离子键(解析版)(苏教版2019必修第一册).docx

5.2.1离子键
【学习目标】
1.通过氯化钠的形成过程，认识离子键的概念与形成，了解离子化合物的概念，会判断离子化合物。2.会用电子式表示常见离子化合物的形成过程，促进宏观辨识与微观探析化学核心素养的发展。

【知识梳理】
一、离子键
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作化学键。
(2)类型：离子键和共价键是两种常见的化学键。
2．离子键的形成过程
(1)离子键的形成过程(以NaCl为例)
钠是活泼的金属元素，钠原子在反应中易失去1个电子，达到8个电子稳定结构；氯是活泼的非金属元素，氯原子在反应中易得到1个电子，达到8个电子稳定结构。钠和氯气反应时，钠原子最外层的1个电子转移到氯原子的最外层，形成带正电荷的Na＋和带负电荷的Cl－，带相反电荷的Na＋与Cl－通过静电作用结合在一起，从而形成氯化钠晶体。用原子结构示意图表示NaCl的形成过程如下：

（2）形象表示

3．离子键
(1)概念：阴、阳离子之间存在的强烈的相互作用
(2)成键三要素
①成键粒子：阳离子和阴离子
②成键本质：静电作用(包括静电引力和静电斥力)
③成键元素：一般是活泼金属元素与活泼非金属元素
4．离子化合物
(1)概念：由阴、阳离子构成的化合物。
(2)常见类型
①强碱：如NaOH、KOH、Ba(OH)2等。
②绝大多数盐：如NaCl、K2SO4等。
③活泼金属氧化物：如K2O、Na2O、MgO等。
(3)性质
①离子化合物中离子键一般比较牢固，破坏它需要很高的能量，所以离子化合物的熔点一般较高，常温下为固体。
②离子化合物在溶于水或受热熔化时，离子键被破坏，形成自由移动的阴、阳离子，能够导电。

[辨析]　
1．离子键
(1)成键本质：静电作用
这种静电作用不只是阴、阳离子间的静电引力，还包括静电斥力，是引力与斥力达到平衡的总效应。具体包括：原子核与核外电子间的吸引作用、原子核与原子核间的排斥作用、核外电子与核外电子间的排斥作用。
(2) 成键条件：成键原子未达到稳定结构且吸引电子的能力差别很大。

(3)成键结果：体系的能量降低。
(4)离子键强弱的影响因素：影响离子键强弱的主要因素是离子半径和离子所带电荷数，即离子半径越小、离子所带电荷数越多，阴、阳离子的相互作用越强，离子键就越强。离子键的强弱影响化合物的熔点、沸点、溶解度等物理性质。
2．离子化合物
(1)常见的离子化合物(强碱、大多数盐、部分氧化物)
①强碱。如NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等。
②由活泼金属元素(ⅠA、ⅡA族)和活泼非金属元素(ⅥA、ⅦA族)之间形成的化合物。如NaCl、MgCl2、Na2O、CaO等。
③活泼金属的氢化物、过氧化物、碳化物、氮化物等。如NaH、CaO2、CaC2、Mg3N2等(阴离子分别是H－、O、C、N3－)。
④由活泼金属的阳离子与酸根(或酸式根)离子之间形成的化合物。如Na2SO4、K2CO3、NaHSO4、KHCO3等。
⑤由铵根离子和酸根离子之间形成的铵盐。如NH4Cl、NH4NO3等。
(2)主要物理性质
①熔、沸点和硬度：熔、沸点较高，硬度较大。
②导电性：固态时不导电，溶于水或受热熔化后导电。
③溶解性：大多数离子化合物易溶于水，难溶于汽油、苯、四氯化碳等有机溶剂。

【能力达成】
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：化学键是相邻原子或离子间存在强烈的相互作用，分子间的相互作用不是化学键。
2．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项中离子化合物的阴、阳离子的电子结构都与稀有气体元素原子的电子结构相同，只有NaBr中阳离子比阴离子少2个电子层，C项正确。
3．以下叙述中错误的是 (　　)
A．熔融状态下的NaCl可以导电，说明NaCl是离子化合物
B．在化合物CaCl2中，两个Cl－之间不存在离子键
C．任何离子键在形成过程中必定有电子的得与失
D．钠与氧反应生成氧化钠后，体系稳定性增强
答案：C　
解析：只有离子化合物在熔融状态下导电，故A正确。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D正确。而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，C错误。
4．下列说法正确的是(　　)
A．熔融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：熔融状态下能导电的物质有金属、离子化合物，A项错误；离子化合物可以只由非金属元素组成，如NH4Cl，B项错误；BaSO4等离子化合物难溶于水，C项错误；离子化合物中一定含离子键，D项正确。
5．下列物质中属于离子化合物的是(　　 )
A．苛性钠　　　　 B．碘化氢
C．硫酸 D．醋酸
答案：A　
解析：判断离子化合物的一般方法是看化合物中有无活泼金属元素或NH，有则为离子化合物。A项中有Na＋，则为离子化合物。
6．某离子化合物中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，则该离子化合物可能是(　　)
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，故C项符合题意。
7．下列关于离子键和离子化合物的说法正确的是(　　)
A．阴、阳离子间通过静电引力形成离子键
B．阴、阳离子间通过离子键一定能形成离子化合物
C．离子化合物一定能导电
D．第ⅠA族与第ⅦA族元素之间一定形成离子化合物
答案：B
解析：A项，离子键是指阴、阳离子间的静电作用，它包括静电引力和静电斥力作用；B项，通过离子键形成的化合物只能是离子化合物；C项，离子化合物在水溶液中或熔融状态下才能导电；D项，氢元素是非金属元素，与卤族元素不能形成离子化合物。
8．下列哪一组元素的原子间容易形成离子键(　　)
元素
a
b
c
d
e
f
g
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：本题考查离子键的成键实质、成键条件，同时还考查原子结构与性质的关系。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均为第三周期元素，a为活泼的金属元素，f为活泼的非金属元素，所以a与f形成的化学键为离子键。
9．下列说法不正确的是(　　)
A．凡金属元素跟非金属元素化合时都能形成离子键
B．原子间先通过得失电子变成阴、阳离子后，阴、阳离子间才能形成离子键
C．具有强得电子能力的原子与具有强失电子能力的原子相遇时能形成离子键
D．一般情况下，活泼金属(ⅠA、ⅡA族金属)和活泼的非金属(ⅥA、ⅦA族非金属)之间化合时，易形成离子键
答案：A
解析：并不是所有由金属元素与非金属元素组成的化合物都是离子化合物，例如，AlCl3是共价化合物，故A选项错。
10．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(　　)
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项中分别是Na和Cl，符合题意。
11．已知下列各种元素的原子序数，其中可形成AB2型离子化合物的是(　　)
①6和8　②12和17　③20和9　④11和17
A．①③ B．①② C．②③ D．③④
答案：C
解析：①二者分别是C、O，形成化合物CO2，不是离子化合物，不符合；②二者分别是Mg、Cl，形成离子化合物MgCl2，符合；③二者分别是Ca、F，形成离子化合物CaF2，符合；④二者分别是Na、Cl，形成离子化合物NaCl，不符合。
12．下列物质属于离子化合物，且在水溶液中电离产生Cl－的是(　　)
A．KCl B．NaClO　C．HCl D．KClO3
答案：A
解析：HCl是酸，不属于离子化合物，C项错误；NaClO、KClO3在水溶液中的电离方程式分别为NaClO===Na＋＋ClO－，KClO3===K＋＋ClO，都没产生Cl－，符合要求的只有A项。
13．关于离子化合物的判断不正确的是(　　)
A．无氧酸和含氧酸都不是离子化合物
B．碱和盐不一定都是离子化合物
C．氧化物都是离子化合物
D．ⅠA、ⅡA族金属和ⅥA、ⅦA族非金属形成的化合物都是离子化合物
答案：C
解析：强碱、绝大多数盐、活泼金属的氧化物及金属氢化物为离子化合物。
14．下列性质中，可以证明某化合物中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．熔融状态下能导电
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而导电，而A、B、C项所述性质并非离子化合物所独有，故不能作为判断某化合物中一定存在离子键的依据，D项正确。

【知识梳理】 二、电子式
1．电子式的定义
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子、离子的最外层电子的式子叫作电子式。
2．电子式的书写
(1)原子的电子式：
元素符号周围标明元素原子的最外层电子每个方向不能超过2个电子。当最外层电子数小于或等于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布。例如：
镁原子：·Mg·；碳原子：；
氧原子：；氖原子：。
(2)简单阳离子的电子式：
简单阳离子是由金属原子失电子形成的，原子的最外层已无电子，故用阳离子的符号表示，例如：Na＋、Li＋、Mg2＋、Al3＋等。
(3)简单阴离子的电子式：
不但要画出最外层电子数，而且还应用“[　]”括起来，并在右上角标出“n－”以表示其所带的电荷。例如：
氯离子、硫离子。
(4)离子化合物的电子式：
氧化钙：、硫化钾：。
3．用电子式表示下列物质的形成过程
(1)NaCl：。
(2)MgBr2：。

[辨析]　1．电子式的书写及注意事项

书写要点及注意事项
原子
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子最外层电子的式子。例如，、
简单阳离子
简单阳离子是由金属原子失电子形成的，原子的最外层已无电子，故用阳离子符号表示。例如，Na＋、Li＋、Ca2＋、Al3＋等
简单阴离
子
不但要画出最外层电子，而且还应用方括号“[　]”括起来，并在右上角用“n­”标明电荷。例如，氧离子、氟离子
复杂离子
不仅要画出各原子最外层电子，而且还应用方括号“[　]”括起来，并在右上角用“n­”或“n＋”标明电荷。例如，铵根离子

离子化合物
每个离子都要单独写，而且要符合其实际相邻关系。例如，CaCl2要写成

2．用电子式表示离子化合物的形成过程
用电子式表示离子化合物的形成过程时，反应物是原子的电子式，生成物是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，例如：

【能力达成】
1．下列有关电子式的叙述正确的是(　　)

答案：C
解析：A中锂原子的电子式应为Li·；B中Cl－的电子式应为－；D中H2O的电子式应为HH；金属阳离子的电子式与离子符号相同，C正确。
2．下列电子式书写正确的是(　　)

答案：D　
解析：二氧化碳是共价化合物，每个氧原子和碳原子共用两对电子，电子式为，故A错误；氯化钙是离子化合物，由钙离子和氯离子构成，电子式为，故B错误；氢氧根离子带一个单位负电荷，电子式为，故C错误；过氧化钠是离子化合物，电子式为，故D正确。
3．下列电子式正确的是(　　)

答案：B　
解析：简单阳离子用离子符号表示其电子式，不用加方括号，A项错误；用电子式表示化合物时，离子不能合并在一起表示，C、D项错误。
4.下列电子式的书写正确的是(　　)
A．氮原子：
B．O2－离子：
C．Na2O：
D．CaCl2：
答案：C
解析：电子式中的“·”或“×”号表示原子的最外层电子，A项错误；阴离子的电子式不仅要标明最外层电子数，而且要用“[　]”括起来，并在右上角标出“n－”，B项错误；化合物中多个相同的离子要结合离子之间的成键情况，合理分布，C项正确、D项错误。
5．下列化学用语中正确的是(　　)
A．钠离子的电子式：
B．Cl－的结构示意图：
C．质量数为35的核素氯：Cl
D．NaCl的形成过程：
答案：B
解析：A项简单阳离子电子式为其离子符号；B项正确；C项质量数为35的核素氯应为Cl；D项箭头右侧应为离子化合物的电子式，应为。
6．下列微粒电子式错误的是(　　)
A．氯原子 B．硫离子
C．溴离子 D．钙离子Ca2＋
答案：B
解析：B项少[　]，应为。
7．下列物质的电子式书写正确的是(　　)
A．NaCl　
B．NaH　Na＋[H]－
C．MgCl2　
D．Na2S　
答案：B
解析：NaCl的电子式应为，A项错误；MgCl2的电子式应为，C项错误；Na2S的电子式应为，D项错误。
8．下列用电子式表示的化合物的形成过程正确的是(　　)
A. B.
C. D.
答案：C
解析：NaBr的电子式应写成，A项错误；CaF2的电子式应写成，且方程式左边两个氟离子应分开写，B项错误；用电子式表示化合物的形成过程，应将“===”写成“―→”，D项错误。
9．用电子式表示下列离子化合物的形成过程：
BaCl2：_________________________________________________
NaF：_____________________________________________________________________；
MgS：_____________________________________________________________________；
K2O：_____________________________________________________________________。
答案：

解析：书写电子式和用电子式表示离子化合物的形成过程时，一定要注意规范表达。
10．A、B、C三种短周期元素，其原子序数依次增大，三种元素的原子序数之和为35，A、C同主族，B＋原子核外有10个电子，则：
(1)A、B、C三种元素分别为____________、______________、______________。
(2)A、B、C两两之间可形成多种化合物，其中属于离子化合物的化学式分别为________、________、________。
(3)用电子式表示B和C形成化合物的过程：___________________________________。
答案：(1)氧(O)　钠(Na)　硫(S)
(2)Na2O　Na2O2　Na2S
(3)
解析由题意，B＋原子核外有10个电子，则B＋为Na＋，设A原子序数为x，则C原子序数为x＋8，x＋11＋(x＋8)＝35，x＝8，即A为O，C为S。

【学习效果】
1．下列关于化学键的叙述中正确的是(　　)
A．化学键存在于原子之间，也存在于分子之间
B．两个原子之间的相互作用叫作化学键
C．离子键是阴、阳离子之间的相互吸引力
D．化学键通常是指直接相邻的原子或离子之间强烈的相互作用
答案：D
解析：化学键存在于相邻的原子或离子之间，不存在于分子之间，A错误；化学键通常是指直接相邻的原子或离子之间的强烈的相互作用，B错误、D正确；阴、阳离子之间的相互作用叫作离子键，包括静电引力和静电斥力，C错误。
2．下列表示物质结构的化学用语正确的是(　　)
A．H、D、T表示同一种核素
B．MgCl2的形成过程为
C．Cl－的结构示意图：
D．NaCl的电子式：Na＋Cl－
答案：B
解析：H、D、T是同一种元素的三种核素，故A项错误；氯离子是由氯原子得一个电子形成，核电荷数仍为17，故氯离子的结构示意图为，故C项错误；氯化钠为离子化合物，氯离子的最外层电子数必须标出，氯化钠正确的电子式为，故D项错误。
3．M元素的1个原子失去2个电子转移到Y元素的2个原子中去，形成离子化合物Z。下列说法中正确的是(　　)
A．Z可表示为MY2 B．Z可表示为M2Y

C．Z的电子式可表示为 D．M形成＋1价阳离子
答案：A
解析：M的一个原子失去2个电子，转移到2个Y原子中，故离子化合物Z可表示为MY2，A正确、B错；Z的电子式不应把2个Y－合并，C错；M形成＋2价阳离子，D错。
4．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是其电子层数的2 倍，X、Y的核电荷数之比为3∶4。W－的最外层电子数为8。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是(　　)
A．X与Y能形成多种化合物，一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B．Y与Z形成的化合物中阴离子与阳离子个数比一定为2∶1
C．X与W形成化合物可作为萃取剂，其密度比水小
D．Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
答案：D
解析：X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍，所以X为C元素，又因为X、Y的核电荷数之比为3∶4，Y元素为O元素，金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物与水发生氧化还原反应，所以Z为Na元素，W－的最外层电子数为8，所以W为Cl元素，故X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Cl；碳与氧元素能形成多种化合物，如CO、CO2等，Na的最高价氧化物的水化物是氢氧化钠，氢氧化钠与一氧化碳不反应，故A错误；Na与O可形成Na2O、Na2O2，阴、阳离子个数比均为1∶2，故B错误；X为C，W为Cl，两者形成的化合物为CCl4，可作为萃取剂，其密度比水大，故C错误；Cl2单质以及ClO2由于具有氧化性，一般可作水的消毒剂，故D正确。
5．下列表示离子化合物形成过程的电子式正确的是(　　)
A．2Na×＋O2－―→
B．2Na＋F2―→
C．Mg＋―→
D．
答案：D
解析：A中氧原子的电子式错误，应写作，钠原子不能合并；B中正确的表示为；C中正确的表示为。
6．A、B、C、D四种短周期主族元素的相对位置如下表，A是短周期中金属性最强的元素，C是地壳中含量最多的元素。

……
C

A
B
……

D

回答下列问题：
(1)元素B在元素周期表中的位置是第________周期________族。
(2)A、B两元素最高价氧化物对应水化物的碱性：______＞________(填化学式)。
(3)C、D两元素的简单气态氢化物的稳定性：________＞________(填化学式)。
(4)A元素与C元素可形成两种常见离子化合物，其电子式分别为________和________。
(5)用电子式分别表示A、B元素和D元素形成化合物的过程：____________________。
(6)写出A的最高价氧化物对应水化物与D的氢化物反应的离子方程式：___________。
答案：(1)三　ⅡA
(2)NaOH　Mg(OH)2
(3)H2O　HCl
(4)　
(5)　
(6)H＋＋OH－===H2O
解析：A是短周期中金属性最强的元素，则A是Na；C是地壳中含量最多的元素，则C是O。结合四种元素在周期表中的相对位置推知，B为Mg，D为Cl。(1)元素B是Mg，在元素周期表中处于第三周期ⅡA族。(2)元素的金属性：Na＞Mg，则最高价氧化物对应水化物的碱性：NaOH＞Mg(OH)2。(3)元素的非金属性：O＞Cl，则简单气态氢化物的稳定性：H2O＞HCl。(4)A是Na，C是O，二者形成的两种离子化合物为Na2O和Na2O2，其电子式分别为和。(5)Na与Cl形成离子化合物NaCl，用电子式表示该过程为；Mg与Cl形成离子化合物MgCl2，用电子式表示该过程为。(6)A的最高价氧化物对应水化物为NaOH，是一种强碱；D的氢化物为HCl，是一种强酸，二者发生中和反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。
7．已知五种元素的原子序数的大小顺序为C＞A＞B＞D＞E，A、C同周期，B、C同主族。A与B形成的离子化合物A2B中所有离子的电子数相同，其电子总数为30；D和E可形成4核10个电子的分子。试回答下列问题：
(1)写出五种元素的元素符号：
A________、B_________、C__________、D__________、E________。
(2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程：_________________________________。
(3)写出下列物质的电子式：
①A、C形成的化合物：________；
②A与E形成的化合物：________。
答案：(1)Na　O　S　N　H
(2)
(3)①
②Na＋[H]－
解析：因为A、B离子的电子数相同，在电子总数为30的A2B离子化合物中，每个离子的电子数为10个，故可推知A是Na元素、B是O元素；因为4个原子核、10个电子形成的分子中，每个原子平均不到3个电子，可知其中一定含有氢原子，分子中有4个原子核、共10个电子，一定是NH3；因原子序数：D＞E，故D为N元素、E为H元素；C与A(Na)同周期，与B(O)同主族，所以C为S元素。
8．CaH2属于离子化合物，是一种生氢剂，其与水反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，回答下列问题。
(1)上述方程式中除CaH2外，属于离子化合物的还有：______________。
(2)CaH2中阴、阳离子个数比为__________，写出CaH2的电子式________________。
(3)用双线桥标出上述化学方程式中电子转移的方向和数目：__________________________，氧化剂为____________，还原剂为________________。
答案：1)Ca(OH)2
(2)2∶1　[H]－Ca2＋[H]－
(3)　H2O　CaH2
9．氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物，它与水作用可产生NH3。请回答下列问题：
(1)Na3N的电子式是__________________，该化合物由________键形成。
(2)Na3N与盐酸反应生成________种盐，其电子式是______________________。
(3)比较Na3N中两种微粒的半径：r(Na＋)___________r(N3－)(填“>”“＝”或“<”)。
答案：(1) 　离子

解析：(1)根据氮化钠与水作用产生NH3可知，氮化钠能电离出自由移动的Na＋和N3－，则Na3N属于离子化合物。
(2)Na3N与盐酸反应时，N3－先与HCl电离出的H＋结合成NH3，NH3再与HCl反应生成NH4Cl，Na＋与Cl－形成NaCl，故可生成两种盐。
(3)Na＋、N3－的电子层结构相同，故离子半径：r(Na＋)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是第三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)。

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 mol e－，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是第三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。