必修二“化學(xué)鍵”釋疑幾則

龍阜

1.形成化學(xué)鍵時(shí)放出能量，化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收能量，但生物課提到的高能磷酸鍵斷裂時(shí)是放出能量，為什么？

答:ATP是三磷酸腺苷的縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡寫成A－P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫做高能磷酸鍵，高能磷酸鍵斷裂時(shí)，大量的能量會(huì)釋放出來。ATP高能磷酸鍵斷裂，實(shí)際上指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.54 kJ/mol,所以說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。生物提到的高能磷酸鍵斷裂不僅僅指化學(xué)鍵斷裂，涉及高能磷酸鍵水解反應(yīng)時(shí)的能量變化。

2.同種元素原子間形成的A-A型共價(jià)鍵一定是非極性鍵嗎？

答：不一定。若兩個(gè)A原子所處的環(huán)境相同，共用電子對不偏移，則A-A鍵是非極性鍵；若兩個(gè)A原子所處的環(huán)境不相同，共用電子對將發(fā)生偏移，則A-A鍵是極性鍵。中學(xué)常見各種教輔資料提到凡同種元素原子間形成的A-A型共價(jià)鍵一定是非極性鍵，這種說法不嚴(yán)密。有關(guān)實(shí)例見表1。

表1

分子式或結(jié)構(gòu)簡式鍵的極性O(shè)3角形結(jié)構(gòu)中間O和兩端O所

處環(huán)境不同，O-O鍵極性鍵CH3CH2BrC-C鍵極性鍵CH3CH3C-C鍵非極性鍵CH3CH2CH3C-C鍵極性鍵CH3CH2CH2CH3兩端C-C鍵極性鍵，中間C-C

鍵非極性鍵3.化學(xué)反應(yīng)時(shí)是否所有化學(xué)鍵都斷裂？

答：化學(xué)反應(yīng)時(shí)，并不是反應(yīng)物中所有化學(xué)鍵都斷裂。如

Na2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2NaOH

只破壞離子鍵，而共價(jià)鍵未被破壞。

4.化學(xué)鍵類型與物質(zhì)類別間有什么關(guān)系?

答：含有離子鍵的物質(zhì)一定是離子化合物，離子化合物一定含離子鍵可能含共價(jià)鍵。例如Na2O2、NaOH。 共價(jià)化合物一定含共價(jià)鍵，一定不含離子鍵。

5.化學(xué)鍵類型能否由元素類別來決定？

答：不行。不能說金屬元素和非金屬元素就一定形成離子鍵，例如AlCl3則是以共價(jià)鍵結(jié)合的；也不能說非金屬元素間就一定只形成共價(jià)鍵，例如銨鹽中有離子鍵。

6．分子間作用力和氫鍵有什么關(guān)系？

答:相似之處為氫鍵是特殊分子間作用力；兩者都主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)；作用范圍都小， 作用范圍在300 pm~500 pm之間，微粒相聚較遠(yuǎn)時(shí)就可忽略，如水蒸氣中氫鍵常常被忽略；都不是化學(xué)鍵。

兩者也有明顯的不同：分子間作用力普遍存在，而氫鍵主要存在于N、O、F等半徑小吸引電子能力強(qiáng)的非金屬元素的氫化物分子間；分子間作用力沒有方向性和飽和性，而氫鍵有飽和性和方向性。

7.水分子間氫鍵對于生命的存在有著決定性的意義，如何理解？

答：如若水的熔沸點(diǎn)相當(dāng)于后三個(gè)周期同族氫化物元素熔沸點(diǎn)變化趨勢向前外推的估算值，地表溫度下的水就不會(huì)呈液態(tài)，如今的地貌不可能呈現(xiàn)，生命體不會(huì)出現(xiàn)。如若冰的密度比液態(tài)水的密度大，如若液態(tài)水從0℃升至4℃密度不增大，地球上的所有水體在冬天結(jié)冰時(shí)，所有水生生物都會(huì)被凍死。

8.如何判斷分子中各原子的最外層電子數(shù)是否滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?

答：（1）分子中若含有氫元素，則氫原子不能滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但它滿足K層為最外層2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。Be原子最外層只有2個(gè)電子，在其化合物中最外層電子數(shù)不可能是8?，?/p>

（2）分子中若不含氫元素，則按下述方法逐一進(jìn)行判斷。若某元素化合價(jià)絕對值與其原子最外層電子數(shù)的和等于8，則該元素原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；否則將不滿足（見表2）。

表2

分子式化合價(jià)絕對值與

最外層電子數(shù)的和 結(jié)論CO2C：4+4=8O：2+6=8C、O最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)COC：2+4=6O：2+6=8C最外層不滿足8電子

O最外層滿足8電子NO2N：4+5=9O：2+6=8N最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而O滿足PCl5P：5+5=10Cl: 1+7=8P最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而Cl滿足BCl3B:3+3=6Cl：1+7=8B最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而Cl滿足9．HClO的電子式如何寫？

答：從價(jià)態(tài)看H、Cl均+1價(jià)，O-2價(jià)，說明O分別和Ｈ、Ｃl各形成一對共用電子對，因此HClO的電子式為：H∶O····∶Cl····∶

10.從化合物分類看，哪些化合物是離子化合物，哪些化合物是共價(jià)化合物？

答：大多數(shù)金屬氧化物、強(qiáng)堿、鹽為離子化合物；一般非金屬氫化物、非金屬氧化物、有機(jī)物為共價(jià)化合物。

11.如何用實(shí)驗(yàn)證明一種化合物是離子化合物還是共價(jià)化合物？

答：通常用熔融狀態(tài)是否導(dǎo)電來判斷。熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物是離子化合物；熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物是共價(jià)化合物。

12.任何物質(zhì)中是否都含化學(xué)鍵?

答：不是。稀有氣體中不含任何化學(xué)鍵，它們的分子是單原子分子。(收稿日期：2014-01-02)

1.形成化學(xué)鍵時(shí)放出能量，化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收能量，但生物課提到的高能磷酸鍵斷裂時(shí)是放出能量，為什么？

答:ATP是三磷酸腺苷的縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡寫成A－P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫做高能磷酸鍵，高能磷酸鍵斷裂時(shí)，大量的能量會(huì)釋放出來。ATP高能磷酸鍵斷裂，實(shí)際上指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.54 kJ/mol,所以說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。生物提到的高能磷酸鍵斷裂不僅僅指化學(xué)鍵斷裂，涉及高能磷酸鍵水解反應(yīng)時(shí)的能量變化。

2.同種元素原子間形成的A-A型共價(jià)鍵一定是非極性鍵嗎？

答：不一定。若兩個(gè)A原子所處的環(huán)境相同，共用電子對不偏移，則A-A鍵是非極性鍵；若兩個(gè)A原子所處的環(huán)境不相同，共用電子對將發(fā)生偏移，則A-A鍵是極性鍵。中學(xué)常見各種教輔資料提到凡同種元素原子間形成的A-A型共價(jià)鍵一定是非極性鍵，這種說法不嚴(yán)密。有關(guān)實(shí)例見表1。

表1

分子式或結(jié)構(gòu)簡式鍵的極性O(shè)3角形結(jié)構(gòu)中間O和兩端O所

處環(huán)境不同，O-O鍵極性鍵CH3CH2BrC-C鍵極性鍵CH3CH3C-C鍵非極性鍵CH3CH2CH3C-C鍵極性鍵CH3CH2CH2CH3兩端C-C鍵極性鍵，中間C-C

鍵非極性鍵3.化學(xué)反應(yīng)時(shí)是否所有化學(xué)鍵都斷裂？

答：化學(xué)反應(yīng)時(shí)，并不是反應(yīng)物中所有化學(xué)鍵都斷裂。如

Na2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2NaOH

只破壞離子鍵，而共價(jià)鍵未被破壞。

4.化學(xué)鍵類型與物質(zhì)類別間有什么關(guān)系?

答：含有離子鍵的物質(zhì)一定是離子化合物，離子化合物一定含離子鍵可能含共價(jià)鍵。例如Na2O2、NaOH。 共價(jià)化合物一定含共價(jià)鍵，一定不含離子鍵。

5.化學(xué)鍵類型能否由元素類別來決定？

答：不行。不能說金屬元素和非金屬元素就一定形成離子鍵，例如AlCl3則是以共價(jià)鍵結(jié)合的；也不能說非金屬元素間就一定只形成共價(jià)鍵，例如銨鹽中有離子鍵。

6．分子間作用力和氫鍵有什么關(guān)系？

答:相似之處為氫鍵是特殊分子間作用力；兩者都主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)；作用范圍都小， 作用范圍在300 pm~500 pm之間，微粒相聚較遠(yuǎn)時(shí)就可忽略，如水蒸氣中氫鍵常常被忽略；都不是化學(xué)鍵。

兩者也有明顯的不同：分子間作用力普遍存在，而氫鍵主要存在于N、O、F等半徑小吸引電子能力強(qiáng)的非金屬元素的氫化物分子間；分子間作用力沒有方向性和飽和性，而氫鍵有飽和性和方向性。

7.水分子間氫鍵對于生命的存在有著決定性的意義，如何理解？

答：如若水的熔沸點(diǎn)相當(dāng)于后三個(gè)周期同族氫化物元素熔沸點(diǎn)變化趨勢向前外推的估算值，地表溫度下的水就不會(huì)呈液態(tài)，如今的地貌不可能呈現(xiàn)，生命體不會(huì)出現(xiàn)。如若冰的密度比液態(tài)水的密度大，如若液態(tài)水從0℃升至4℃密度不增大，地球上的所有水體在冬天結(jié)冰時(shí)，所有水生生物都會(huì)被凍死。

8.如何判斷分子中各原子的最外層電子數(shù)是否滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?

答：（1）分子中若含有氫元素，則氫原子不能滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但它滿足K層為最外層2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。Be原子最外層只有2個(gè)電子，在其化合物中最外層電子數(shù)不可能是8?，?/p>

（2）分子中若不含氫元素，則按下述方法逐一進(jìn)行判斷。若某元素化合價(jià)絕對值與其原子最外層電子數(shù)的和等于8，則該元素原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；否則將不滿足（見表2）。

表2

分子式化合價(jià)絕對值與

最外層電子數(shù)的和 結(jié)論CO2C：4+4=8O：2+6=8C、O最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)COC：2+4=6O：2+6=8C最外層不滿足8電子

O最外層滿足8電子NO2N：4+5=9O：2+6=8N最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而O滿足PCl5P：5+5=10Cl: 1+7=8P最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而Cl滿足BCl3B:3+3=6Cl：1+7=8B最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而Cl滿足9．HClO的電子式如何寫？

答：從價(jià)態(tài)看H、Cl均+1價(jià)，O-2價(jià)，說明O分別和Ｈ、Ｃl各形成一對共用電子對，因此HClO的電子式為：H∶O····∶Cl····∶

10.從化合物分類看，哪些化合物是離子化合物，哪些化合物是共價(jià)化合物？

答：大多數(shù)金屬氧化物、強(qiáng)堿、鹽為離子化合物；一般非金屬氫化物、非金屬氧化物、有機(jī)物為共價(jià)化合物。

11.如何用實(shí)驗(yàn)證明一種化合物是離子化合物還是共價(jià)化合物？

答：通常用熔融狀態(tài)是否導(dǎo)電來判斷。熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物是離子化合物；熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物是共價(jià)化合物。

12.任何物質(zhì)中是否都含化學(xué)鍵?

答：不是。稀有氣體中不含任何化學(xué)鍵，它們的分子是單原子分子。(收稿日期：2014-01-02)

1.形成化學(xué)鍵時(shí)放出能量，化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收能量，但生物課提到的高能磷酸鍵斷裂時(shí)是放出能量，為什么？

答:ATP是三磷酸腺苷的縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡寫成A－P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表一種特殊的化學(xué)鍵，叫做高能磷酸鍵，高能磷酸鍵斷裂時(shí)，大量的能量會(huì)釋放出來。ATP高能磷酸鍵斷裂，實(shí)際上指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.54 kJ/mol,所以說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。生物提到的高能磷酸鍵斷裂不僅僅指化學(xué)鍵斷裂，涉及高能磷酸鍵水解反應(yīng)時(shí)的能量變化。

2.同種元素原子間形成的A-A型共價(jià)鍵一定是非極性鍵嗎？

答：不一定。若兩個(gè)A原子所處的環(huán)境相同，共用電子對不偏移，則A-A鍵是非極性鍵；若兩個(gè)A原子所處的環(huán)境不相同，共用電子對將發(fā)生偏移，則A-A鍵是極性鍵。中學(xué)常見各種教輔資料提到凡同種元素原子間形成的A-A型共價(jià)鍵一定是非極性鍵，這種說法不嚴(yán)密。有關(guān)實(shí)例見表1。

表1

分子式或結(jié)構(gòu)簡式鍵的極性O(shè)3角形結(jié)構(gòu)中間O和兩端O所

處環(huán)境不同，O-O鍵極性鍵CH3CH2BrC-C鍵極性鍵CH3CH3C-C鍵非極性鍵CH3CH2CH3C-C鍵極性鍵CH3CH2CH2CH3兩端C-C鍵極性鍵，中間C-C

鍵非極性鍵3.化學(xué)反應(yīng)時(shí)是否所有化學(xué)鍵都斷裂？

答：化學(xué)反應(yīng)時(shí)，并不是反應(yīng)物中所有化學(xué)鍵都斷裂。如

Na2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2NaOH

只破壞離子鍵，而共價(jià)鍵未被破壞。

4.化學(xué)鍵類型與物質(zhì)類別間有什么關(guān)系?

答：含有離子鍵的物質(zhì)一定是離子化合物，離子化合物一定含離子鍵可能含共價(jià)鍵。例如Na2O2、NaOH。 共價(jià)化合物一定含共價(jià)鍵，一定不含離子鍵。

5.化學(xué)鍵類型能否由元素類別來決定？

答：不行。不能說金屬元素和非金屬元素就一定形成離子鍵，例如AlCl3則是以共價(jià)鍵結(jié)合的；也不能說非金屬元素間就一定只形成共價(jià)鍵，例如銨鹽中有離子鍵。

6．分子間作用力和氫鍵有什么關(guān)系？

答:相似之處為氫鍵是特殊分子間作用力；兩者都主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)；作用范圍都小， 作用范圍在300 pm~500 pm之間，微粒相聚較遠(yuǎn)時(shí)就可忽略，如水蒸氣中氫鍵常常被忽略；都不是化學(xué)鍵。

兩者也有明顯的不同：分子間作用力普遍存在，而氫鍵主要存在于N、O、F等半徑小吸引電子能力強(qiáng)的非金屬元素的氫化物分子間；分子間作用力沒有方向性和飽和性，而氫鍵有飽和性和方向性。

7.水分子間氫鍵對于生命的存在有著決定性的意義，如何理解？

答：如若水的熔沸點(diǎn)相當(dāng)于后三個(gè)周期同族氫化物元素熔沸點(diǎn)變化趨勢向前外推的估算值，地表溫度下的水就不會(huì)呈液態(tài)，如今的地貌不可能呈現(xiàn)，生命體不會(huì)出現(xiàn)。如若冰的密度比液態(tài)水的密度大，如若液態(tài)水從0℃升至4℃密度不增大，地球上的所有水體在冬天結(jié)冰時(shí)，所有水生生物都會(huì)被凍死。

8.如何判斷分子中各原子的最外層電子數(shù)是否滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?

答：（1）分子中若含有氫元素，則氫原子不能滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但它滿足K層為最外層2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。Be原子最外層只有2個(gè)電子，在其化合物中最外層電子數(shù)不可能是8。

（2）分子中若不含氫元素，則按下述方法逐一進(jìn)行判斷。若某元素化合價(jià)絕對值與其原子最外層電子數(shù)的和等于8，則該元素原子最外層滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；否則將不滿足（見表2）。

表2

分子式化合價(jià)絕對值與

最外層電子數(shù)的和 結(jié)論CO2C：4+4=8O：2+6=8C、O最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)COC：2+4=6O：2+6=8C最外層不滿足8電子

O最外層滿足8電子NO2N：4+5=9O：2+6=8N最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而O滿足PCl5P：5+5=10Cl: 1+7=8P最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而Cl滿足BCl3B:3+3=6Cl：1+7=8B最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而Cl滿足9．HClO的電子式如何寫？

答：從價(jià)態(tài)看H、Cl均+1價(jià)，O-2價(jià)，說明O分別和Ｈ、Ｃl各形成一對共用電子對，因此HClO的電子式為：H∶O····∶Cl····∶

10.從化合物分類看，哪些化合物是離子化合物，哪些化合物是共價(jià)化合物？

答：大多數(shù)金屬氧化物、強(qiáng)堿、鹽為離子化合物；一般非金屬氫化物、非金屬氧化物、有機(jī)物為共價(jià)化合物。

11.如何用實(shí)驗(yàn)證明一種化合物是離子化合物還是共價(jià)化合物？

答：通常用熔融狀態(tài)是否導(dǎo)電來判斷。熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物是離子化合物；熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物是共價(jià)化合物。

12.任何物質(zhì)中是否都含化學(xué)鍵?

答：不是。稀有氣體中不含任何化學(xué)鍵，它們的分子是單原子分子。(收稿日期：2014-01-02)