比較中辨析 對比中深化
——化學(xué)鍵性質(zhì)大比拼

山東 孫 晶

比較中辨析 對比中深化
——化學(xué)鍵性質(zhì)大比拼

比較是把內(nèi)容相同、相近、相反、相異、相關(guān)等可比較性的知識放在一起進行對照，分析其特點，察同求異，以加深對概念的理解?，F(xiàn)將《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊中涉及化學(xué)鍵與分子間作用力有關(guān)內(nèi)容多角度、全方位地辨析，以加深理解與深化。

一、辨析中理解離子鍵、共價鍵、金屬鍵

類型比較 離子鍵共價鍵非極性鍵極性鍵配位鍵金屬鍵成鍵本質(zhì)陰、陽離子間通過靜電作用形成相鄰原子間通過共用電子對(電子云重疊)與原子核間的靜電作用形成金屬陽離子與自由電子間的電性作用成鍵條件成鍵原子得失電子能力差別很大(活潑金屬與活潑非金屬元素之間)成鍵原子得失電子能力相同(同種非金屬元素原子之間)成鍵原子得失電子能力差別很小(不同種非金屬元素原子之間)成鍵原子一方有孤對電子(配位體)。另一方有空軌道(中心原子或中心離子)同種金屬或不同種金屬(合金)成鍵微粒陰、陽離子原子金屬陽離子、自由電子特征無方向性、無飽和性既有方向性又有飽和性無方向性表示方式舉例(電子式)Na+[·×Cl······]-H∶HH·×Cl······[H··N····HH··H]+存在離子化合物非金屬單質(zhì)、共價化合物、離子化合物共價化合物、離子化合物離子化合物(配位化合物)金屬及合金

二、對比中理解化學(xué)鍵與分子間作用力

內(nèi)容化學(xué)鍵分子間作用力定義分子里相鄰的原子間強烈的相互作用使分子聚集在一起的作用力存在范圍分子(廣義的)內(nèi)相鄰的原子(廣義的)之間同種或異種分子(狹義的)之間強弱程度很強烈，鍵能一般為100～600kJ·mol-1，克服它需要較高的能量很微弱，作用能一般為幾個至數(shù)十個千焦/摩，克服它只需要較低的能量作用主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，影響不是由分子組成的物質(zhì)的物理性質(zhì)主要影響由分子組成的物質(zhì)(含稀有氣體)的物理性質(zhì)(熔沸點、溶解性等)，對這些物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)無影響

三、對比中理解范德華力與氫鍵

內(nèi)容范德華力氫鍵定義物質(zhì)的分子之間存在的微弱的相互作用(實質(zhì)是靜電作用)分子中與氫原子形成共價鍵的非金屬原子，如果吸引電子的能力很強，原子半徑又很小，則使氫原子幾乎成為“裸露”的質(zhì)子，帶部分正電荷。這樣的分子之間，氫原子與帶部分負電荷的非金屬原子相互吸引，這種靜電作用稱為氫鍵存在范圍分子之間某些含氫化合物分子間或分子內(nèi)(如HF、NH3、H2O等)

續(xù)表

四、典例追蹤

角度1離子鍵

例1下列四種離子晶體KCl、NaCl、CaO、BaO中，熔沸點由高到低的順序是

( )

A.KCl>NaCl>BaO>CaO

B.NaCl >KCl>CaO>BaO

C.CaO>BaO>NaCl>KCl

D.CaO>BaO>KCl>NaCl

解析：離子晶體熔沸點的高低與離子鍵成正比，離子鍵越強，熔沸點越高，反之則相反。而離子鍵的強弱正比于陰、陽離子電荷數(shù)，反比于離子半徑。而離子半徑O2-BaO>NaCl>KCl，則熔沸點的高低與其相一致。

答案：C

角度2電負性與共價鍵

例2下列各組分子中，按共價鍵極性由強至弱排序正確的是

( )

A.HF、H2O、NH3、CH4

B.CH4、NH3、H2O、HF

C.H2O、HF、CH4、NH3

D.HF、H2O、CH4、NH3

解析：按共用電子對是否偏移分類，共價鍵分為非極性鍵和極性鍵，而共價鍵的極性比較，主要看成鍵的兩個原子吸引電子能力的差別，差別越大，則電子對偏移程度越大，鍵的極性越強，其實質(zhì)是原子電負性的差值。F、O、N、C四種元素的電負性依次減小，則它們吸引電子能力也依次減弱，形成的氫化物的極性也依次減弱。

答案：A

角度3極性鍵和非極性鍵

例3下列反應(yīng)過程中，同時有極性鍵和非極性鍵的斷裂和形成的反應(yīng)是

( )

解析：A、B項中都沒有非極性鍵的斷裂和形成；C項中有Cl—Cl非極性鍵的斷裂，但沒有非極性鍵的形成；只有D選項中反應(yīng)前有O—O非極性鍵、C—O極性鍵的斷裂，反應(yīng)后有氧分子中O—O非極性鍵及Na2CO3中的C—O極性鍵的形成，符合題意。

答案： D

角度4金屬鍵

例4物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論指出：金屬晶體中金屬離子與自由電子之間的強烈相互作用，叫金屬鍵。金屬鍵越強，其金屬的硬度越大，熔沸點越高，且據(jù)研究表明，一般說來金屬原子半徑越小，價電子數(shù)越多，則金屬鍵越強。由此判斷下列說法錯誤的是

( )

A.鎂的硬度大于鋁

B.鎂的熔沸點低于鈣

C.鎂的硬度大于鉀

D.鈣的熔沸點高于鉀

解析：價電子數(shù)Al>Mg，原子半徑AlCa，所以B的說法錯誤；價電子數(shù)Mg>K，原子半徑MgK，原子半徑Ca

答案：AB

角度5配位鍵

解析：題中Al的價電子構(gòu)型為3s23p1，顯然具有空軌道，而Cl的價電子構(gòu)型為3s23p5，含有孤對電子，符合配位鍵的形成條件。

對Al而言，與三個Cl原子形成三條共價鍵后，最外層電子數(shù)變?yōu)?+3=6個，仍含有空軌道，缺2個電子，故能接受Cl原子提供的孤對電子，配位鍵為Cl→Al。

角度6氫鍵

例6水是地球生命之源，分子式是H2O，水分子形成的冰是分子晶體。

(1)水分子中存在兩個O—H共價鍵，從氫原子與氧原子的電子云重疊方式來看，O—H共價鍵屬于 鍵。

(2)在酸性溶液中，水分子容易得到一個H+，形成水合氫離子(H3O+)，應(yīng)用價層電子對互斥理論(或模型)推測H3O+的形狀為 。

(3)如圖是二氧化碳(干冰)晶體的晶胞圖，冰的晶體類型跟這個晶胞類似，那么一個冰晶胞中水分子的個數(shù)是 個。

(4)在冰晶體中，除存在共價鍵和范德華力外，還存在的作用力是 。

解析：(1)水分子中存在兩個O—H共價鍵，每個氧原子和氫原子的電子云都是采取“頭碰頭”式的重疊，所以屬于σ共價鍵。

(2)H3O+的中心原子是氧原子，氧原子外層有6個電子，另外兩個氫原子提供兩個電子，所以在H3O+中心原子氧原子周圍是8個電子，即4對電子，所以有3對電子與2個氫原子形成共價鍵，與氫離子形成一個配位鍵，另外一對是孤對電子，所以H3O+是三角錐形(跟氨氣分子類似)。

答案：(1)σ (2)三角錐形 (3)4 (4)氫鍵

通過比較可以把握概念的內(nèi)涵與外延，發(fā)現(xiàn)知識的內(nèi)在脈絡(luò)，因而比較是一切理解和思維的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)上的的一把“解剖刀”。在學(xué)習(xí)上我們要善于利用比較法去領(lǐng)會、把握、深化知識。

反饋練習(xí)：

1.下列物質(zhì)的分子中，只有σ鍵沒有π鍵的是

( )

A.CH2=CH-CH3B.N2C.HCl D.C2H2

2.下列敘述中正確的是

( )

A.分子中含有共價鍵的純凈物一定是共價化合物

B.由極性鍵形成的分子一定是極性分子

C.以離子鍵結(jié)合的化合物是離子化合物

D.以非極性鍵結(jié)合而成的雙原子分子是非極性分子

3.把CoCl2溶解于水后加氨水直到先生成的沉淀 Co(OH)2又溶解后，再加氨水，使之生成 [Co(NH3)6]2+。此時向溶液中通入空氣，得到的產(chǎn)物中有一種其組成可用CoCl3·5NH3表示。把分離出的CoCl3·5NH3溶于水后立即加入硝酸銀溶液，則析出AgCl沉淀。經(jīng)測定，每1mol CoCl3·5NH3反應(yīng)有2 mol AgCl生成。請寫出表示此配合物結(jié)構(gòu)的化學(xué)式： ，此配合物中Co的化合價為 。

參考答案：

2.CD 提示：A項不一定，如H2中含有共價鍵，但它不是化合物而是單質(zhì)；B項由極性鍵形成的分子是否有極性還要從分子的空間結(jié)構(gòu)分析，若空間結(jié)構(gòu)對稱，如直線形、正三角形、正四面體形等則為非極性分子，若空間結(jié)構(gòu)不對稱，如V形、三角形、變形四面體形等，則為極性分子；C項化合物中只要有離子鍵就一定是離子化合物；D項雙原子分子若以非極性鍵相結(jié)合就一定是非極性分子。

3.[Co(NH3)5Cl]Cl2+3

山東省莒縣第四中學(xué))