1、第 2 课时 共价键 分子间作用力学习目标核心素养建构1.知道共价键及其形成，知道共价化合物。2.了解有机化合物中碳的成键特点和成键方式。3.学会用电子式表示共价键以及共价分子；会用结构式表示共价键以及共价分子。了解用球棍模型、比例模型表示分子结构。4.知道构成物质的微粒之间存在不同的作用，认识分子间作用力。知 识 梳 理一、共价键与共价化合物1.共价键(1)氯化氢的形成过程(2)共价键的定义原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用称为共价键。(3)成键微粒：原子。(4)共价键的实质是静电作用。2.共价化合物(1)概念：不同元素的原子之间以共价键相结合形成的化合物。(2)常见的共价化合物的类
2、型：酸(如 HCl、H2SO4、HClO 等)；非金属氧化物(如 CO、NO2、SO2等)；非金属氢化物(如 NH3、H2S、H2O 等)；有机物(如 CH4、C2H5OH、CCl4 等)。3.共价分子的表示方法(1)电子式：HH、；(2)结构式：在化学上常用一根短线“”表示一对共用电子对，这种表示共价键的式子称为结构式。(3)球棍模型、比例模型：表示共价分子的空间结构。填写下表：物质HClCl2H2ONH3CH4电子式结构式HClClClHOH球棍模型比例模型【自主思考】1.常见什么样的元素原子之间能形成共价键？所有的非金属单质中都含有共价键吗？提示(1)同种或不同种非金属元素的原子之间能形
3、成共价键。(2)不正确，绝大多数非金属单质中存在共价键，但是稀有气体等单质分子内无化学键。2.原子间通过共用电子对达到了稳定的电子层结构，怎样理解稳定结构？提示 在共价分子中，各原子最外层都达到了最多能容纳的电子数，一般最外层达到 8 电子(当第 1 层为最外层时达到 2 个电子)稳定结构。3.含有共价键的化合物一定是共价化合物吗？提示 不对，含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如 NaOH 中存在离子键和共价键，但是 NaOH 为离子化合物，还有非金属单质中可能含有共价键，但不属于化合物。二、分子间作用力1.分子间作用力(1)概念：分子间存在着将分子聚集在一起的作用力，这种作用力称为分子间
4、作用力，亦可称为范德华力。(2)特征分子间作用力比化学键弱(填“强”或“弱”)得多。存在于分子之间，且分子充分接近时才有相互间的作用力，如固体和液体物质中。分子间作用力主要影响由分子构成物质的熔沸点、溶解度等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。如水从液态转化为气态只需要克服分子间作用力，而水分解需要破坏化学键。2.氢键(1)像 H2O、NH3、HF 这样的分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种相互作用叫氢键。(2)氢键不是化学键，通常把氢键看作是一种较强的分子间作用力。氢键比化学键弱，比分子间作用力强。(3)分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点升高，对物质的溶解度有影响，如
5、 NH3 极易溶于水，主要是氨分子与水分子之间易形成氢键。【自主思考】4.举例说明有哪些事实可以证明分子间作用力的存在？提示 干冰升华、硫晶体熔化、液氯汽化要吸收能量，说明干冰晶体内 CO2 分子之间、硫晶体内硫分子间、液氯中 Cl2 分子间存在着相互作用。5.“氢键是一种化学键”对吗？提示 氢键是一种特殊的分子间作用力，不是化学键。6.水哪些特殊的物理性质与氢键有关？提示(1)沸点较高：水分子间的氢键使水分子间作用力增强，因此水有较高的沸点。(2)水结成冰密度变小：在冰晶体中，水分子间形成的氢键比液态水中形成的氢键多，水分子间所形成的氢键使冰的微观结构里存在较大的空隙，因此，相同温度下冰的密
6、度比水小。(3)水的比热容较大。效 果 自 测1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)HCl 分子中有一对共用电子对。()(2)原子间以共用电子对形成的物质是共价化合物。()(3)共价化合物中一定只含有共价键。()(4)共价键只存在于共价化合物中。()(5)共价化合物中一定不含有离子键。()(6)含有共价键的化合物一定是共价化合物。()(7)N2 的电子式为 NN。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.下列说法正确的是()A.分子间作用力与化学键的大小相当B.分子间作用力比化学键强得多C.分子间作用力主要影响物质的化学性质D.化学键存在于分子内部，分子间作用力存在于分子
7、之间答案 D探究一、离子化合物与共价化合物的比较【合作交流】1.离子化合物与共价化合物有哪些不同？(1)它们的构成粒子不同提示 离子化合物的构成粒子是阴、阳离子。共价化合物的构成粒子是原子。(2)所含化学键类型不同提示 离子化合物一定含有离子键，可能含有共价键。共价化合物一定含有极性共价键，可能含有非极性共价键，一定不含有离子键。(3)所含物质类别不同提示 离子化合物有强碱、大多数盐、活泼金属氧化物、金属氢化物等。共价化合物有酸、非金属氧化物、非金属氢化物、有机物等。(4)主要物理特性不同提示 离子化合物常温下为固体，熔点、沸点较高，熔融态或溶于水能导电。绝大多数共价化合物的熔点、沸点较低，熔
8、融状态不能导电。(5)用电子式表示方法不同写出下列共价化合物的电子式CO2_，H2O_写出下列离子化合物的电子式NaOH_，Na2O2_【点拨提升】1.离子键与共价键的比较离子键共价键概念阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对所形成的化学键成键微粒阴、阳离子原子成键元素活泼金属元素和活泼非金属元素(铵盐除外)大多数为非金属元素成键实质阴、阳离子间的静电作用共用电子对对两原子核产生的电性作用形成过程NaCl 的形成过程如下：HCl 的形成过程如下：H 存在范围活泼金属氧化物、强碱、大多数盐多数非金属单质、共价化合物及部分离子化合物实例CaCl2、Na2O2、NaOHCl2、C
9、Cl4、NaHCO32.离子化合物与共价化合物的比较离子化合物共价化合物构成微粒阴、阳离子分子或原子微粒间的作用离子键原子之间存在共价键熔沸点较高一般较低，少部分很高(如 SiO2)导电性熔融态或水溶液导电熔融态不导电，溶于水有的导电(如硫酸)，有的不导电(如蔗糖)熔化时破坏的作用力一定破坏离子键，可能破坏共价键(如NaHCO3)一般不破坏共价键，极少部分破坏共价键(如 SiO2)实例强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物酸、非金属氢化物、非金属氧化物3.判断离子化合物和共价化合物的方法(1)由化学键类型判断只含有共价键的化合物是共价化合物，只含离子键或既含离子键又含共价键的化合物是离子化合物。(2
10、)由化合物类型判断活泼金属的氧化物(过氧化物和氢化物)、强碱和大多数盐(少数盐如 AlCl3、BeCl2 等除外)属于离子化合物；非金属氧化物、非金属氢化物、含氧酸、多数有机物、少数盐(如 AlCl3、BeCl2)属于共价化合物。(3)由组成元素判断一般含金属元素或 NH4 的化合物是离子化合物(AlCl3、BeCl2等少数除外)，如 NH4H、NH4HCO3、Ca(OH)2、KClO3 等；只由非金属元素构成的化合物(铵盐等除外)属于共价化合物。【典题例证 1】下列物质中属于含共价键的离子化合物的是()A.H2SB.NH4NO3C.K2SD.MgCl2解析 H2S 中含有两个 HS 共价键；
11、NH4NO3 中 NH4 与 NO3 之间以离子键结合，其中 NH4 中N 与 H 原子之间及 NO3 中 N 与 O 原子之间都是以共价键结合；K2S 中两个 K分别与 S2以离子键结合；MgCl2 中 Mg2与两个 Cl分别以离子键结合。H2S 是共价化合物，NH4NO3、K2S、MgCl2 是离子化合物。答案 B知识归纳 既含离子键，又含共价键的物质有活泼金属过氧化物、铵盐、含氧酸盐、强碱。【学以致用 1】下列有关化学键的叙述正确的是()A.离子化合物中一定有离子键B.含有共价键的化合物一定是共价化合物C.非金属元素组成的化合物中只含共价键D.单质分子中都存在化学键解析 A 正确，离子化
12、合物的定义就是含有离子键的化合物；B 不正确，只含有共价键的化合物，才是共价化合物；C 不正确，非金属元素组成的化合物中也可能既含共价键，又含离子键，如 NH4Cl 中 NH4 与 Cl之间以离子键结合，N 与 H 之间以共价键结合；D 不正确，稀有气体不含有共价键。答案 A探究二、化学键与分子间作用力【合作交流】2.水很容易变成水蒸气，而水分解则需在电解的条件下才能进行，为什么？提示 水变成水蒸气克服的是分子间的作用力，所需能量较小，水的分解需要克服原子间的共价键，所需能量较大。【点拨提升】化学键与分子间的作用力比较微粒间作用力组成微粒存在作用力影响范围化学键离子键阴、阳离子离子化合物强离子
13、化合物的化学性质及熔沸点、硬度等物理性质共价键原子共价化合物、离子化合物、非金属单质强单质、化合物的化学性质分子间的作用力分子间作用力分子分子间弱熔沸点、溶解度等物理性质氢键分子分子间弱熔沸点、溶解度等物理性质【典题例证 2】共价键、离子键和分子间作用力是构成物质的微粒间的不同作用方式，下列物质中，存在分子间作用力和共价键的是()A.干冰B.氯化钠C.氢氧化钠D.金刚石解析 干冰是由分子构成的物质，分子间存在着分子间作用力，分子内存在共价键。氯化钠是离子化合物，只存在离子键。氢氧化钠是离子化合物，它不仅存在离子键，“OH”中还存在共价键。金刚石是由原子构成的物质，只存在共价键。答案 A【学以致
14、用 2】下列物质内存在分子间作用力的是()A.CaCl2B.KOHC.SO2D.Na2O解析 分子间作用力一般存在于大多数共价化合物和非金属单质的分子之间，SO2 是共价化合物，其分子间存在分子间作用力。而另外三个选项均为离子化合物，是以离子键结合的，没有分子间作用力。答案 C1.下列说法正确的是()A.一切物质中都存在化学键B.含有共价键的物质是共价化合物C.由非金属元素组成的化合物是共价化合物D.两个非金属元素原子间不可能形成离子键解析 稀有气体中不存在化学键，A 项错误；含有共价键的物质不一定是共价化合物，如NaOH，B 项错误；由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物，如氯化铵，C
15、项错误；两个非金属元素原子间不可能形成离子键，D 项正确。答案 D2.下列物质中只含有共价键的是()A.NaCl、HCl、H2O、NaOHB.Cl2、Na2S、HCl、SO2C.HBr、CO2、H2O、CS2D.Na2O2、H2O2、H2O、O3解析 A 项中：NaCl 只含有离子键，HCl、H2O 只含有共价键，NaOH 既有离子键又有共价键；B 项中：Cl2、HCl、SO2 分子中只有共价键，而 Na2S 中只有离子键；D 项中：Na2O2 既有离子键又有共价键，H2O2、H2O、O3 分子中只有共价键。答案 C3.金星大气中有一种称为硫化羰(COS)的分子，其结构与 CO2 类似。下列有
16、关 COS 分子的结构描述正确的是()解析 COS 与 CO2 的分子结构相似，为直线形分子，其电子式应为，A、B 项错误，D 项正确；S、O 的原子半径不相等，C 项错误。答案 D4.下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是()A.从饮料酒中闻到了醇香味B.NaCl 颗粒被粉碎C.H2SO4 溶于水得硫酸溶液D.NaOH 受热熔化解析 闻到醇香味是因为醇的挥发，只是破坏了分子间作用力；NaCl 颗粒被粉碎破坏了部分离子键；H2SO4 溶于水后，电离出 H和 SO24，共价键被破坏；NaOH受热熔化时，电离出 Na和 OH，只破坏了离子键，而 OH中的共价键没被破坏。答案 C5.下面是同学
17、们熟悉的物质：O2 金刚石 NaBr H2SO4 Na2CO3NH4Cl NaHSO4 Ne Na2O2 NaOH(1)这些物质中，只含有共价键的是_；只含有离子键的是_；既含有共价键又含有离子键的是_；不存在化学键的是_。(2)属于共价化合物的是_；属于离子化合物的是_。(3)将 NaHSO4 溶于水，破坏了 NaHSO4 中的_，写出其电离方程式_。解析 O2、金刚石中只含有共价键；H2SO4 只含有共价键，是共价化合物；NaBr中只含有离子键，是离子化合物；Na2CO3、NH4Cl、NaHSO4、Na2O2、NaOH 中都是既含有离子键又含有共价键的离子化合物；稀有气体 Ne 是单原子分
18、子，不含任何化学键。NaHSO4 溶于水电离时，Na与 HSO4 之间的离子键被破坏，HSO4 中 H与 SO24 之间的共价键也被破坏。答案(1)(2)(3)离子键和共价键 NaHSO4=NaHSO24课时作业基础巩固1.下列叙述正确的是()A.离子键只存在于金属阳离子与酸根阴离子之间B.两种非金属元素形成 AB 型化合物，它一定含共价键C.物质中化学键破坏了，一定发生化学变化D.化学键类型由元素类别决定解析 氧化钠、氯化铵等都含有离子键，A 项错误；非金属原子之间形成的化学键一定是共价键，注意氯化铵之间的离子键属于铵根离子与氯离子之间的作用力，不属于原子之间作用力，B 项正确；物质中有旧化
19、学键断裂，同时有新化学键形成的变化才是化学变化，而像氯化钠熔化、氢氧化钠溶于水等都不是化学变化，C 项错误；离子化合物不一定含金属元素，如铵盐，含金属元素的化合物不一定是离子化合物，如氯化铝，D 项错误。答案 B2.某元素的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()A.一定是离子键B.一定是共价键C.可能是离子键也可能是共价键D.以上说法都不正确解析 该元素如果是碱金属元素则与卤素形成的是离子键，如果是氢元素，则形成的是共价键。答案 C3.下列各组物质都是共价化合物的是()A.H2S 和 Na2O2B.H2O2 和 NH4ClC.NH3 和 N2D.HNO3 和 HCl解析
20、 Na2O2 和 NH4Cl 都是离子化合物，A、B 项错误；N2 是单质，C 项错误。答案 D4.下列表示物质结构的化学用语或模型图正确的是()A.H2O2 的电子式：B.CS2 的比例模型：C.14C 的原子结构示意图：D.CCl4 的结构式：解析 H2O2 为共价化合物，电子式中存在共用电子对，不是阴阳离子，A 错误；CS2 的比例模型为，B 正确；14C 质子数为 6，C 错误；结构式用一根短线表示一对电子，其他电子不表示出来，D 错误。答案 B5.下表物质与其所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的一组是()选项ABCD物质CO2MgCl2HClNH4Cl所含化学键类型共价键离子键、
21、共价键离子键离子键、共价键所属化合物类型共价化合物离子化合物离子化合物共价化合物解析 依据电子式可判断化学键类型，CO2：，MgCl2：，HCl：，NH4Cl：；据离子化合物和共价化合物的定义判断化合物类型，含离子键的化合物为离子化合物，只含共价键的化合物为共价化合物。答案 A6.下列各组化合物中，化学键类型完全相同的是()A.C2H6、H2O2、C2H5OH B.HCl、NaCl、MgCl2C.H2O、CO2、Na2O2D.NaOH、NaClO、Na2O解析 A 中各物质只存在共价键，故 A 正确；B 中 HCl 中为共价键，而 NaCl、MgCl2 中存在离子键，故 B 错误；C 中 Na
22、2O2 中为共价键和离子键，而 H2O、CO2中只存在共价键，故 C 错误；D 中 Na2O 中只存在离子键，而 NaOH、NaClO 中既存在离子键又存在共价键，故 D 错误。答案 A7.关于氢键，下列说法不正确的是()A.HF 的沸点比 HCl 的沸点高是由于 HF 分子间存在氢键所致B.水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键C.NH3 的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键D.在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键解析 本题着重对氢键理解的考查。氢键是某些氢化物(NH3、H2O、HF)分子间存在的比分子间作用力稍强的作用力。它的存在使氢化物的熔点、沸点相对较高，因此，HF 的沸点高
23、是由氢键所致，水在结冰时体积膨胀是由于水分子大范围的以氢键相互连结，形成相对疏松的晶体，从而在结构上有许多空隙，造成体积膨胀。氨分子和水分子之间主要是以氢键结合的，故 A、B、D 选项正确；C 选项 NH3 的稳定性取决于 NH 键，而不是氢键，故 C 不正确。答案 C8.短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W 与 Y、X 与 Z 分别位于同一主族，W 与X 可形成共价化合物 WX2，Y 原子的内层电子总数是其最外层电子数的 2.5 倍。下列叙述不正确的是()A.WX2 分子中的所有原子最外层都为 8 电子结构B.WZ2、ZX2 的化学键类型相同C.YX2 是共价化合物D.原子半径
24、：XWYZ解析 W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素，Y 原子的内层电子总数是其价电子数的 2.5 倍，则 Y 有 3 个电子层，价电子数为102.54，故 Y 为 Si；W 与 Y 位于同一主族，所以 W 为 C；W 与 X 可形成共价化合物 WX2，则 X 为 O；X 与 Z 位于同一主族，所以 Z 为 S。A 项，由 CO2 的电子式可知 CO2 分子中所有原子最外层都为 8 电子结构，A 项正确；B 项，CO2、SO2 中均只含有共价键，B 项正确；C 项，SiO2 中硅氧之间的化学键是共价键，C 项正确；D 项，电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小
25、，故原子半径的大小顺序为 YZWX，D 项错误。答案 D9.下列各组物质中，每种物质都是既有离子键又有共价键的一组是()A.NaOH H2SO4(NH4)2SO4B.MgO Na2SO4 HNO3C.Na2O2 KOH Na3PO4D.HCl Na2O MgCl2解析 H2SO4 中只有共价键，A 错误；MgO 中只有离子键，HNO3 中只有共价键，B 错误；各物质中既有离子键又有共价键，C 正确；HCl 中只有共价键，Na2O、MgCl2 中只有离子键，D 错误。答案 C10.下列分子中所有原子都满足最外层为 8 电子结构的是()A.BF3B.SiCl4C.H2OD.PCl5解析 若化合物中
26、某元素化合价的绝对值与其原子的最外层电子数之和为 8，则满足最外层 8电子稳定结构；选项 A 中 B 为3 价，与最外层电子数 3 之和为 6，不符合题意；选项 B 中Si 为4 价，最外层有 4 个电子，Cl 化合价为1 价，最外层有 7 个电子，符合要求；选项 C中 H 最外层为 2 电子稳定结构；选项 D 中 P 的化合价为5 价，最外层 5 个电子，其和为 10，不符合题意。答案 B能力提升11.(1)写出下列物质的结构式。N2_，CO2_，NH3_。(2)写出下列物质的电子式。NH4Cl_，KOH_，Na2O2_。12.卫生部曾经发出公告，禁止在面粉生产中添加过氧化钙(CaO2)等食
27、品添加剂。CaO2 和 Na2O2 在结构和性质上有很多相似的地方。请完成下列问题：(1)CaO2 属于_(填“离子化合物”或“共价化合物”)，其电子式为_，其阴、阳离子个数比为_。(2)CaO2 与水反应的化学方程式为_，反应过程中断裂的化学键有_。A.离子键B.共价键(3)CaO2 与二氧化碳反应的化学方程式为_，该反应属于_。A.置换反应 B.氧化还原反应 C.复分解反应解析 CaO2 与 Na2O2 在结构和性质上相似，则其应为离子化合物，其电子式为，既含有离子键，又含有共价键。由电子式可推知其阴、阳离子个数比为 11。CaO2 与水、二氧化碳的反应由 Na2O2 与水、二氧化碳的反应
28、分析类比即可。答案(1)离子化合物 11(2)2CaO22H2O=2Ca(OH)2O2 AB(3)2CaO22CO2=2CaCO3O2 B13.A、B、C、D、E、F 为短周期元素，且原子序数依次递增。A、E 同主族，D、F 同主族。A 与其他非金属元素化合时易形成共价键，E 与其他非金属元素化合时易形成离子键，且 E离子与 D2离子的核外电子排布相同。气态分子 BD 和 C2 具有相同的电子数，C2 是空气中含量最高的物质。请回答下列问题：(1)E 位于第_周期_族；(2)F 的简单离子结构示意图为_；(3)C2 的电子式是_；(4)由 A、D、E 三种元素形成的化合物的化学式为_，含有的化
29、学键有_，属于_(填“共价”或“离子”)化合物；(5)B 的最高价氧化物的结构式为_。解析 A、E 同主族，A 与其他非金属元素化合时易形成共价键，E 与其他非金属元素化合时易形成离子键，且 E离子与 D2离子的核外电子排布相同，则 A、E 为第A 族元素，A 为 H，E 为 Na，进而可知 D 为 O；D、F 同主族，则 F 为 S；C2 是空气中含量最高的物质，则 C 为N；气态分子 BD 和 N2 具有相同的电子数，则 B 为 C。答 案 (1)3 A (2)(3)N N (4)NaOH 离 子 键 和 共 价 键 离 子(5)O=C=O14.部分中学化学常见元素原子结构及性质如表所示：
30、序号元素结构及性质AA 单质是生活中常见的金属，它有两种常见氯化物，相对分子质量相差 35.5BB 原子最外层电子数是内层电子总数的15CC 是常见化肥的主要元素，其单质常温下呈气态DD 单质是常用的半导体材料EE 没有最高正化合价，A、B、C、D、F 都能与 E 形成化合物FF 在周期表中排在A 族，也有人提出可以排在A 族(1)A 在周期表中的位置为_。(2)B 与 C 形成的化合物的化学式为_，它属于_(填“离子”或“共价”)化合物。(3)F 与 E 可以形成原子个数比分别为 21、11 的两种化合物 X 和 Y，区别 X与 Y 的实验方法是_。(4)C 与 E 都是非金属元素，用化学方
31、程式表明它们形成的两种单质的氧化性强弱：_。解析 A 单质是生活中常见的金属，它有两种氯化物，相对分子质量相差 35.5，则 A 为 Fe 元素；由 B 元素原子最外层电子数是内层电子总数的15，可知 B 有 3 个电子层，最外层电子数为 2，则 B 为 Mg 元素；C 是常见化肥的主要元素，其单质在常温下呈气态，C 为 N 元素；D 单质是常用的半导体材料，则 D 为 Si 元素；F在周期表中排在A 族，也有人提出可以排在A 族，可知其化合价有1、1价，故 F 为 H 元素；E 没有最高正化合价，A、B、C、D、F 都能与 E 形成化合物，则 E 为 O 元素。答案(1)第 4 周期族(2)Mg3N2 离子(3)分别取 X、Y 各少许置于试管中，再各加入等量的 MnO2 粉末，迅速产生无色气体的是 H2O2，无明显现象的是 H2O(4)4NH33O2=点燃 2N26H2O