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高中一~高中二年级 (15-17岁)

离子键

Ionic Bond

离子键是金属失电子、非金属得电子后,阳离子与阴离子靠静电引力结合而成的键。 根据库仑定律,距离越近引力越强,晶格能随离子电荷增大、半径减小而增大。 离子晶体中阴阳离子规则排列,固态不导电,熔融或水溶液中可导电。 在这一页,你可以改变离子间距观察库仑力变化,并查看NaCl晶格结构。

离子键如何形成?
3
💡 类比:磁体N极与S极
①Na(金属)失去1个电子 → Na⁺ 阳离子
②Cl(非金属)得到1个电子 → Cl⁻ 阴离子
③阳·阴离子通过静电引力结合
④距离越近引力越强(1/r²)
库仑定律与晶格能
库仑定律
F = kq1 q2r2
q:离子电荷、r:离子间距离、k:库仑常数
晶格能
U ∝ |q₁||q₂| / r
离子键强度的度量 — 越大键越强
🔍 晶格能与物理性质
①离子电荷大 → 晶格能↑(MgO > NaCl)
②离子半径小 → 晶格能↑
③晶格能↑ → 熔点↑、沸点↑
④离子化合物 = 高熔点+晶体结构
离子晶体结构
💡 离子化合物的特性
①晶体:阳·阴离子规则排列
②高熔/沸点(NaCl:801℃)
③固态绝缘
④熔融或溶液中导电(离子自由移动)
⑤易碎(同电荷层相遇互斥)
动手算一算
例题 1
求由钠离子(Na⁺)与氧离子(O²⁻)组成的离子键化合物的化学式。
1
确认各离子的电荷。
Na⁺ 电荷 +1, O²⁻ 电荷 −2
2
调整离子数比使电荷总和为0。
电荷总和 0 → Na : O = 2 : 1 → Na₂O
Na₂O
2个 +1 阳离子与1个 −2 阴离子相遇时总电荷为0,得到稳定化合物。
例题 2
镁(Mg)与氯(Cl)形成离子键时,求生成的化学式与各离子。
1
求各元素生成的离子。
Mg → Mg²⁺ + 2e⁻, Cl + e⁻ → Cl⁻
2
通过电荷平衡确定化学式。
电荷平衡 (+2)+2(−1)=0 → MgCl₂
MgCl₂ (Mg²⁺, Cl⁻)
1个 +2 阳离子的电荷由2个 −1 阴离子抵消,故需要2个 Cl。
总结
离子键形成条件
金属 + 非金属 → 阳离子 + 阴离子 → 离子键
电负性差大的元素间形成
2022 评价院模考化学Ⅰ类题改编
由铝离子(Al³⁺)与氧离子(O²⁻)组成的离子键化合物的化学式是?
AlO
Al₂O₃
Al₃O₂
AlO₂
Al₂O
② Al₂O₃
1
求满足电荷平衡 (+3)×a + (−2)×b = 0 的最小整数比 a : b。
2
利用最小公倍数6可得 a=2, b=3。
(+3)×2 + (−2)×3 = 0 → Al₂O₃
🎯 考试重点
①离子键 = 金属 + 非金属(电负性差大)
②Na⁺比Na小,Cl⁻比Cl大
③晶格能 ∝ 电荷乘积 / 离子间距离
④离子化合物:固态绝缘、溶液/熔融导电
⑤化学式中阳离子在前(NaCl, MgO)
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