一、化学键概念中的“相互作用”
正确理解“相互作用”含义需要注意以下几个关键词。一是相互作用的微粒,除了原子外,还包括原子团以及它们得失电子而形成离子,如Na+、Cl-、NH4+、NO3-等;二是“相邻”与“强烈”,二者是一致的,只有相邻的原子间,相互作用才会“强烈”。不相邻的原子或离子间同样存在着相互作用,只不过因为相距较远而弱得多,不叫化学键;三是“相互作用”的实质,原子或离子间存在着多种作用力,既有相互吸引,也有相互排斥,化学键实质上是相互吸引和相互排斥的平衡状态。
例1. 下列有关化学键的叙述正确的是( )
A. 化学键既存在于相邻的原子之间,又存在于相邻的分子之间
B. 共价键就是原子间的共用电子对
C. 化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用
D. 阴、阳离子之间有强烈的吸引作用而没有排斥作用,所以离子键的核间距相当小
解析:分子间的相互作用要弱得多,不能叫化学键,选项A错误。共价键是原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用,共用电子对只是形成方式,本身并不是化学键,选项B错误。选项C正确。选项D不正确,形成离子键时,不但有阴、阳离子间的吸引作用,而且也存在两种离子的核外电子云之间、两种离子的原子核之间的排斥作用。
二、形成条件中的“活泼金属”与“活泼非金属”
教材中在讲到离子键、共价键的形成条件时,一般讲“活泼金属与活泼非金属”元素间易形成离子键,而“非金属元素间”易形成共价键。那么哪些是“活泼金属元素”,哪些是“活泼非金属元素”呢?是不是“非金属元素间”只能形成共价键呢?
“活泼金属”一般指第IA族和第IIA族的钠、镁、钾、钙等金属,“活泼非金属”一般指第VIA族的氧元素和第VIIA族的氟、氯、溴等。
需要注意三个问题,一是“活泼金属”也可以与较不活泼的非金属形成离子键,如Na2S、KI等。二是金属元素与非金属元素也可以形成共价键,如氯化铝等,不过在中学阶段,一般考查到的金属元素与非金属元素形成的化学键均为离子键。三是非金属元素间也可以形成离子键,如NH4Cl等。
例2.下列物质中含有氧离子的是
A.H2O B Na2O C KClO3 D O2
解析:含有氧离子就是指存在着氧离子和金属离子形成的离子键,A、D两选项中氧都是与非金属元素形成共价键,因此不正确,C选项虽然存在着离子键,但氧存在与ClO3-中,氧原子以共价键与氯原子结合,也不存在氧离子,故选B。
三、化学键的类别与化合物的类别
化学键分类离子键和共价键,不同原子间以化学键相结合形成化合物也有两类,共价化合物和离子化合物两类。但化学键与化合物的类别并不是一一对应的关系,判断离子化合物和共价化合物的规则是“只要含有离子键就是离子化合物,只含有共价键的才是共价化合物”。也就是说,离子化合物中可以含有共价键,如Na2SO4、KClO3等,但共价化合物中不能含有离子键。
例3.下列含有共价键的离子化合物是
A CO2 B MgCl2 C NaOH D P4
解析:首先从所给的选项中找出离子化合物,A是共价化合物,D是单质,不正确,B、C是离子化合物。其次,再判断B、C谁含有共价键,B中两个氯原子分别与镁形成离子键,不正确,C项OH-中氧与氢以共价键相结合,正确。
四、化学键与物质的稳定性
化学键的强弱通常用键能表示,键能越大,化学键越牢固。但并不能简单地认为物质所含化学键的键能越大,物质就越稳定。例如N2和NH3,N≡N的键能是941.7KJ/mol,N-H键的键能是390.5KJ/mol,NH3的总键能是1171.5KJ/mol,比N2的键能还要大,但事实是N2很稳定。这是因为决定物质稳定性的不是物质所含化学键的总键能,而是化学键的强度,即化学键键能最大的那一个。破坏一个N≡N键要比破坏三个N-H键难得多。 但对于组成和结构相似的物质,其所含化学键的键能越大,物质就越稳定。
例4. 下列氢化物中受热时最难分解的是( )
A. HF B. HCl C. HBr D. HI
解析:氢化物要分解,必须要破坏H—X键。共价键的键能越大,键越难于断裂。对于上述四种氢化物来说,四种卤原子中,氟的原子半径最小,形成的共价键最牢,因此HF受热时最稳定。
五、化学键与反应热
化学反应的实质是旧化学键的破坏和新化学键的形成,破坏化学键需要吸收能量,形成化学键需要放出能量。反应热=反应物的总键能-生成物的总键能。不能根据反应物与生成物的稳定性来判断反应是放热还是吸热,更不能根据反应是否需要加热来判断,如合成氨反应,反应物氮气要比生成的氨气稳定,反应在高温下进行,但该反应却是放热反应。
例5,请根据如下表中的键能的数据,判断反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 是放热还是吸热。
化学键 | N≡N | H—H | N—H |
键能(KJ/mol) | 941.7 | 436.4 | 390.5 |
解析:反应物破坏化学键消耗的总能量为:941.7 + 3×436.4 =2250.9KJ/mol
生成物形成化学键释放的能量为:6×390.5=2343KJ/mol
因此该反应是放热反应,每生成2molNH3放出的热量为:2343-2250.9=92.1KJ/mol。
(责任编辑:化学自习室)