新教材高考化學一輪復精品講義第13講原子結構化學鍵（含解析）

這是一份新教材高考化學一輪復精品講義第13講原子結構化學鍵（含解析），共19頁。
?第13講 原子結構 化學鍵
【學科核心素養(yǎng)】
1.宏觀辨識與微觀探析：能從離子或原子結構示意圖等不同層次認識原子的結構以及核外電子的排布規(guī)律，能從宏觀和微觀相結合的視角分析原子結構與元素性質(zhì)的關系。能從不同層次認識分子的構型，并對共價鍵進行分類，能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。
2.證據(jù)推理與模型認知：能運用原子結構模型解釋化學現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律。能運用構造原理
和能量最低原理揭示元素原子核外電子排布規(guī)律。認識共價鍵的本質(zhì)及類型，能多角度、動態(tài)地分析分子
的空間結構及性質(zhì)，并運用相關理論解決實際問題。
3.科學態(tài)度與社會責任：具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念，能對與原子結構有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷。
【核心素養(yǎng)發(fā)展目標】
1.掌握元素、核素、同位素、相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量、原子構成、原子核外電子排布的含義。
2.掌握原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關系。
3.掌握1～18號元素的原子結構示意圖的表示方法。
4.了解化學鍵的定義。
5.了解離子鍵、共價鍵的形成。
6.掌握電子式的表示方法。
本部分內(nèi)容是高考的?？键c，高考中常以選擇題型出題?？疾樵?離子)的結構及微粒間的數(shù)量關系，也常考查對元素、核素、同位素概念的理解以及結合元素周期表的推斷等。
【知識點解讀】
知識點一 原子結構、同位素
1．原子結構
(1)原子的構成粒子

(2)構成原子或離子的微粒間的數(shù)量關系
①原子中：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)。
②質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。
③陽離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－陽離子所帶電荷數(shù)。如Mg2＋的核外電子數(shù)是10。
④陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋陰離子所帶電荷數(shù)。如Cl－的核外電子數(shù)是18。
(3)一個信息豐富的符號

【特別提醒】
①原子中不一定都含有中子，如H中沒有中子。
②電子排布完全相同的原子不一定是同一種原子，如互為同位素的各原子。
③易失去1個電子形成＋1價陽離子的不一定是金屬原子，如氫原子失去1個電子形成H＋。
④形成穩(wěn)定結構的離子最外層不一定是8個電子，如Li＋為2個電子穩(wěn)定結構。
2．核素、同位素
(1)概念辨析

(2)同位素的特征
①相同存在形態(tài)的同位素，化學性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)不同。
②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分數(shù)(豐度)一般不變。
(3)同位素的“六同三不同”

(4)常見的重要核素及其應用
核素
U
C
H(D)
H(T)
O
用途
核燃料
用于考古斷代
制氫彈
示蹤原子
(5)元素、核素、同位素的聯(lián)系與區(qū)別
①現(xiàn)行元素周期表已發(fā)現(xiàn)的元素有118種，由于同位素的存在，故核素的種數(shù)遠大于118種。
②不同核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，如H、H；也可能具有相同的中子數(shù)，如C、O；也可能具有相同的質(zhì)量數(shù)，如C、N。
③同位素之間的轉化，既不是物理變化也不是化學變化，是核反應。
④同位素之間可形成不同的同位素單質(zhì)。如氫的三種同位素形成的單質(zhì)有六種：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他們的物理性質(zhì)(如密度)有所不同，但化學性質(zhì)幾乎完全相同。
⑤同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他們的相對分子質(zhì)量不同，物理性質(zhì)(如密度)有所不同，但化學性質(zhì)幾乎完全相同。
知識點二 核外電子排布
1.核外電子排布
(1)核外電子排布規(guī)律
核外電子總是先排布在能量最低的電子層里，然后再按照由里向外的順序依次排布在能量逐漸升高的電子層里。
①每層最多容納的電子數(shù)為2n2個。
②最外層不超過8個(K層為最外層時不超過2個)。
③次外層不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。
【特別提醒】核外電子排布的幾條規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解，必須同時滿足各項要求，如M層不是最外層時，最多能容納18個電子，當M層為最外層時，最多容納8個電子。
(2)最外層電子數(shù)與元素性質(zhì)的關系
①稀有氣體元素原子最外層已排滿8個電子(He排滿2個)，既不易得到電子又不易失去電子，通常表現(xiàn)為0價。
②金屬元素原子最外層電子數(shù)一般小于4，常易失去最外層電子，形成8電子或2電子(如Li＋)穩(wěn)定結構的陽離子，在化合物中顯正化合價。
③非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般大于或等于4，易得到電子或形成共用電子對，達到最外層8電子穩(wěn)定結構，在化合物中既顯正價又顯負價(F無正價)。
2．原子結構示意圖

如Mg2＋結構示意圖為
Cl－結構示意圖為
3．常見的“10電子”、“18電子”粒子
(1)常見的“10電子”粒子

(2)常見的“18電子”粒子

4．短周期常見原子的核外電子排布規(guī)律
原子核中無中子的原子
H
最外層有1個電子的元素
H、Li、Na
最外層有2個電子的元素
Be、Mg、He
最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素
Be、Ar
最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的元素

最子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素
H、Be、Al
最子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素

次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素
Li、Si
內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素
Li、P
知識點三 離子鍵與共價鍵
1．化學鍵
使離子相結合或原子相結合的作用力。根據(jù)成鍵粒子和粒子間的相互作用，可分為離子鍵和共價鍵。
2．離子鍵與共價鍵
(1)概念
①離子鍵：帶相反電荷離子之間的相互作用。
②共價鍵：原子間通過共用電子對所形成的相互作用。
(2)對比
項目
離子鍵
共價鍵
非極性鍵
極性鍵
概念
帶相反電荷離子之間的相互作用
原子間通過共用電子對所形成的相互作用
成鍵粒子
陰、陽離子
原子
成鍵實質(zhì)
陰、陽離子間的靜電作用
共用電子對不偏向任何一方
共用電子對偏向一方原子
形成條件
非金屬性強的元素與金屬性強的元素經(jīng)得失電子，形成離子鍵
同種元素原子之間成鍵
不同種元素原子之間成鍵
形成的物質(zhì)　
離子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等
非金屬單質(zhì)如H2、Cl2、N2等；某些共價化合物如H2O2或離子化合物如Na2O2
共價化合物如HCl、CO2、CH4或離子化合物如NaOH、NH4Cl
3．化學鍵類型的判斷
(1)從物質(zhì)構成角度判斷

(2)從物質(zhì)類別角度判斷
物質(zhì)類別
含化學鍵情況
非金屬單質(zhì)，如Cl2、N2、I2、P4、金剛石等
只有共價鍵
非金屬元素構成的化合物，如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等
活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物，如NaCl、CaCl2、K2O等
只有離子鍵
含有原子團的離子化合物，如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等
既有離子鍵又有共價鍵
稀有氣體，如Ne、Ar等
沒有化學鍵
【特別提醒】
①由活潑金屬與活潑非金屬形成的化學鍵不一定都是離子鍵，如AlCl3中Al—Cl鍵為共價鍵。
②非金屬元素的兩個原子之間一定形成共價鍵，但多個原子間也可能形成離子鍵，如NH4Cl等。
③影響離子鍵強弱的因素是離子半徑和所帶電荷數(shù)：離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強，熔、沸點越高。
4．電子式
(1)電子式的書寫
概念：在元素符號周圍，用“·”或“×”來表示原子的最外層電子(價電子)的式子
粒子的種類
電子式的表示方法
注意事項
舉例
原子
元素符號周圍標有價電子
價電子少于4時以單電子分布，多于4時多出部分以電子對分布

陽
離
子
單核
離子符號
右上方標明電荷
Na＋
多核
元素符號緊鄰鋪開，周圍標清電子分布
用“[　]”，并標明電荷

陰
離
子
單核
元素符號周圍合理分布價電子及所得電子
用“[　]”，右上方標明電荷

多核
元素符號緊鄰鋪開，合理分布價電子及所得電子
相同原子不得加和，用“[　]”，右上方標明電荷

單
質(zhì)
及
化
合
物
離子化合
物
用陽離子電子式和陰離子電子式組成
同性不相鄰，離子合理分布

單質(zhì)及共
價化合物
各原子緊鄰鋪開，標明價電子及成鍵電子情況
原子不加和，無“[　]”，不標明電荷

(2)電子式書寫的常見錯誤

內(nèi)容
實例
錯誤1
漏寫未參與成鍵的電子

錯誤2
化合物類型不清楚，漏寫或多寫[　]及錯寫電荷數(shù)

錯誤3
書寫不規(guī)范，錯寫共用電子對

錯誤4
不考慮原子間的結合順序

錯誤5
不考慮原子最外層有幾個電子，均寫成8電子結構

錯誤6
不考慮AB2型離子化合物中2個B是分開寫還是一起寫

(3)用電子式表示化合物的形成過程
①離子化合物：左邊是原子的電子式，右邊是離子化合物的電子式，中間用“―→”連接，相同的原子或離子不合并。
如NaCl：。
②共價化合物：左邊是原子的電子式，右邊是共價化合物的電子式，中間用“―→”連接。
如HCl：。
知識點四 化學鍵與物質(zhì)類別的關系、分子間作用力
1．離子化合物與共價化合物
(1)離子化合物與共價化合物的比較
項目
離子化合物
共價化合物
定義
含有離子鍵的化合物
只含有共價鍵的化合物
構成微粒
陰、陽離子
分子或原子
化學鍵類型
一定含有離子鍵，
可能含有共價鍵
只含有共價鍵
與物質(zhì)類
別的關系
①強堿、②絕大多數(shù)鹽、③活潑金屬氧化物
①酸、②弱堿、③氣態(tài)氫化物、④非金屬氧化物、⑤極少數(shù)鹽
(2)離子化合物和共價化合物的判斷方法

【特別提醒】
熔融狀態(tài)下能導電的化合物一定是離子化合物，水溶液中能導電的化合物不一定是離子化合物，如HCl。
2．化學鍵與物質(zhì)類別的關系

(1)只含有極性共價鍵的物質(zhì)一般是不同種非金屬元素形成的共價化合物，如SiO2、HCl、CH4等。
(2)只含有非極性共價鍵的物質(zhì)是同種非金屬元素形成的單質(zhì)，如Cl2、P4、金剛石等。
(3)既有極性鍵又有非極性鍵的共價化合物一般由多個原子組成，如H2O2、C2H4等。
(4)只含離子鍵的物質(zhì)主要是由活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
(5)既有離子鍵又有極性共價鍵的物質(zhì)，如NaOH、K2SO4等；既有離子鍵又有非極性共價鍵的物質(zhì)，如Na2O2等。
(6)僅由非金屬元素形成的離子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。
(7)金屬元素和非金屬元素間可能存在共價鍵，如AlCl3等。
3．化學鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響
(1)對物理性質(zhì)的影響
金剛石、晶體硅、石英、金剛砂等物質(zhì)硬度大、熔點高，就是因為其中的共價鍵很強，破壞時需消耗很多的能量。NaCl等部分離子化合物中也有很強的離子鍵，故其熔點也較高。
(2)對化學性質(zhì)的影響
N2分子中有很強的共價鍵，故在通常狀況下，N2的性質(zhì)很穩(wěn)定，H2S、HI等分子中的共價鍵較弱，故它們受熱時易分解。
4．分子間作用力和氫鍵
(1)分子間作用力
定義
把分子聚集在一起的作用力，又稱范德華力
特點
①分子間作用力比化學鍵得多，它主要影響物質(zhì)的熔點、沸點等物理性質(zhì)，而化學鍵主要影響物質(zhì)的化學性質(zhì)；
②分子間作用力存在于由共價鍵形成的多數(shù)共價化合物和絕大多數(shù)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)非金屬單質(zhì)分子之間。但像二氧化硅、金剛石等由共價鍵形成的物質(zhì)，微粒之間不存在分子間作用力
變化規(guī)律
一般來說，對于組成和結構相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點也越高。例如，熔、沸點：I2Br2Cl2F2
(2)氫鍵
定義
分子間存在的一種比分子間作用力稍強的相互作用
形成條件
除H外，形成氫鍵的原子通常是O、F、N
存在
氫鍵存在廣泛，如蛋白質(zhì)分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之間。分子間氫鍵會使物質(zhì)的熔點和沸點升高
性質(zhì)
影響
①存在氫鍵的物質(zhì)，其熔、沸點明顯高于同族同類物質(zhì)。如H2O的熔、沸點高于H2S
②氨極易液化，是因為NH3分子間存在氫鍵；NH3極易溶于水，也是因為NH3分子與H2O分子間易形成氫鍵
③水結冰時體積膨脹、密度減小，是因為結冰時形成了氫鍵
【典例剖析】
高頻考點一 同位素與同素異形體
例1.（2021·廣東卷）“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤。騰飛中國離不開化學，長征系列運載火箭使用的燃料有液氫和煤油等化學品。下列有關說法正確的是
A．煤油是可再生能源
B．H2燃燒過程中熱能轉化為化學能
C．火星隕石中的質(zhì)量數(shù)為20
D．月壤中的與地球上的互為同位素
【答案】C
【解析】煤油來源于石油，屬于不可再生能源，故A錯誤；氫氣的燃燒過程放出熱量，將化學能變?yōu)闊崮?，故B錯誤；元素符號左上角數(shù)字為質(zhì)量數(shù)，所以火星隕石中的 20Ne 質(zhì)量數(shù)為20，故C正確；同位素須為同種元素，3He 和 3H的質(zhì)子數(shù)不同，不可能為同位素關系，故D錯誤；故選C。
【舉一反三】（2020·浙江卷）下列說法正確的是( )
A. 和是兩種不同的元素 B. 單晶硅和石英互為同素異形體
C. 和互為同系物 D. H與Na在元素周期表中處于同一主族
【答案】D
【解析】35Cl和37Cl是Cl元素的兩種不同核素，屬于同種元素，A錯誤；同素異形體是指同種元素組成的不同種單質(zhì)，而單晶硅為硅單質(zhì)，而石英是SiO2，兩者不屬于同素異形體，B錯誤；同系物是指結構相似，分子組成上相差若干個CH2的有機化合物，HCOOH和HOCH2CHO結構不相似，不屬于同系物，C錯誤；H和Na在元素周期表種均處于第IA族，D選項正確；答案選D。
【易錯警示】
①元素的種類由原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定，因此劃分元素種類的唯一標準是質(zhì)子數(shù)(即核電荷數(shù))。
②元素概念中的原子是泛指，即各種狀況下的原子或離子(包括游離態(tài)和化合態(tài))，所以H、D、T、H＋、H－都屬于氫元素。
③元素是個宏觀概念，元素只講種類，不講個數(shù)，元素組成物質(zhì)。
【變式探究】我國稀土資源豐富。下列有關稀土元素Sm與
Sm的說法正確的是(　　)
A.Sm與Sm互為同位素
B.Sm與Sm的質(zhì)量數(shù)相同
C.Sm與Sm是同一種核素
D.Sm與Sm的核外電子數(shù)和中子數(shù)均為62
【答案】A
【解析】質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素互為同位素，所以Sm與Sm互為同位素，A正確；在表示原子組成時元素符號的左下角表示質(zhì)子數(shù)，左上角表示質(zhì)量數(shù)，所以Sm與Sm的質(zhì)量數(shù)不同，B不正確；具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子是核素，Sm與Sm是兩種核素，C不正確；因為質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和是質(zhì)量數(shù)，所以Sm與Sm的核外電子數(shù)和中子數(shù)分別是62、82和62、88，D不正確。
高頻考點二 “10電子”“18電子”微粒的應用
例2.（2021·湖南卷）W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和，Z的最外層電子數(shù)為K層的一半，W與X可形成原子個數(shù)比為2：1的分子。下列說法正確的是
A．簡單離子半徑：
B．W與Y能形成含有非極性鍵的化合物
C．X和Y的最簡單氫化物的沸點：
D．由W、X、Y三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性
【答案】B
【解析】Z的最外層電子數(shù)為K層的一半，則Z的核外有3個電子層，最外層電子數(shù)為1，即為Na，W與X能形成原子個數(shù)比為2:1的18電子的分子，則形成的化合物為N2H4，所以W為H，X為N，Y的原子序數(shù)是W和X的原子序數(shù)之和，則Y為O。由分析可知，W為H，X為N，Y為O，Z為Na。離子的電子層數(shù)相同時，原子序數(shù)越小，半徑越大，即離子半徑大小為：N3-＞O2-＞Na+，即簡單離子半徑為：X＞Y＞Z，故A錯誤；W為H，Y為O，能形成H2O2，含有極性共價鍵和非極性共價鍵，故B正確；X的最簡單氫化物為氨氣，Y的最簡單氫化物為水，水的沸點高于氨氣，即最簡單氫化物的沸點為Y＞X，故C錯誤；由W、X、Y三種元素形成的化合物有硝酸，硝酸銨，氨水等，硝酸，硝酸銨顯酸性，氨水顯堿性，故由W、X、Y三種元素形成的化合物不一定都是酸性，故D錯誤；故選B。
【方法技巧】尋找“10電子”微粒和“18電子”微粒的方法
(1)“10電子”微粒

(2)“18電子”微粒

【變式探究】（2020·浙江卷）X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。Y元素的最高正價為+4價，Y元素與Z、M元素相鄰，且與M元素同主族；化合物的電子總數(shù)為18個；Q元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個電子。下列說法不正確的是( )
A. 原子半徑：
B. 最高價氧化物對應水化物的酸性：
C. 易溶于水，其水溶液呈堿性
D. X、Z和Q三種元素形成的化合物一定是共價化合物
【答案】D
【解析】X、Y、Z、M、Q為五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。Y元素的最高正價為+4價，則證明該元素為第IVA族元素，又知Y元素與Z、M元素相鄰，且與M同族，則在元素周期表位置應為
IVA族
VA族
Y
Z
M

，故推知Y為C元素，Z為N元素，M為Si元素；化合物Z2X4的電子總數(shù)為18，則推知，X為H，該化合物為N2H4；Q元素的原子最外層電子總數(shù)比次外層電子數(shù)少一個電子，推出Q為Cl元素，據(jù)此結合元素周期律與物質(zhì)的結構與性質(zhì)分析作答。根據(jù)上述分析可知，X為H、Y為C元素、Z為N元素、M為Si元素、Q為Cl元素，則同周期元素從左到右原子半徑依次減小，同主族元素從上到下原子半徑依次增大，則原子半徑比較：Z(N)Y> Z B. 原子半徑：Z>Y>X>W
C. 元素X的含氧酸均為強酸 D. Y的氧化物水化物為強堿
【答案】D
【解析】根據(jù)題干信息可知，W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，化合物XW3與WZ相遇會產(chǎn)生白煙，則WX3為NH3，WZ為HCl，所以W為H元素，X為N元素，Z為Cl元素，又四種元素的核外電子總數(shù)滿足X+Y=W+Z，則Y的核外電子總數(shù)為11，Y為Na元素，據(jù)此分析解答。根據(jù)上述分析可知，W為H元素，X為N元素，Y為Na元素，Z為Cl元素，則Na為金屬元素，非金屬性最弱，非金屬性Y＜Z，A選項錯誤；同周期元素從左至右原子半徑依次減小，同主族元素至上而下原子半徑依次增大，則原子半徑：Na＞Cl＞N＞H，B選項錯誤；N元素的含氧酸不一定全是強酸，如HNO2為弱酸，C錯誤；Y的氧化物水化物為NaOH，屬于強堿，D正確。
【變式探究】(2020·浙江7月選考，16)X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。Y元素的最高正價為＋4價，Y元素與Z、M元素相鄰，且與M元素同主族；化合物Z2X4的電子總數(shù)為18個；Q元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個電子。下列說法不正確的是(　　)
A．原子半徑：Z＜Y＜M
B．最高價氧化物對應水化物的酸性：Z＞Y＞M
C．X2Z—ZX2易溶于水，其水溶液呈堿性
D．X、Z和Q三種元素形成的化合物一定是共價化合物
【答案】D
【解析】短周期元素X、Y、Z、M、Q的原子序數(shù)依次增大，Y元素的最高正價為＋4價，則Y處于第ⅣA族；Y元素與M元素同主族，且M的原子序數(shù)大于Y，則Y是C，M是Si；Y元素與Z、M元素相鄰，且Z的原子序數(shù)大于Y，則Z是N。化合物Z2X4為N2X4，其電子總數(shù)為18個，則X含1個電子，X應為H。Q元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個電子，且Q的原子序數(shù)大于M(Si)，則Q是Cl。一般來說，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越小，原子半徑越大，故原子半徑：N＜C＜Si，A正確；元素的非金屬性：N＞C＞Si，則最高價氧化物對應水化物的酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，B正確；X2Z—ZX2為H2N—NH2，其性質(zhì)類似于NH3，易溶于水，其水溶液呈堿性，C正確；H、N、Cl三種元素可形成離子化合物NH4Cl，D錯誤。
高頻考點四 8電子結構與電子式的判斷及其應用
例4. （2020·新課標Ⅱ）一種由短周期主族元素組成的化合物(如圖所示)，具有良好的儲氫性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大、且總和為24。下列有關敘述錯誤的是

A. 該化合物中，W、X、Y之間均為共價鍵
B. Z的單質(zhì)既能與水反應，也可與甲醇反應
C. Y的最高化合價氧化物的水化物為強酸
D. X的氟化物XF3中原子均為8電子穩(wěn)定結構
【答案】D
【解析】一種由短周期主族元素形成的化合物，具有良好的儲氫性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，且總和為24，根據(jù)圖示，W為1價形成共價鍵，W為氫，Z為+1價陽離子，Z為Na，Y為3價，Y為N，24-1-11-7=5，X為B元素。該化合物中，H、B、N之間均以共用電子對形成共價鍵，故A正確；Na單質(zhì)既能與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，也能與甲醇反應生成甲醇鈉和氫氣，故B正確；N的最高價氧化物的水化物HNO3為強酸，故C正確；B的氟化物BF3中B原子最外層只有6個電子，達不到8電子穩(wěn)定結構，故D錯誤；故選D。
【方法技巧】判斷分子中各原子是否達到8電子的穩(wěn)定結構，主要有兩種方法：
(1)經(jīng)驗規(guī)律法
凡符合最外層電子數(shù)＋|化合價|＝8的皆為8電子穩(wěn)定結構。
(2)試寫結構法
判斷某化合物中的某元素最外層是否達到8電子穩(wěn)定結構，應從其結構式或電子式結合原子最外層電子數(shù)進行判斷，如①H2O：O原子最外層有6個電子，H2O中每個O原子又與兩個H原子形成兩個共價鍵，所以H2O中的O原子最外層有6＋2＝8個電子，但H2O中的H原子最外層只有2個電子；②N2：N原子最外層有5個電子，N與N之間形成三個共價鍵，所以N2中的N原子最外層達到8電子穩(wěn)定結構。
【變式探究】(2019·海南，13)自門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律以來，人類對自然的認識程度逐步加深，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確認了四種新元素，其中一種為Mc，中文名為“鏌”。元素Mc可由反應：Am＋Ca===Mc＋3n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H2N—NH2，寫出該化合物分子的電子式：______________________，該分子內(nèi)存在的共價鍵類型有________________。
(3)該族中的另一元素P能呈現(xiàn)多種化合價，其中＋3價氧化物的分子式為_______________，＋5價簡單含氧酸的分子式為__________________________。
【答案】(1)115　同位素　(2)　極性鍵和非極性鍵　(3)P4O6　H3PO4
【解析】(1)根據(jù)Mc，可得Mc的質(zhì)子數(shù)為115；287Mc與288Mc的質(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)N原子最外層有5個電子，化合物H2N—NH2中2個N原子形成一對共用電子對，每個N原子與2個H原子形成2對共用電子對，所以該化合物的電子式為。在該物質(zhì)每個分子中含有4個N—H極性鍵，1個N—N非極性鍵。(3)P元素的氧化物為PxOy，由于P為＋3價，O為－2價，根據(jù)化合物中元素正、負化合價代數(shù)和等于0，可得3x＝2y，所以x∶y＝2∶3，結合白磷的正四面體結構，可知該氧化物的化學式為P4O6；P元素的＋5價簡單含氧酸的分子式為H3PO4。
高頻考點五 化學鍵類型的判斷
例5.1．（2021·浙江卷）下列含有共價鍵的鹽是
A．CaCl2 B．H2SO4 C．Ba(OH)2 D．Na2CO3
【答案】D
【解析】CaCl2由Ca2+和Cl-構成，只含有離子鍵不含有共價鍵，A不符合題意；H2SO4由分子構成，只含有共價鍵不含有離子鍵，B不符合題意；Ba(OH)2由Ba2+和OH-構成，屬于堿，不屬于鹽，C不符合題意；
Na2CO3有Na+和CO32-構成，含有離子鍵，CO32-內(nèi)部C與O原子之間還含有共價鍵，D符合題意；故選D。
【舉一反三】 (2018·全國卷II)W、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。W與X可生成一種紅棕色有刺激性氣味的氣體；Y的周期數(shù)是族序數(shù)的3倍；Z原子最外層的電子數(shù)與W的電子總數(shù)相同。下列敘述正確的是(　　)
A．X與其他三種元素均可形成兩種或兩種以上的二元化合物
B．Y與其他三種元素分別形成的化合物中只含有離子鍵
C．四種元素的簡單離子具有相同的電子層結構
D．W的氧化物對應的水化物均為強酸
【答案】A
【解析】W、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。W與X可生成一種紅棕色有刺激性氣味的氣體，W是N，X是O；Y的周期數(shù)是族序數(shù)的3倍，因此Y只能是第三周期，所以Y是Na；Z原子最外層的電子數(shù)與W的電子總數(shù)相同，Z的最外層電子數(shù)是7個，Z是Cl，結合元素周期律和物質(zhì)的性質(zhì)解答。根據(jù)以上分析可知W、X、Y和Z分別是N、O、Na、Cl。氧元素與其N、Na、Cl三種元素均可形成兩種或兩種以上的二元化合物，例如NO、NO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、ClO2等，A正確；過氧化鈉中含有離子鍵和共價鍵，B錯誤；N、O、Na三種元素的簡單離子具有相同的電子層結構，均是10電子，氯離子是18電子微粒，C錯誤；亞硝酸為弱酸，D錯誤。
【變式探究】下列說法中正確的是(　　)
A．離子鍵就是使陰、陽離子結合成化合物的靜電引力
B．NH4NO3晶體中含共價鍵，是共價化合物
C．H2O2、N2H4分子中只含有極性共價鍵
D．某化合物熔融狀態(tài)能導電，可以證明該化合物內(nèi)一定存在離子鍵
【答案】D
【解析】離子鍵是陰、陽離子間的靜電作用，包括引力和斥力，故A錯誤；硝酸銨是離子化合物，含有離子鍵和共價鍵，故B錯誤；H2O2的結構式為H—O—O—H，含有極性共價鍵和非極性共價鍵，N2H4中也是含有極性共價鍵和非極性共價鍵，故C錯誤；離子化合物在熔融狀態(tài)下導電，共價化合物在熔融狀態(tài)下不導電，因此區(qū)分是離子化合物還是共價化合物，看熔融狀態(tài)下是否導電，故D正確。
高頻考點六 化學鍵與化合物類別的關系
例6.（2021·河北卷）用中子轟擊X原子產(chǎn)生α粒子(即氮核He)的核反應為：X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1價。下列說法正確的是
A．H3XO3可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液
B．Y單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Y2O2
C．X和氫元素形成離子化合物
D．6Y和7Y互為同素異形體
【答案】A
【解析】根據(jù)核反應為：可知，X的質(zhì)量數(shù)N為4+7-1=10，又因為Y在化合物中呈+1價，則推知Y位于IA族，質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，Y的質(zhì)量數(shù)為7，所以得出Y為Li，其質(zhì)子數(shù)p=3，所以X的質(zhì)子數(shù)Z=3+2-0=5，核電荷數(shù)=原子序數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=5，則推知X屬于B元素，據(jù)此分析解答。H3BO3為硼酸，氫氧化鈉溶液具有腐蝕性，若不慎將NaOH溶液濺到皮膚上，則需用大量水沖洗，同時涂抹H3BO3，以中和堿液，A正確；Y為Li，在空氣中燃燒的產(chǎn)物只有Li2O，B錯誤；X為B，與氫元素會形成BH3或B2H4等硼氫化合物，B元素與H元素以共價鍵結合，屬于共價化合物，C錯誤；和兩者的質(zhì)子數(shù)均為3，中子數(shù)不同，所以兩者互為同位素，D錯誤；故選A。
【舉一反三】(2018·全國卷Ⅰ)主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外層電子數(shù)之和為10；W與Y同族；W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應，其生成物可腐蝕玻璃。下列說法正確的是(　　)
A．常溫常壓下X的單質(zhì)為氣態(tài)
B．Z的氫化物為離子化合物
C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈堿性
D．W與Y具有相同的最高化合價
【答案】B
【解析】W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應，其生成物可腐蝕玻璃，能腐蝕玻璃的是HF，W原子序數(shù)小于Z，則W為F元素，W與Y同族且原子序數(shù)都不大于20，則Y為Cl元素，W、X、Z最外層電子數(shù)之和為10，主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，且均不大于20，則X為Na元素、Z為Ca元素，或者X為Mg元素、Z為K元素。常溫下Na或Mg單質(zhì)都是固態(tài)，A錯誤；Z的氫化物是KH或CaH2，二者都是離子化合物，B正確；Y、Z形成的化合物是KCl或CaCl2，為強酸強堿鹽，其水溶液呈中性，C錯誤；W、Y的最高價分別是0、+7價，F(xiàn)元素非金屬性最強，沒有正化合價，D錯誤。
【變式探究】下列說法錯誤的是(　　)
A．含有共價鍵的化合物一定是共價化合物
B．在共價化合物中一定含有共價鍵
C．含有離子鍵的化合物一定是離子化合物
D．雙原子單質(zhì)分子中含有的共價鍵一定是非極性共價鍵
【答案】A
【解析】只含有共價鍵的化合物是共價化合物，離子化合物中也可能含有共價鍵，如氯化銨，故A錯誤；根據(jù)共價化合物的定義，只含有共價鍵的化合物是共價化合物，只要是共價化合物一定含有共價鍵，故B正確；含有離子鍵的化合物就是離子化合物，在離子化合物中可以含有共價鍵，但共價化合物中不能含有離子鍵，故C正確；由同一種非金屬元素的原子形成的共價鍵是非極性共價鍵，故D正確。