表示为
2．Na 2O 和H 2O 中都含有化学键，试说明两者化学键的本质区别是什么？
提示 Na 2O 中存在的化学键为离子键，是阳离子Na ＋和阴离子O 2－间通过静电作用形成的，成键微粒为阴、阳离子；H 2O 中存在的化学键为共价键，是氢原子和氧原子间通过形成共用电子形成的，成键微粒为原子。

(1)化学键――→成键微粒不同
⎩⎪⎨
⎪⎧
离子键⎩
⎪⎨
⎪⎧
成键微粒：阴离子、阳离子实质：静电作用共价键⎩
⎪⎨⎪⎧
成键微粒：原子实质：原子间形成共用电子
(2)元素种类不能决定化学键类别，金属元素和非金属元素原子间既可形成离子键(如CaCl 2)也可形成共价键(如AlCl 3)；非金属元素原子间既可以形成共价键(如HNO 3)，也可以形成离子键(如NH 4NO 3)。

1.如图形象地表示氯化钠的形成过程，下列相关说法不正确的是(
)
A ．钠原子易失去一个电子，氯原子易得到一个电子
B ．钠离子与钠原子有相似的化学性质
C ．钠原子与氯原子作用生成NaCl 后，其结构的稳定性增强
D ．用电子式表示NaCl 化学键形成过程为
[答案] B
[解析] 在反应中钠原子失去一个电子，氯原子得到一个电子，都达到最外层8电子稳定结构，生成NaCl 后，物质总能量降低，稳定性增强。

2．(2018·辽宁鞍山一中高一期中)下列说法正确的有()
①离子键与共价键的本质都是静电作用
②任何物质中都存在化学键
③离子键就是阴、阳离子之间的静电吸引力
④活泼金属与活泼非金属化合时能形成离子键
⑤任何共价键中，成键原子成键后均满足8电子稳定结构
⑥两种非金属元素形成的化合物不可能含有离子键
⑦化学键断裂，一定发生化学变化
A．1个B．2个C．3个D．4个
[答案] B
[解析]离子键与共价键均为化学键，其本质都是静电作用，①正确；稀有气体中没有化学键，②错误；离子键是阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，这种静电作用不只是静电引力，还包括电子之间、原子核之间的静电斥力，③错误；活泼金属与活泼非金属化合时原子间存在电子转移，形成非金属阴离子和金属阳离子，阴离子与阳离子之间能形成离子键，④正确；H2O分子中H原子周围只有2个电子，不满足8电子稳定结构，⑤错误；两种非金属元素形成的化合物可能含有离子键，例如NH4H，⑥错误；化学变化中存在旧键的断裂和新键的形成，只存在化学键的断裂不一定发生化学变化，如HCl溶于水，共价键被破坏，但是属于物理变化，⑦错误。

B项正确。

3．下列叙述错误的是()
A．带相反电荷的离子之间的相互作用称为离子键
B．某主族元素原子最外层只有一个电子，它与卤素原子结合时所形成的化学键不一定是离子键
C．金属元素与非金属元素化合时，不一定形成离子键
D．只由非金属元素形成的化合物中不可能含有离子键
[答案] D
[解析]A项，带相反电荷的离子，就是阴、阳离子，相互作用就是静电作用，正确；B项，主族元素原子最外层只有一个电子，可以是氢原子，它和卤素原子结合，如HF、HCl、HBr、HI，所形成的化学键为共价键，如主族元素是Li、Na、K，则和卤素原子结合所形成化学键为离子键，正确；C项，金属元素与非金属元素化合时可能形成离子键，如NaCl、MgCl2等，也可能形成共价键，如AlCl3等，正确；D项，非金属元素形成的化合物中可能含有离子键，
如铵盐等，错误。

4．下列叙述正确的是()
A．HCl溶于水电离出H＋和Cl－，HCl中存在离子键
B．Ca(OH)2固体和NH4Cl固体都存在两类不同的化学键
C．液氨和氨气中存在不同类型的化学键
D．氯气和金刚石中存在不同类型的化学键
[答案] B
[解析]A项，HCl分子中存在的化学键为共价键，错误；B项，Ca(OH)2和NH4Cl固体都存在离子键和共价键，正确；C项，液氨和氨气都是NH3，都只存在共价键，错误；D项，氯气和金刚石中存在的化学键都为共价键，错误。

三、离子化合物与共价化合物
1．离子化合物
(1)定义：由阳离子与阴离子构成的化合物称为离子化合物。

(2)常见离子化合物类型
①活泼金属氧化物，如Na2O、Na2O2、MgO等。

②绝大多数盐，如NaCl、K2SO4、CaCO3、NH4HCO3等。

③强碱，如NaOH、Ba(OH)2等。

2．共价化合物
(1)定义：由原子通过共价键构成的化合物称为共价化合物。

(2)常见共价化合物类型
①酸，如HCl、HNO3、H2SO4等。

②非金属氧化物，如H2O、CO2、NO2、SO2等。

③非金属氢化物，如NH3、H2S、H2O2等。

④大多数有机物，如CH4、C2H5OH、CCl4、CH3COOH等。

(1)离子化合物中只存在离子键，不存在共价键(×)
提示有些离子化合物中，如NaOH，即有离子键(Na＋和OH－间)，又存在共价键(H—O键)。

(2)共价化合物中只存在共价键，不存在离子键(√)
提示只含共价键的化合物称为共价化合物，是不存在离子键的。

(3)只含非金属元素的化合物中一定只有共价键，不含离子键，且都是共价化合物(×)
提示在铵盐中，如NH4NO3、(NH4)2SO4，既存在离子键，又含有共价键，但铵盐都是离子化合物。

(4)含金属元素的化合物一定是离子化合物(×)
提示并不是所有的含金属元素的化合物都是离子化合物，如AlCl3、BeCl2等。

这些物质中只含有共价键，应为共价化合物。

(5)熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物(√)
提示在熔融状态下共价键不能被破坏，离子键可以被破坏，离解为自由移动的阴、阳离子，故熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物。

1．如何通过实验证明一种固体化合物是离子化合物还是共价化合物？
提示可将该固体加热熔融，通过导电性实验验证，若熔融状态下可以导电，则为离子化合物(如NaCl)；若不导电，则为共价化合物(如葡萄糖)。

2．(2018·南昌高一检测)(1)有下列物质：He、N2、CaO、CH4、Na2S、KOH、NaHCO3、Na2O2、NH4Cl、MgCl2。

①只含共价键的是________；
②只含离子键的是________________；
③既含有共价键又含有离子键的是_________________________________________；
④属于共价化合物的是_________________________________________________；
⑤属于离子化合物的是__________________________________________________。

(2)下列变化中，不需要破坏化学键的是________(填字母)。

A．氯化氢溶于水B．加热氯酸钾使其分解
C．碘升华D．氯化钠溶于水
[答案](1)①N2、CH4
②CaO、Na2S、MgCl2
③KOH、NaHCO3、Na2O2、NH4Cl
④CH4
⑤CaO、Na2S、KOH、NaHCO3、Na2O2、NH4Cl、MgCl2
(2)C
[解析](2)HCl溶于水，破坏的是共价键；KClO3分解破坏的是离子键和共价键；NaCl溶于
水破坏的是离子键；碘升华是物理变化。

离子化合物与共价化合物的判断方法
(1)根据化合物类别判断
①强碱、大部分盐、活泼金属氧化物属于离子化合物；
②非金属氧化物、非金属氢化物、含氧酸、大部分有机化合物属于共价化合物。

(2)根据化合物性质判断
①熔融状态下能导电的化合物是离子化合物；
②熔融状态下不导电的化合物为共价化合物；
③熔、沸点较低的化合物一般为共价化合物。

(3)根据化学键的类型判断
一般来说，活泼的金属元素原子和活泼的非金属元素原子间易形成离子键，同种或不同种非金属元素原子间易形成共价键。

①含有离子键的化合物一定是离子化合物。

②只含共价键的化合物才是共价化合物。

③离子化合物中一般既含金属元素又含非金属元素(铵盐除外)；共价化合物中一般只含非金属元素(AlCl3、BeCl2除外)，但只含非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如NH4NO3等。

1．下列有关离子键的说法正确的是()
A．阴、阳离子成键时只受到静电吸引力的作用
B．原子通过电子的得失先形成阴、阳离子后再成键
C．任何离子键在形成的过程中必定有电子的得与失
D．在离子化合物CaCl2中，两个氯离子之间也存在离子键
[答案] B
[解析]A项，阴、阳离子形成离子键时既受到静电吸引力，还受到静电斥力作用，静电作用是一种平衡作用力，错误；B项，离子键的成键微粒为阴、阳离子，因此原子必须先得失电子形成阴、阳离子后才能形成离子键，正确；C项，在复分解反应中，离子重新组合形成新的物质，则不存在电子的得失，错误；D项，在CaCl2中，只存在Ca2＋和Cl－形成离子键，
高中化学必修2
Cl－之间没有离子键，错误。

2．下列物质中含有共价键的离子化合物是()
①MgF2②Na2O2③NaOH④NH4Cl⑤CO2⑥H2O2⑦N2⑧H2SO4
A．②④⑤⑦⑧B．②③④
C．①②③④⑧D．①③⑤⑥
[答案] B
[解析]①②③④为离子化合物，⑤⑥⑧为共价化合物，⑦为单质，①中MgF2只含有离子键，不含共价键，②③④中既含有离子键，又含共价键，故选B。

3．下列说法中正确的是()
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物
C．由共价键形成的分子一定是共价化合物
D．一种金属元素和一种非金属元素形成的AB n型化合物，一定是离子化合物
[答案] B
[解析]根据共价化合物的定义，B项正确、A项错误；C项，由共价键形成的分子，可能是单质分子，如N2、O2等，不一定是共价化合物，错误；D项，在AlCl3中，存在的只有共价键，故AlCl3为共价化合物，错误。

4．同主族元素形成的同一类型化合物，其结构和性质往往相似。

PH4I是一种白色晶体，下列对PH4I的叙述正确的是()
A．它是一种共价化合物
B．它既含离子键又含共价键
C．它不可能与NaOH溶液反应
D．它受热时不会分解
[答案] B
[解析]根据信息，PH4I和NH4Cl应性质相似，故PH4I中既含离子键又含共价键，为离子化合物，和氨盐相似，PH4I应该不稳定，受热易分解，能和NaOH溶液反应，故选B。

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