化學(xué)鍵考點(diǎn)分析思維模型的構(gòu)建與應(yīng)用

劉漢國(guó)

化學(xué)鍵相關(guān)考點(diǎn)是歷年高考的必考點(diǎn)和熱點(diǎn)，多以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)，所考查的知識(shí)主要包括：化學(xué)鍵類型的判斷、化合物類型的判斷、結(jié)構(gòu)式和電子式的書寫及其判斷。該部分題目整體難度不大，主要失分點(diǎn)在于非極性鍵的判斷和復(fù)雜化合物電子的書寫。本文通過構(gòu)建“化學(xué)鍵類型判斷思維模型”、“化合物類型判斷思維模型”、“共價(jià)分子或離子結(jié)構(gòu)式書寫思維模型”及其“思維模型共價(jià)分子或離子結(jié)構(gòu)式書寫思維模型”，突破考查化學(xué)鍵相關(guān)考點(diǎn)的難題，供同仁們?cè)诮虒W(xué)時(shí)參考借鑒。

一、化學(xué)鍵類型判斷思維模型的構(gòu)建與應(yīng)用

判斷化學(xué)鍵類型，首先了解其分類?；瘜W(xué)鍵主要分為共價(jià)鍵和離子鍵，共價(jià)鍵根據(jù)共用電子對(duì)是否發(fā)生偏移分為極性鍵和非極性鍵?；瘜W(xué)鍵類型的判斷方法見圖1所示的思維模型?；瘜W(xué)鍵類型的判斷難點(diǎn)主要在于非極性鍵的判斷，因?yàn)樵诨衔镏胁煌姆墙饘僭又g一定通過極性鍵作用。在化合物中，相同的非金屬原子之間是否存在非極性鍵的判斷方法見圖2所示。

【例1】（2013年海南高考）下列化合物中，含有非極性共價(jià)鍵的離子化合物是

A. CaC2 ????? B. N2H4 ????? C. Na2S2 ????? D. NH4NO3

解析：根據(jù)非極性判斷思維模型，離子化合物 CaC2中，碳的化合價(jià)為-1，碳的最外層電子數(shù)為4，1+4小于8，故C與C之間就是以非極性鍵結(jié)合的，A對(duì);N2H4是共價(jià)化合物，B錯(cuò);離子化合物Na2S中，硫的化合價(jià)為-1，硫的最外層電子數(shù)為6，1+6小于8，故S與S之間就是以非極性鍵結(jié)合的，C對(duì);NH4NO3中沒有非極性共價(jià)鍵，D錯(cuò)。

答案：AC

變式訓(xùn)練1.（2008·天津高考）下列敘述正確的是

A. 1個(gè)甘氨酸分子中存在9對(duì)共用電子對(duì)

B. PCl3和BCl3分子中所有原子的最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

C. H2S和CS2分子都是含極性鍵的極性分子

D. 熔點(diǎn)由高到低的順序是：金剛石>碳化硅>晶體硅

解析：A項(xiàng)，甘氨酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2N—CH2—COOH，其分子中含有10對(duì)共用電子對(duì)，A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)，PCl3中P的化合價(jià)為+3，P的最外層電子為5，3+5=8，故P的最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，同理Cl的最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，BCl3中B原子最外層為6個(gè)電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)，H2S的分子構(gòu)型為V型，正負(fù)電的中心不重合，H2S是含極性鍵的極性分子，CS2的分子構(gòu)型為直線型，正負(fù)電中心重合，CS2是含極性鍵的非極性分子，C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)，金剛石、碳化硅、晶體硅都屬于原子晶體，但原子半徑C

答案：D。

二、化合物類型判斷思維模型的構(gòu)建與應(yīng)用

化合物類型的判斷可以從化合物所含化學(xué)鍵、化合物類別和化合物性質(zhì)三個(gè)維度進(jìn)行判斷。化合物類型判斷思維模型如圖3所示。

【例2】（2018·浙江高考）下列說法正確的是

A. CaO與水反應(yīng)過程中，有共價(jià)鍵的斷裂和形成

B. H2O的熱穩(wěn)定性比H2S強(qiáng)，是由于H2O的分子間作用力較大

C. KCl、HCl、KOH的水溶液都能導(dǎo)電，所以它們都屬于離子化合物

D. 葡萄糖、二氧化碳和足球烯（C60）都是共價(jià)化合物，它們的晶體都屬于分子晶體

解析：氧化鈣與水化合過程中水中的共價(jià)鍵會(huì)斷裂，并會(huì)形成氫氧根離子，選項(xiàng)A正確;熱穩(wěn)定性與共價(jià)鍵即非金屬性有關(guān)，氧元素的非金屬性大于硫元素，選項(xiàng)B不正確;根據(jù)化合物類型判斷思維模型，可知HCI屬于共價(jià)化合物，選項(xiàng)C不正確;足球烯（C60）并非共價(jià)化合物，選項(xiàng)D不正確。

答案：A。

變式訓(xùn)練2.（2019·浙江高考）下列說法不正確的是

A. 純堿和燒堿熔化時(shí)克服的化學(xué)鍵類型相同

B. 加熱蒸發(fā)氯化鉀水溶液的過程中有分子間作用力的破壞

C. CO2溶于水和干冰升華都只有分子間作用力改變

D. 石墨轉(zhuǎn)化為金剛石既有共價(jià)鍵的斷裂和生成，也有分子間作用力的破壞

解析：A. 燒堿和純堿均屬于離子化合物，熔化時(shí)須克服離子鍵，A項(xiàng)正確;B. 加熱蒸發(fā)氯化鉀水溶液，液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水，水分子之間的分子間作用力被破壞，B項(xiàng)正確;C.CO2溶于水發(fā)生反應(yīng)：CO2+H2O？葑H2CO3，這里有化學(xué)鍵的斷裂和生成，C項(xiàng)錯(cuò)誤;D. 石墨屬于層狀結(jié)構(gòu)晶體，每層石墨原子間為共價(jià)鍵，層與層之間為分子間作用力，金剛石只含有共價(jià)鍵，因而石墨轉(zhuǎn)化為金剛石既有共價(jià)鍵的斷裂和生成，也有分子間作用力的破壞，D項(xiàng)正確。

答案：C。

三、共價(jià)分子或離子結(jié)構(gòu)式書寫思維模型的構(gòu)建與應(yīng)用

結(jié)構(gòu)式是電子式書寫的基礎(chǔ)，但是復(fù)雜的共價(jià)分子和含有共價(jià)鍵的離子，書寫它們的結(jié)構(gòu)式是比較麻煩的，麻煩但是有法可循。首先求出共價(jià)分子或含有共價(jià)鍵離子中所有原子形成8e-（氫為2e-）需要的電子總數(shù)（用a表示） 和所有原子的價(jià)電子總數(shù)（用b表示）（注意陰離子加上所帶電荷，陽(yáng)離子減去所帶電荷），從而根據(jù)（a-b）/2求出該共價(jià)分子或含有共價(jià)鍵離子中所含有的總成鍵數(shù)，然后用單鍵按照正確的排列順序把原子連接起來，最后根據(jù)每個(gè)原子需要滿足的價(jià)鍵數(shù)補(bǔ)充完整（常見原子需要滿足的價(jià)鍵數(shù)見表1）。共價(jià)分子或離子結(jié)構(gòu)式書寫思維模型見圖4所示。

【例3】寫出HSCN的結(jié)構(gòu)式。

解析：所需電子總數(shù)a=2+3×8=26，價(jià)電子總數(shù)b=1+6+4+5=16，所以所含有的總成鍵數(shù)（26-16）/2=5，單鍵按照正確的排列順序把原子連接起來H-S-C-N，根據(jù)每個(gè)原子需要滿足的價(jià)鍵數(shù)補(bǔ)充完整即可。

答案：H-S-C≡N。

【例4】2019新課標(biāo)I卷）科學(xué)家合成出了一種新化合物（如圖所示），其中W、X、Y、Z為同一短周期元素，Z核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半。下列敘述正確的是

A. WZ的水溶液呈堿性

B. 元素非金屬性的順序?yàn)閄>Y>Z

C. Y的最高價(jià)氧化物的水化物是中強(qiáng)酸

D. 該新化合物中Y不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

解析：根據(jù)離子結(jié)構(gòu)式書寫思維模型，由離子的結(jié)構(gòu)式可以推出，z為1個(gè)價(jià)鍵，X為4個(gè)鍵價(jià)，W、X、Y、Z為同一短周期元素，Z的核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半可知，Z為Cl、X為Si，又根據(jù)該離子共8個(gè)鍵價(jià)，所帶電荷為-1，從而可以推出Y的最外層電子數(shù)為5，則Y為P元素;由W的電荷數(shù)可知，W為Na元素。A項(xiàng)：氯化鈉為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，水溶液呈中性，故A錯(cuò)誤;B項(xiàng)：同周期元素從左到右，非金屬性依次增強(qiáng)，則非金屬性的強(qiáng)弱順序?yàn)镃l>S>P，故B錯(cuò)誤;C項(xiàng)：P元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為磷酸，磷酸是三元中強(qiáng)酸，故C正確;D項(xiàng)：新化合物中P元素化合價(jià)為-3價(jià)，滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D錯(cuò)誤。

答案：C。

變式訓(xùn)練3.（2008·上海高考）1995年三位美國(guó)科學(xué)家因在氟利昂和臭氧層方面的工作獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們研究揭示了大氣中臭氧層被破壞的機(jī)理，由圖可知（ ）

A. 日光在反應(yīng)中作催化劑

B. 過氧化氯是一種很穩(wěn)定的物質(zhì)

C. 過氧化氯的結(jié)構(gòu)式為O-Cl-Cl-O

D. 臭氧分子最終轉(zhuǎn)變成氧氣分子

解析：根據(jù)圖示，①為Cl+O3=ClO+O2，②為2ClO→過氧化氯，③為過氧化氯 ??2Cl+O2，總反應(yīng)為2O3 ??3O2，據(jù)此分析作答。A項(xiàng)：日光在反應(yīng)中是反應(yīng)的條件，不是催化劑，A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)：過氧化氯在日光照射下生成Cl和O2，說明過氧化氯不穩(wěn)定，B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)：根據(jù)結(jié)構(gòu)式書寫思維模型，過氧化氯的結(jié)構(gòu)式為Cl—O—O—Cl，C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)：最終總反應(yīng)為2O3 ??3O2，D項(xiàng)正確;

答案：D。

四、化合物電子式書寫思維模型的構(gòu)建與應(yīng)用

化合物電子式的書寫是一個(gè)難點(diǎn)，書寫時(shí)常見錯(cuò)誤如圖5所示。書寫電子式的難點(diǎn)在于復(fù)雜陽(yáng)離子、復(fù)雜陰離子及其復(fù)雜共價(jià)化合物的電子式。那么如何解決該難點(diǎn)呢？我們可以先寫出結(jié)構(gòu)式，然后根據(jù)單鍵共用一對(duì)電子、雙鍵共用兩對(duì)電子、叁建共用三對(duì)電子，把結(jié)構(gòu)式改為共用電子，最后補(bǔ)滿8e-（H補(bǔ)滿2 e-）?；衔镫娮邮綍鴮懰季S模型見圖6所示。

【例5】寫出CaC2的電子式。

解析：根據(jù)化合物電子式書寫思維模型，CaC2為離子化合物，根據(jù)非極性鍵判斷思維模型知，C與C存在非極性鍵，所以CaC2由Ca2+和C22-組成， Ca2+為簡(jiǎn)單陽(yáng)離子其電子式為本身，C22-的結(jié)構(gòu)式為[C≡C] 2-，然后把叁建改為三對(duì)共用電子，最后補(bǔ)滿補(bǔ)滿8e-即可。

答案：

變式訓(xùn)練4.（2019·海南高考）自門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律以來，人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)程度逐步加深，元素周期表中的成員數(shù)目不斷增加?；卮鹣铝袉栴}：

（1）2016年IUPAC確認(rèn)了四種新元素，其中一種為Mc，中文名為“鏌”。元素Mc可由反應(yīng)： ?Am+4120Ca=281115Mc+310n得到。該元素的質(zhì)子數(shù)為______，287Mc與288Mc互為_________。

（2）Mc位于元素周期表中第VA族，同族元素N的一種氫化物為NH2NH2，寫出該化合物分子的電子式______________，該分子內(nèi)存在的共價(jià)鍵類型有_______。

（3）該族中的另一元素P能呈現(xiàn)多種化合價(jià)，其中+3價(jià)氧化物的分子式為______，+5價(jià)簡(jiǎn)單含氧酸的分子式為______。

解析：（1）根據(jù)281115Mc，可得Mc的質(zhì)子數(shù)為115;287Mc與288Mc質(zhì)子數(shù)都是115，由于質(zhì)量數(shù)分別是287、288，則二者的中子數(shù)分別是172、173，二者質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，它們互為同位素;

（2）根據(jù)化合物電子式書寫思維模型，化合物NH2NH2為共價(jià)化合物，先寫出其結(jié)構(gòu)式，然后改寫為電子式，所以該化合物電子式為 。根據(jù)化學(xué)鍵類型判斷和非極性鍵判斷思維模型，在該物質(zhì)分子中含有4個(gè)N-H極性鍵，一個(gè)N-N非極性鍵;（3）P元素的氧化物為PxOy，由于P為+3價(jià)，O為-2價(jià)，根據(jù)化合物中元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和等于0，可得3x=2y，所以x ∶ y=2 ∶ 3，結(jié)合白磷的正四面體結(jié)構(gòu)，可知該氧化物的化學(xué)式為P4O6;P元素的+5價(jià)簡(jiǎn)單含氧酸的分子式為H3PO4。

答案：（1）115，同位素;（2） ，極性鍵、非極性鍵;（3）P4O6，H3PO4。

總之，在高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)中，要尊重教材，研究真題，探索規(guī)律，構(gòu)建模型，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)，提高學(xué)生的解題能力，提升學(xué)生的思維水平，從而達(dá)到高考所需要的能力。

責(zé)任編輯 李平安