《4.4化學(xué)鍵》知識(shí)清單

《4.4化學(xué)鍵》知識(shí)清單一、化學(xué)鍵的概念1、**定義**-化學(xué)鍵就是相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用。這里要注意“相鄰”和“強(qiáng)烈”這兩個(gè)詞哦。比如說，我們班級(jí)里的同學(xué)，相鄰的同學(xué)之間可能會(huì)有比較強(qiáng)的互動(dòng)，像一起討論問題、互相借文具之類的，這就有點(diǎn)像原子之間的化學(xué)鍵。如果是隔得很遠(yuǎn)的同學(xué)，互動(dòng)就比較少啦。原子也是這樣，只有相鄰的原子之間才有這種強(qiáng)烈的相互作用。2、**化學(xué)鍵的重要性**-化學(xué)鍵就像建筑里的鋼筋混凝土，把原子緊緊地結(jié)合在一起，形成各種各樣的物質(zhì)。如果沒有化學(xué)鍵，原子就像一盤散沙，根本不能組成我們周圍看到的形形色色的物質(zhì)。就像我們蓋房子，如果沒有水泥把磚頭粘在一起，房子就蓋不起來，那我們就沒有住的地方啦。二、化學(xué)鍵的分類1、**離子鍵**-**形成過程**-離子鍵是由陰、陽離子之間通過靜電作用形成的化學(xué)鍵。比如說，鈉原子（Na）最外層有1個(gè)電子，它很想把這個(gè)電子扔掉，變成穩(wěn)定的鈉離子（Na?）；而氯原子（Cl）最外層有7個(gè)電子，它就很想得到1個(gè)電子變成氯離子（Cl?）。當(dāng)鈉原子遇到氯原子的時(shí)候，鈉原子就把自己的電子給了氯原子，這樣鈉原子變成了帶正電的鈉離子，氯原子變成了帶負(fù)電的氯離子。然后呢，正電的鈉離子和負(fù)電的氯離子就相互吸引，這種吸引的作用就是離子鍵。這就好比一個(gè)很慷慨的人（鈉原子）把自己的東西（電子）給了一個(gè)很需要的人（氯原子），然后他們就因?yàn)檫@個(gè)“給予”和“接受”的關(guān)系緊緊地聯(lián)系在一起了。-**離子化合物**-由離子鍵構(gòu)成的化合物就叫離子化合物。常見的離子化合物有氯化鈉（NaCl，我們吃的鹽）、氫氧化鈉（NaOH）等。像我們做菜的時(shí)候，如果沒有鹽（NaCl），菜就沒味道。鹽在我們生活中這么重要，而它就是典型的離子化合物哦。在離子化合物中，離子鍵使得陰陽離子有序排列，就像班級(jí)里的男生和女生按照一定的規(guī)則站成整齊的隊(duì)伍一樣。2、**共價(jià)鍵**-**形成過程**-共價(jià)鍵是原子之間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵。比如氫氣（H?），每個(gè)氫原子最外層有1個(gè)電子，它們都想有2個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。于是，兩個(gè)氫原子就商量好，它們把各自的1個(gè)電子拿出來，共享這一對電子，這樣就形成了共價(jià)鍵。這就像兩個(gè)小伙伴一起分享一個(gè)玩具，這個(gè)玩具把他們聯(lián)系在一起了。還有像水分子（H?O），氧原子最外層有6個(gè)電子，它想再得到2個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而每個(gè)氫原子有1個(gè)電子，所以一個(gè)氧原子就和兩個(gè)氫原子通過共用電子對的方式形成了共價(jià)鍵。這就好比氧原子是一個(gè)很會(huì)交朋友的人，它和兩個(gè)氫原子交上朋友，大家共享電子，然后就緊緊地結(jié)合在一起了。-**共價(jià)化合物**-只含有共價(jià)鍵的化合物叫共價(jià)化合物。像二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）等都是共價(jià)化合物。我們呼出的二氧化碳就是共價(jià)化合物，植物通過光合作用吸收二氧化碳，把它轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，這個(gè)過程中二氧化碳的共價(jià)鍵會(huì)被破壞和重新組合。這就像一個(gè)拼圖被拆開又重新拼成新的圖案一樣。-**共價(jià)鍵的分類**-按照共用電子對是否偏移，可以分為極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵。-**極性共價(jià)鍵**：在化合物分子中，不同種原子形成的共價(jià)鍵，由于不同原子對電子的吸引能力不同，共用電子對會(huì)偏向吸引電子能力強(qiáng)的原子一方。例如在氯化氫（HCl）分子中，氯原子對電子的吸引能力比氫原子強(qiáng)，所以共用電子對偏向氯原子，這就是極性共價(jià)鍵。這就像拔河比賽，氯原子力氣大一點(diǎn)，就把共用電子對這個(gè)“繩子”往自己這邊拉了一點(diǎn)。-**非極性共價(jià)鍵**：同種原子形成的共價(jià)鍵，共用電子對不發(fā)生偏移。像氫氣（H?）中的共價(jià)鍵，兩個(gè)氫原子對電子的吸引能力一樣，共用電子對就在中間，不偏向任何一方，這就是非極性共價(jià)鍵。這就像兩個(gè)力氣一樣大的人拔河，繩子就在中間，誰也拉不動(dòng)誰。三、化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)1、**對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響**-**熔點(diǎn)和沸點(diǎn)**-離子化合物一般有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。這是因?yàn)殡x子鍵很強(qiáng)，要破壞離子鍵讓離子化合物變成液態(tài)或者氣態(tài)，需要很多的能量。就像要把用強(qiáng)力膠水粘在一起的東西分開，很不容易。比如氯化鈉（NaCl），它的熔點(diǎn)是801℃，沸點(diǎn)是1413℃。而共價(jià)化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)情況比較復(fù)雜。對于分子晶體（由共價(jià)鍵形成分子，分子間通過分子間作用力結(jié)合的晶體）來說，它們的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)相對較低，因?yàn)榉肿娱g作用力比化學(xué)鍵弱很多。像二氧化碳（CO?），在常溫常壓下是氣體，它的熔點(diǎn)是-56.6℃，沸點(diǎn)是-78.5℃。這就好比分子晶體之間的聯(lián)系像小朋友之間手拉手，比較容易分開；而離子化合物之間的聯(lián)系像大人之間用鐵鏈鎖在一起，很難分開。-**溶解性**-離子化合物很多是可溶于水的，因?yàn)樗肿邮菢O性分子，它能夠破壞離子鍵，把離子“拉”到溶液里。就像一群熱情的小朋友（水分子）把原本緊緊抱在一起的離子（比如NaCl中的Na?和Cl?）分開，然后帶著它們在溶液里到處跑。而共價(jià)化合物的溶解性也有不同情況。像乙醇（C?H?O）能與水以任意比例互溶，因?yàn)橐掖挤肿又杏袠O性鍵，能和水分子形成氫鍵（一種特殊的分子間作用力）；而像甲烷（CH?）就不溶于水，因?yàn)樗欠菢O性分子，和極性的水分子“合不來”。這就好比有些人很合群，能很快融入新的群體（像乙醇在水里），而有些人很不合群，就不能融入（像甲烷在水里）。2、**對物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的影響**-化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。在化學(xué)反應(yīng)中，舊的化學(xué)鍵斷裂，新的化學(xué)鍵形成。比如氫氣（H?）和氧氣（O?）反應(yīng)生成水（H?O）的反應(yīng)。首先，氫氣分子中的H-H共價(jià)鍵和氧氣分子中的O=O共價(jià)鍵要斷裂，然后氫原子和氧原子重新組合，形成H-O-H的共價(jià)鍵。這就像拆了舊房子（舊化學(xué)鍵斷裂），然后用原來的材料（原子）蓋新房子（新化學(xué)鍵形成）。不同的化學(xué)鍵穩(wěn)定性不同，這也影響了物質(zhì)的化學(xué)活性。例如，氮氮三鍵（N≡N）非常穩(wěn)定，所以氮?dú)猓∟?）在一般情況下化學(xué)性質(zhì)很不活潑，不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。而碳碳雙鍵（C=C）相對碳碳單鍵（C-C）來說不太穩(wěn)定，含有碳碳雙鍵的物質(zhì)（如乙烯，C?H?）就比較容易發(fā)生加成反應(yīng)等化學(xué)反應(yīng)。這就像有些東西很堅(jiān)固（像氮?dú)獾幕瘜W(xué)鍵），不容易被破壞；而有些東西比較脆弱（像乙烯的碳碳雙鍵），就容易被改變。四、化學(xué)鍵的表示方法1、**電子式**-**離子鍵的電子式**-對于離子化合物，我們用電子式來表示離子鍵。例如氯化鈉（NaCl）的電子式，Na?的電子式就是Na?，因?yàn)樗チ俗钔鈱拥?個(gè)電子，變得簡單了；Cl?的電子式是[:Cl:]?，在氯原子的周圍有8個(gè)電子（包括得到的1個(gè)電子），然后用方括號(hào)括起來，并且標(biāo)上負(fù)電荷。整個(gè)氯化鈉的電子式就是Na?[:Cl:]?。這就像給離子們畫一幅簡單的畫像，把它們的電子情況表示出來。-**共價(jià)鍵的電子式**-對于共價(jià)化合物，也用電子式表示共價(jià)鍵。比如氫氣（H?）的電子式是H:H，中間的兩個(gè)點(diǎn)表示共用的電子對。再看水分子（H?O）的電子式，氧原子周圍有8個(gè)電子，其中有兩對是和氫原子共用的，所以電子式是H:O:H。這就像用一種特殊的符號(hào)語言來描述原子之間共享電子的情況。2、**結(jié)構(gòu)式**-結(jié)構(gòu)式是用一根短線“-”表示一對共用電子對的式子。例如氫氣的結(jié)構(gòu)式就是H-H，甲烷（CH?）的結(jié)構(gòu)式是H-C-H，中間的碳和每個(gè)氫原子之間都有一根短線，表示它們之間的共價(jià)鍵。這就像用簡單的線條畫出原子之間的連接關(guān)系，讓我們更直觀地看到分子的結(jié)構(gòu)。五、典型問題1、如何判斷一種物質(zhì)是離子化合物還是共價(jià)化合物？-一般來說，如果物質(zhì)是由金屬元素和非金屬元素組成（除了AlCl?等少數(shù)特殊情況），那它很可能是離子化合物，比如氯化鈉（NaCl）、氧化鎂（MgO）等。如果物質(zhì)是由非金屬元素組成，那它很可能是共價(jià)化合物，像二氧化碳（CO?）、水（H?O）等。但是有一些特殊情況要注意，比如銨鹽（如氯化銨，NH?Cl），雖然是由非金屬元素組成，但它是離子化合物，因?yàn)殇@根離子（NH??）和氯離子（Cl?）之間是離子鍵。這就像判斷一個(gè)人是男生還是女生，一般有一些明顯的特征，但也有個(gè)別特殊的情況。2、離子鍵和共價(jià)鍵在本質(zhì)上有什么區(qū)別？-離子鍵是陰、陽離子之間的靜電作用，包括靜電吸引和靜電排斥（因?yàn)殡x子都帶電荷，同性相斥，異性相吸）。而共價(jià)鍵是原子之間通過共用電子對形成的相互作用?？梢韵胂箅x子鍵是因?yàn)橛须姾傻奈拖翊盆F的兩極相互吸引（當(dāng)然離子之間還有排斥）；而共價(jià)鍵是大家共享一些東西（電子對），就像合租房子的人共同使用一些設(shè)施一樣。3、化學(xué)鍵與物質(zhì)的穩(wěn)定性有什么關(guān)系？-化學(xué)鍵越強(qiáng)，物質(zhì)越穩(wěn)定。比如氮?dú)猓∟?），氮氮三鍵非常強(qiáng)，所以氮?dú)庠诔叵潞芊€(wěn)定。而一些化學(xué)鍵比較弱的物質(zhì)，就容易發(fā)生反應(yīng)。例如碘化氫（HI）中的H-I鍵相對較弱，所以碘化氫比氯化氫（HCl）更容易分解。這就像一座橋，如果是用很堅(jiān)固的材料建造的（強(qiáng)化學(xué)鍵），就不容易倒塌；如果是用比較脆弱的材料建造的（弱化學(xué)鍵），就容易壞掉。一、選擇題1、下列物質(zhì)中，含有離子鍵的是（）A.H?OB.CO?C.NaClD.CH?2、下列化學(xué)鍵中，屬于非極性共價(jià)鍵的是（）A.H-ClB.O=OC.C-HD.Na?[:Cl:]?3、下列關(guān)于化學(xué)鍵的說法正確的是（）A.化學(xué)鍵只存在于分子內(nèi)部B.化學(xué)鍵的斷裂和形成是物理變化C.離子化合物中一定只含有離子鍵D.共價(jià)化合物中一定含有共價(jià)鍵4、下列物質(zhì)的電子式書寫正確的是（）A.氮?dú)猓篘:::NB.氯化氫：H?[:Cl:]?C.二氧化碳：O::C::OD.水：H:O:H二、填空題1、寫出下列物質(zhì)的電子式：-氧化鎂：______-氨氣：______2、用結(jié)構(gòu)式表示下列物質(zhì)：-乙烯（C?H?）：______-過氧化氫（H?O?）：______三、簡答題1、比較離子化合物和共價(jià)化合物在物理性質(zhì)（熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性）方面的差異，并解釋原因。2、舉例說明化學(xué)鍵的斷裂和形成在化學(xué)反應(yīng)中的體現(xiàn)。參考答案：一、選擇題1、C。NaCl是由鈉離子（Na?）和氯離子（Cl?）通過離子鍵形成的離子化合物，而H?O、CO?、CH?都是共價(jià)化合物，不含離子鍵。2、B。O=O是同種原子（氧原子）形成的共價(jià)鍵，共用電子對不發(fā)生偏移，屬于非極性共價(jià)鍵；H-Cl是不同種原子形成的極性共價(jià)鍵；C-H也是極性共價(jià)鍵；Na?[:Cl:]?表示的是離子鍵。3、D?；瘜W(xué)鍵不僅存在于分子內(nèi)部，還存在于離子化合物等中；化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，不是物理變化；離子化合物中可能含有共價(jià)鍵，如氯化銨（NH?Cl）中銨根離子（NH??）內(nèi)部有共價(jià)鍵；共價(jià)化合物中一定含有共價(jià)鍵。4、D。氮?dú)獾碾娮邮綉?yīng)該是:N≡N:；氯化氫是共價(jià)化合物，電子式為H:Cl；二氧化碳的電子式為:O::C::O:。二、填空題1、氧化鎂：Mg2?[:O:]2?；氨氣：H:N:H。-在氧化鎂中，鎂原子失去2個(gè)電子形成鎂離子（Mg2?），氧原子得到2個(gè)電子形成氧離子（O2?），然后通過離子鍵結(jié)合，用電子式表示就是Mg2?[:O:]2?。-氨氣分子中，氮原子最外層有5個(gè)電子，它和3個(gè)氫原子通過共用電子對結(jié)合，每個(gè)氫原子提供1個(gè)電子，氮原子還有1對孤對電子，所以電子式是H:N:H。2、乙烯（C?H?）：H-C=C-H；過氧化氫（H?O?）：H-O-O-H。-在乙烯分子中，兩個(gè)碳原子之間是碳碳雙鍵（C=C），每個(gè)碳原子還和兩個(gè)氫原子以單鍵相連，所以結(jié)構(gòu)式是H-C=C-H。-過氧化氫分子中，兩個(gè)氧原子之間有一個(gè)單鍵（O-O），每個(gè)氧原子還和一個(gè)氫原子相連，所以結(jié)構(gòu)式是H-O-O-H。三、簡答題1、-**熔點(diǎn)和沸點(diǎn)**-離子化合物一般有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。原因是離子鍵很強(qiáng)，離子化合物中陰陽離子通過離子鍵緊密結(jié)合，要破壞離子鍵使離子化合物變成液態(tài)或者氣態(tài)需要很多能量。例如氯化鈉（NaCl）熔點(diǎn)為801℃，沸點(diǎn)為1413℃。-共價(jià)化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)情況較復(fù)雜。對于分子晶體這種共價(jià)化合物，它們的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)相對較低，因?yàn)榉肿娱g作用力比化學(xué)鍵弱很多。例如二氧化碳（CO?）熔點(diǎn)為-56.6℃，沸點(diǎn)為-78.5℃。-**溶解性**-離子化合物很多可溶于水。這是因?yàn)樗肿邮菢O性分子，能破壞離子鍵，將離子“拉”到溶液里。例如氯化鈉易溶于水。-共價(jià)化合物溶解性