《化学必修第一册》——12、化学键

第四章　原子结构 元素周期律

第三节　化学键

一百多种元素的原子构成的物质种类已经超过一亿种，原子之间是通过一定的相互作用形成各种各样的物质的。

把相邻的原子之间存在的强烈相互作用叫化学键。原子在形成物质时一般要形成8个电子（K层2个电子）的稳定结构，这样符合能量最低原理。

一、离子键

从原子结构的角度分析钠原子和氯原子形成氯化钠的过程：

钠原子的最外层只有一个电子，容易失去一个电子形成8个电子的稳定结构，成为带一个单位正电荷的钠离子；氯原子的最外层有7个电子，容易得到一个电子形成8个电子的稳定结构，成为带一个单位负电荷的氯离子。

Na＋和Cl－通过静电作用（包括静电引力和静电斥力）结合在一起，形成NaCl。Na＋和Cl－之间的静电作用是一种强烈的相互作用，叫离子键。可见离子键本质上就是一种静电作用。 

上述过程也可用电子式表示：

NaCl这种由离子键形成的化合物叫离子化合物，离子键一般由活泼的金属与活泼的非金属形成。

小结：

1、离子键的概念

离子键：带相反电荷离子之间的相互作用。

形成离子键的微粒：阳离子和阴离子。

离子键的本质：静电作用，包括静电引力和静电斥力。

形成离子键的元素：一般是活泼金属和活泼非金属。但要注意，金属与非金属形成的化学键不一定是离子键，如Al和Cl元素形成的是共价键，不是离子键，AlCl3是共价化合物不是离子化合物。

2、离子化合物

离子化合物：由离子键构成的化合物。

常见的离子化合物：

注意：铵盐是离子化合物。另外，还有一些特别的离子化合物，如NaH、Mg3N2等。离子化合物中一定含有离子键，含离子键的化合物一定是离子化合物。

离子化合物的性质：离子键一般比较牢固，破坏它需要较多的能量，因此离子化合物的熔点一般比较高，常温下为固体。离子化合物在溶于水或受热熔化时，离子键被破坏，电离成自由移动的阴、阳离子，能够导电，所以离子化合物都是电解质。 

3、电子式

离子键、离子化合物及形成过程可用电子式表示。

原子的电子式：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子。

如：

阳离子的电子式：单核阳离子电子式与离子符号相同，原子团形成的阳离子要画出最外层电子，并用中括号写上所带的电荷数。

如：

阴离子的电子式：要画出最外层电子，并用中括号写上所带的电荷数。

如：

离子化合物的电子式：离子化合物由阳离子和阴离子构成，其电子式也由阳离子和阴离子的电子组成。

如：

用电子式表示离子键和离子化合物的形成过程。需要用箭头标注电子转移的方向

如：

二、共价键

分析Cl2和HCl分子的形成的过程。

氯原子的结构示意图和电子式：

氯气的形成过程：两个氯原子都需要得1个电子成为8个电子的稳定结构，所以两个氯原子只能各拿1个电子，形成共用电子对，同时围绕两个原子核运动，这样两个氯原子均达到8个电子的稳定结构，双方通过共用电子对产生静电作用，形成稳定的氯气分子。

用电子式表示其形成过程：

HCl的形成过程：氢原子和氯原子都需要得1个电子成为2个和8个电子的稳定结构，所以双方各提供一个电子，形成共用电子对，同时围绕两个原子核运动，双方都达到稳定结构。

用电子式表示其形成过程： 

这种通过形成共用电子对产生的强烈的相互作用，叫共价键。本质上仍然是一种静电作用。

小结：

1、共价键的概念

共价键：原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用。

形成共价键的离子：原子。

共价键的本质：共用电子对与原子的静电作用。

形成共价键的元素：一般为同种或不同种非金属元素之间，有些金属与非金属元素之间也能形成共价键。如Al与Cl。

2、共价键的类型

共价键包括非极性键和极性键。

非极性键：Cl2分子中的共价键由同种元素的原子形成，成键的双方原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏移，成键原子不显电性，这样的共价键属于非极性共价键，简称非极性键。

极性键：HCl分子中的共价键由不同种元素的原子形成，氯原子吸引电子的能力更强，共用电子对偏向Cl一方，带少量负电荷，共用电子对偏离H一方，带少量正电荷，这样的共价键属于极性共价键，简称极性键。

3、共价化合物

共价化合物：象HCl这种通过共用电子对形成的化合物。

常见的共价化合物：酸、非金属氧化物、非金属氢化物、大部分的有机物，还有一些盐，如AlCl3也是共价化合物。

共价化合物一般由原子通过共价键形成分子，分子组成化合物。也有一些共价化合物由原子直接构成，不存在分子，如二氧化硅SiO2。 

4、共价化合物的表示方法

可用电子式表示共价键、共价化合物及其形成。也可以用结构式表示，用一个短横代表一个共用电子对即单键，用双横代表双键，用三横代表三键。还可以用分子结构模型表示共价化合物。

下面是一些常见的共价化合物的分子及其结构：        

三、化学键

1、化学键的概念

化学键是相邻的原子之间强烈的相互作用，本质是一种静电作用。

2、化学键的分类

两种化学键的比较：        

3、化学反应的本质

从宏观角度分析，化学变化是生成了新物质；从微观的角度看，化学变化是原子的重新组合。以H2和Cl2反应为例，分析化学变化中原子在重新组合时，化学键发生的变化。

氢气分子中的H—H键断裂成为H原子，氯气分子中的Cl—Cl键断裂成为Cl原子，然后一个H原子和一个氯原子形成H—Cl。

可见化学变化的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。

有些物理变化也会有化学键的断裂：电解质在电离时会断裂化学键。如，离子化合物在熔融和溶于水的时候发生电离，断裂离子键；一些共价化合物在溶于水时断裂共价键。还有些非电解质和单质在熔融时也可能断裂化学键，如二氧化硅、石墨等。。 

四、分子间作用力

1、分子间作用力的定义

由分子构成的物质在状态发生变化时，会有热量的放出和吸收，说明分子间存在一种把分子聚集在一起的作用力，叫分子间作用力，最初又称范德华力。由分子构成的物质，其熔、沸点等物理性质主要由分子间作用力大小决定。

2、分子间作用力的类型

分子间作用力分为范德华力和氢键。其中范德华力比化学键弱得多；氢键不是化学键，比化学键弱，比范德华力强。

3、分子间作用力对物质性质的影响

分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高。如，水分子间的氢键可使其形成缔合分子（H2O）n，熔点、沸点相对偏高，水结冰时会产生空隙，密度变小，体积膨胀。有些物质在水中的溶解度也与氢键有关。

本节小结：

一、离子键

1、离子键的概念

2、离子化合物

3、电子式

二、共价键

1、共价键的概念

2、共价键的类型 

3、共价化合物

4、结构式和分子模型

三、化学键

1、化学键的分类

2、化学反应的本质

四、分子间作用力

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