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化学键考点分析思维模型的构建与应用

范文

刘汉国

化学键相关考点是历年高考的必考点和热点，多以选择题和填空题的形式出现，所考查的知识主要包括：化学键类型的判断、化合物类型的判断、结构式和电子式的书写及其判断。该部分题目整体难度不大，主要失分点在于非极性键的判断和复杂化合物电子的书写。本文通过构建“化学键类型判断思维模型”、“化合物类型判断思维模型”、“共价分子或离子结构式书写思维模型”及其“思维模型共价分子或离子结构式书写思维模型”，突破考查化学键相关考点的难题，供同仁们在教学时参考借鉴。

一、化学键类型判断思维模型的构建与应用

判断化学键类型，首先了解其分类。化学键主要分为共价键和离子键，共价键根据共用电子对是否发生偏移分为极性键和非极性键。化学键类型的判断方法见图1所示的思维模型。化学键类型的判断难点主要在于非极性键的判断，因为在化合物中不同的非金属原子之间一定通过极性键作用。在化合物中，相同的非金属原子之间是否存在非极性键的判断方法见图2所示。

【例1】（2013年海南高考）下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是

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

解析：根据非极性判断思维模型，离子化合物 CaC2中，碳的化合价为-1，碳的最外层电子数为4，1+4小于8，故C与C之间就是以非极性键结合的，A对;N2H4是共价化合物，B错;离子化合物Na2S中，硫的化合价为-1，硫的最外层电子数为6，1+6小于8，故S与S之间就是以非极性键结合的，C对;NH4NO3中没有非极性共价键，D错。

答案：AC

变式训练1.（2008·天津高考）下列叙述正确的是

A. 1个甘氨酸分子中存在9对共用电子对

B. PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构

C. H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子

D. 熔点由高到低的顺序是：金刚石>碳化硅>晶体硅

解析：A项，甘氨酸的结构简式为H2N—CH2—COOH，其分子中含有10对共用电子对，A项错误;B项，PCl3中P的化合价为+3，P的最外层电子为5，3+5=8，故P的最外层都达到8电子稳定结构，同理Cl的最外层都达到8电子稳定结构，BCl3中B原子最外层为6个电子，B项错误;C项，H2S的分子构型为V型，正负电的中心不重合，H2S是含极性键的极性分子，CS2的分子构型为直线型，正负电中心重合，CS2是含极性键的非极性分子，C项错误;D项，金刚石、碳化硅、晶体硅都属于原子晶体，但原子半径C

答案：D。

二、化合物类型判断思维模型的构建与应用

化合物类型的判断可以从化合物所含化学键、化合物类别和化合物性质三个维度进行判断。化合物类型判断思维模型如图3所示。

【例2】（2018·浙江高考）下列说法正确的是

A. CaO与水反应过程中，有共价键的断裂和形成

B. H2O的热稳定性比H2S强，是由于H2O的分子间作用力较大

C. KCl、HCl、KOH的水溶液都能导电，所以它们都属于离子化合物

D. 葡萄糖、二氧化碳和足球烯（C60）都是共价化合物，它们的晶体都属于分子晶体

解析：氧化钙与水化合过程中水中的共价键会断裂，并会形成氢氧根离子，选项A正确;热稳定性与共价键即非金属性有关，氧元素的非金属性大于硫元素，选项B不正确;根据化合物类型判断思维模型，可知HCI属于共价化合物，选项C不正确;足球烯（C60）并非共价化合物，选项D不正确。

答案：A。

变式训练2.（2019·浙江高考）下列说法不正确的是

A. 纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同

B. 加热蒸发氯化钾水溶液的過程中有分子间作用力的破坏

C. CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变

D. 石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏

解析：A. 烧碱和纯碱均属于离子化合物，熔化时须克服离子键，A项正确;B. 加热蒸发氯化钾水溶液，液态水变为气态水，水分子之间的分子间作用力被破坏，B项正确;C.CO2溶于水发生反应：CO2+H2O？葑H2CO3，这里有化学键的断裂和生成，C项错误;D. 石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，D项正确。

答案：C。

三、共价分子或离子结构式书写思维模型的构建与应用

结构式是电子式书写的基础，但是复杂的共价分子和含有共价键的离子，书写它们的结构式是比较麻烦的，麻烦但是有法可循。首先求出共价分子或含有共价键离子中所有原子形成8e-（氢为2e-）需要的电子总数（用a表示）和所有原子的价电子总数（用b表示）（注意阴离子加上所带电荷，阳离子减去所带电荷），从而根据（a-b）/2求出该共价分子或含有共价键离子中所含有的总成键数，然后用单键按照正确的排列顺序把原子连接起来，最后根据每个原子需要满足的价键数补充完整（常见原子需要满足的价键数见表1）。共价分子或离子结构式书写思维模型见图4所示。

【例3】写出HSCN的结构式。

解析：所需电子总数a=2+3×8=26，价电子总数b=1+6+4+5=16，所以所含有的总成键数（26-16）/2=5，单键按照正确的排列顺序把原子连接起来H-S-C-N，根据每个原子需要满足的价键数补充完整即可。

答案：H-S-C≡N。

【例4】2019新课标I卷）科学家合成出了一种新化合物（如图所示），其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是

A. WZ的水溶液呈碱性

B. 元素非金属性的顺序为X>Y>Z

C. Y的最高价氧化物的水化物是中强酸

D. 该新化合物中Y不满足8电子稳定结构

解析：根据离子结构式书写思维模型，由离子的结构式可以推出，z为1个价键，X为4个键价，W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知，Z为Cl、X为Si，又根据该离子共8个键价，所带电荷为-1，从而可以推出Y的最外层电子数为5，则Y为P元素;由W的电荷数可知，W为Na元素。A项：氯化钠为强酸强碱盐，水溶液呈中性，故A错误;B项：同周期元素从左到右，非金属性依次增强，则非金属性的强弱顺序为Cl>S>P，故B错误;C项：P元素的最高价氧化物对应水化物为磷酸，磷酸是三元中强酸，故C正确;D项：新化合物中P元素化合价为-3价，满足8电子稳定结构，故D错误。

答案：C。

变式训练3.（2008·上海高考）1995年三位美国科学家因在氟利昂和臭氧層方面的工作获得诺贝尔化学奖，他们研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，由图可知（）

A. 日光在反应中作催化剂

B. 过氧化氯是一种很稳定的物质

C. 过氧化氯的结构式为O-Cl-Cl-O

D. 臭氧分子最终转变成氧气分子

解析：根据图示，①为Cl+O3=ClO+O2，②为2ClO→过氧化氯，③为过氧化氯 ??2Cl+O2，总反应为2O3 ??3O2，据此分析作答。A项：日光在反应中是反应的条件，不是催化剂，A项错误;B项：过氧化氯在日光照射下生成Cl和O2，说明过氧化氯不稳定，B项错误;C项：根据结构式书写思维模型，过氧化氯的结构式为Cl—O—O—Cl，C项错误;D项：最终总反应为2O3 ??3O2，D项正确;

答案：D。

四、化合物电子式书写思维模型的构建与应用

化合物电子式的书写是一个难点，书写时常见错误如图5所示。书写电子式的难点在于复杂阳离子、复杂阴离子及其复杂共价化合物的电子式。那么如何解决该难点呢？我们可以先写出结构式，然后根据单键共用一对电子、双键共用两对电子、叁建共用三对电子，把结构式改为共用电子，最后补满8e-（H补满2 e-）。化合物电子式书写思维模型见图6所示。

【例5】写出CaC2的电子式。

解析：根据化合物电子式书写思维模型，CaC2为离子化合物，根据非极性键判断思维模型知，C与C存在非极性键，所以CaC2由Ca2+和C22-组成， Ca2+为简单阳离子其电子式为本身，C22-的结构式为[C≡C] 2-，然后把叁建改为三对共用电子，最后补满补满8e-即可。

答案：

变式训练4.（2019·海南高考）自门捷列夫发现元素周期律以来，人类对自然的认识程度逐步加深，元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题：

（1）2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文名为“镆”。元素Mc可由反应： ?Am+4120Ca=281115Mc+310n得到。该元素的质子数为______，287Mc与288Mc互为_________。

（2）Mc位于元素周期表中第VA族，同族元素N的一种氢化物为NH2NH2，写出该化合物分子的电子式______________，该分子内存在的共价键类型有_______。

（3）该族中的另一元素P能呈现多种化合价，其中+3价氧化物的分子式为______，+5价简单含氧酸的分子式为______。

解析：（1）根据281115Mc，可得Mc的质子数为115;287Mc与288Mc质子数都是115，由于质量数分别是287、288，则二者的中子数分别是172、173，二者质子数相同，中子数不同，它们互为同位素;

（2）根据化合物电子式书写思维模型，化合物NH2NH2为共价化合物，先写出其结构式，然后改写为电子式，所以该化合物电子式为。根据化学键类型判断和非极性键判断思维模型，在该物质分子中含有4个N-H极性键，一个N-N非极性键;（3）P元素的氧化物为PxOy，由于P为+3价，O为-2价，根据化合物中元素正负化合价代数和等于0，可得3x=2y，所以x ∶ y=2 ∶ 3，结合白磷的正四面体结构，可知该氧化物的化学式为P4O6;P元素的+5价简单含氧酸的分子式为H3PO4。

答案：（1）115，同位素;（2），极性键、非极性键;（3）P4O6，H3PO4。

总之，在高三化学一轮复习中，要尊重教材，研究真题，探索规律，构建模型，培养学生的化学核心素养，提高学生的解题能力，提升学生的思维水平，从而达到高考所需要的能力。

责任编辑李平安

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