化学键考点分析思维模型的构建与应用

广东 刘汉国

原子结构、元素周期表和元素周期律为高考必考内容，考查的核心素养以宏观辨识与微观探析为主。试题往往以原子结构或元素化合物性质为突破口进行元素推断，然后综合考查元素周期律、化学键、各元素及其化合物的性质等。化学键相关考点是历年高考热点，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，主要易错点在于非极性键的判断和复杂化合物电子式的书写。

2019年高考题首次出现从化学键的角度、以结构式的形式呈现信息来推断元素的题目，该题目得分率较低，主要原因是学生无法从化学键的角度推断元素。本文通过构建“共价分子或离子结构式书写思维模型”、“共价分子或离子电子式书写思维模型”及其“非极性键判断思维模型”，突破考查化学键相关考点的难题，以供各位老师在教学时参考借鉴。

一、研究真题，构建模型

【例1】(2019·全国卷Ⅰ·13)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

【答案】C

【评析】很多老师对该题目的解析也是非常模糊，例如解析为：由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，由化合价代数和为0可知，Y元素化合价为-3价，则Y为P元素；由W的电荷数可知，W为Na元素。这种解析不但无法得到学生的信服，更没有形成解题模式。想要清晰、快速地解决此题目，关键是把结构式的书写规则搞清楚。

表1 常见原子需要满足的价键数

【解析】根据离子结构式书写思维模型，由离子的结构式可知，该离子需要的电子总数(用a表示)为8×9=72，根据总成键数为8，则所有原子的价电子总数(用b表示)为72-8×2-1=55。由离子的结构式可知，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，根据表1常见原子需要满足的价键数目推出，Z为Cl原子、X为Si原子，又根据所有原子的价电子总数(用b表示)为55，从而可以推出Y的最外层电子数为5，则Y为P原子；由W的电荷数可知，W为Na原子。氯化钠为强酸强碱盐，水溶液呈中性，故A错误；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；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；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。

【例2】(2019·海南卷·13节选)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：

(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________。

【评析】该题目表面是考查电子式的书写，实则是对化学键的另外一种的考查形式。化合物电子式的书写是一个易错点，书写时常见错误有：一是混淆离子化合物与共价化合物的电子式；二是漏写未参与成键的电子对；三是错写共价键结合的原子顺序；四是错误合并原子。书写电子式的难点在于复杂阳离子、复杂阴离子及复杂共价化合物的电子式。那么如何解决该难点呢？我们可以先根据结构式书写思维模型写出结构式，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，把共价键改为共用电子，最后补满8e-(H补满2e-)。化合物电子式书写思维模型见图2所示。

图2 化合物电子式书写思维模型

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，而相同的非金属原子之间却不一定存在非极性键。判断相同的非金属原子之间是否存在非极性键，首先标出该非金属原子的化合价，找出其最外层电子数，若其化合价的绝对值与其最外层电子数之和小于8，则说明存在非极性键，具体的判断方法见图3所示。

图3 非极性键判断思维模型

二、预测高考，迁移应用

【例3】(安徽省三人行名校联盟2020届高三联考)2017年南京理工大学合成出如图的离子化合物，该物质由两种阳离子和两种阴离子构成，其中有两种10电子离子和一种18电子离子。X、Y、Z、M均为短周期元素，且均不在同一族。下列说法不正确的是

( )

A.X与Y形成的化合物沸点高于Y同族元素与X形成的化合物

B.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比M的强

C.Y气态氢化物的稳定性比Z的强

D.在该盐中，存在极性共价键和非极性共价键

【答案】B

【评析】该题目信息的呈现方式是球棍模型，而结构式是球棍模型的基础，所以该题的解决可以借助结构式的思维模型进行分析。

三、备考建议

1.把握方向，落实基础

从近几年的高考题中可以发现，题干给出的已知条件不再是单纯的原子结构特征，而是添加了元素化合物的性质，并多以此为突破口。2020年高考备考重点关注：(1)利用“位、构、性”关系综合考查元素及其化合物的性质；(2)元素特征结合化学反应原理的相关内容；(3)通过图象、球棍模型等形式呈现信息。但是无论以怎样的形式呈现信息，万变不离其宗，抓好基础是解题的关键。

2.辨析概念，回避陷阱

化学键的相关考点涉及的概念较多，学生对于概念的理解和辨析有一定的困难，这些概念是易错点，往往又是考查的重点，所以复习时要重视概念的辨析。易错点主要有：(1)不是所有物质中都有化学键，如稀有气体内部无化学键；(2)化学键的类型与化合物的类型之间的关系；(3)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等；(4)氢键不是化学键。

3.构建模型，突破难点

近年来高考非常重视化学核心素养和思维能力的考查，如何提高学生的解题能力和提升学生的思维水平是复习的核心问题，而构建思维模型是解决该问题的有效途径。在复习中，要善于对典型试题进行归纳整理，探寻规律，构建模型，从而达到突破难点，培养能力和素养的目的。