第 16 章 · 化学键
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 课标主题 | 必修 · 主题 3 物质结构基础与化学反应规律（3.2 化学键：“认识构成物质的微粒之间存在相互作用，结合典型实例认识离子键和共价键的形成，建立化学键概念……认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质及能量变化的主要原因”）；选择性必修 2 物质结构与性质 · 主题 2 微粒间的相互作用与物质的性质（2.1 “知道配位键的特点”；2.2 共价键的本质和特征：σ 键和 π 键，极性和非极性共价键，“共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构”） |
| 人教版（2019） | 必修第一册 第四章第三节“化学键”（离子键、共价键、电子式、分子间作用力初步）；选择性必修 2 第二章第一节“共价键”（σ 键与 π 键、键参数）；配位键的正式定义在选择性必修 2 第三章第四节“配合物与超分子”；化学键与能量变化在必修第二册第六章第一节、选择性必修 1 第一章第一节 |
| 考试地位 | 化学键类型、离子化合物与共价化合物的判断是选择题常考点，常和电子式、化学用语一起考；σ 键与 π 键数目、配位键、用键参数比较稳定性是“物质结构与性质”大题的常考小问；用键能估算反应热常考 |
| 前置知识 | 第 2 章电子式的写法；第 14 章原子结构（最外层电子）；第 15 章金属性、非金属性和电负性 |
物质为什么有的硬有的软，有的熔融能导电有的不能，有的反应放热有的吸热，根子都在微粒之间怎么“连”在一起。这一章讲连接的方式：离子键、共价键（含配位键），共价键的两种重叠方式（σ 键、π 键），以及描述键强弱和方向的三个键参数。必修第一册讲到“判断键的类型、写电子式”，选择性必修 2 再往下讲轨道怎么重叠、键有多牢。丢分主要丢在例外上： 含金属却是共价化合物， 全由非金属组成却是离子化合物，稀有气体里没有化学键，数 σ 键、π 键时漏掉 键或把双键算成两个 σ 键。
16.1 知识点一览
Section titled “16.1 知识点一览”| 知识点 | 一句话 | 考试中 |
|---|---|---|
| 16.2 离子键与离子化合物（必修） | 电子从一个原子转移到另一个原子，阴、阳离子之间的静电作用是离子键；含离子键的化合物是离子化合物 | 选择题常考；例外 、 是陷阱 |
| 16.3 共价键：极性键与非极性键（必修） | 原子间共用电子对形成共价键；同种原子之间不偏移是非极性键，不同种原子之间偏向电负性大的一方是极性键 | 常考； 题里“含多少共价键” |
| 16.4 σ 键与 π 键（选必二） | 轨道“头碰头”重叠是 σ 键，“肩并肩”重叠是 π 键；单键 1σ，双键 1σ1π，三键 1σ2π | 结构大题必考数目 |
| 16.5 配位键（选必二） | 共用电子对由一方单独提供（孤电子对），另一方提供空轨道；、 中都有 | 常考；配合物在第 18 章展开 |
| 16.6 键参数：键能、键长、键角（选必二） | 键能越大、键长越短，键越牢、分子越稳定；键角决定分子形状 | 常考；比较氢化物稳定性 |
| 16.7 由电子式判断化学键类型与物质类别（必修） | 有方括号和电荷就有离子键；共用电子对两端同种原子是非极性键；稀有气体没有化学键；只有新键生成才是化学变化 | 必考，选择题高频 |
| 16.8 化学键与化学反应中的能量变化 | 断键吸热、成键放热； 反应物键能总和 生成物键能总和 | 常考；详算在第 19 章 |
16.2 离子键与离子化合物
Section titled “16.2 离子键与离子化合物”宏观：钠在氯气中燃烧，发出黄色火焰，生成白色固体氯化钠：。、、、 这类物质熔点较高（ 约 ， 约 ），硬而脆；固态不导电，熔融状态或溶于水时导电。
微观： 最外层只有 1 个电子，容易失去，变成最外层 8 电子的 ； 最外层 7 个电子，容易得到 1 个，变成 8 电子的 。电子从 完全转移到 ，带相反电荷的两种离子靠静电作用结合在一起。
- 离子键：带相反电荷的离子之间的相互作用。成键微粒是阴、阳离子；本质是静电作用，既有异性电荷的吸引，也有原子核之间、电子之间的排斥，两者平衡时离子保持一定距离。
- 离子化合物：由离子键构成的化合物。常见的有：活泼金属（第 ⅠA、ⅡA 族）与活泼非金属（第 ⅥA、ⅦA 族）形成的化合物，如 、、、；强碱，如 、；绝大多数盐，包括铵盐，如 、；活泼金属的过氧化物和氢化物，如 、。
- 离子化合物里没有单个的“分子”， 只表示 和 的个数比是 （第 1 章 1.2 节）。
符号：离子化合物的电子式由阴、阳离子拼成，阴离子加方括号并标电荷；用电子式表示形成过程时用弯箭头标出电子从哪个原子转移到哪个原子（写法见第 2 章 2.5 节，本章不重复）。
- 题目问某化合物是不是离子化合物、含不含离子键 → 看组成里有没有金属阳离子或 → 有一般就是，再核对例外清单（ 等）。
- 题目给熔点、导电性等数据让判断化合物类型，或问“如何用实验证明某化合物是离子化合物” → 抓“熔融状态能否导电”这一条 → 熔融导电是离子化合物，熔融不导电是共价化合物。
- 元素推断题推出两种元素后，问它们形成的化合物含什么键、写电子式 → 活泼金属与活泼非金属之间形成离子键 → 按离子化合物写电子式。
- 离子键的本质是“静电作用”，不能说成“静电吸引”，排斥也在其中。
- 例外： 含金属，却是共价化合物。 与 的电负性差只有 ，电子没有完全转移； 约 就升华，熔融时不导电。 也是共价化合物。
- 例外：、、 全由非金属元素组成，却是离子化合物。 是一个整体阳离子，和酸根之间是离子键。
- 离子化合物里可以有共价键： 中 ， 中 ， 中 ， 中 。原子团内部是共价键，原子团和其他离子之间是离子键。
- 溶于水能导电不能证明是离子化合物： 是共价化合物，溶于水电离出离子也导电。证明离子化合物要用熔融状态导电。
- 含金属阳离子的物质还可能是金属单质，金属单质里是金属键，不是离子键（第 18 章）。
为什么电子会完全转移：活泼金属原子核对最外层电子的吸引弱，容易失去电子；活泼非金属原子核对电子的吸引强，容易得到电子。用第 15 章的电负性衡量，两种原子的电负性相差越大，共用的电子越偏向一方，相差足够大时，电子可以看作完全转移，形成离子键。经验上电负性差大于 时以离子键为主（选择性必修 2），这只是经验界线，有例外（16.3 节 ）。严格地说，没有百分之百的离子键，键的离子性是连续变化的，定量描述要用大学结构化学。
为什么离子化合物能稳定存在：单看一个 原子失电子、一个 原子得电子，能量上其实是“亏”的：气态 失去电子吸收的能量，比气态 得到电子放出的能量还多（关键一步：真正让体系能量降低的，是大量阴、阳离子靠近、结合成晶体时放出的能量，叫晶格能，第 18 章讲。所以离子化合物在常温下都是晶体，不以单个“分子”存在）。
为什么熔融能导电：离子化合物本来就由离子构成，熔化时离子键被破坏，离子能自由移动，所以导电；固态时离子被固定在晶体里，不能自由移动，所以不导电。共价化合物由分子构成（或像 那样由原子构成），熔化后仍没有自由移动的离子，不导电。
例 1 （场景：判断离子化合物和离子键）下列化合物中，属于离子化合物且只含离子键的是（ ）。
A. B. C. D.
解：B。
判断依据：含金属阳离子或 的一般是离子化合物（本节说明）；原子团内部有共价键（本节注意点）。
A 是离子化合物，但 内部有 共价键；C 是离子化合物， 内部有 共价键；D 是共价化合物，只含共价键；B 由 和 构成，没有原子团，只含离子键。
容易卡在：看到 C 全是非金属就排除“离子化合物”，或看到 D 有金属就认定离子化合物。两个例外都要记住。
例 2 （场景：由数据或实验判断化合物类型）三种白色固体 X、Y、Z 的性质如下：X 熔点 ，熔融状态能导电；Y 约 升华，加压熔融后不导电，水溶液能导电；Z 熔点 （常温为气体），液态不导电，水溶液能导电。判断 X、Y、Z 是离子化合物还是共价化合物，并写出用实验证明某固体化合物是离子化合物的答题句式。
解：
判断依据：熔融状态能否导电是区分离子化合物和共价化合物的实验依据（本节原理解释）；水溶液导电不能作依据。
X 熔融导电，是离子化合物（数据就是 的）。Y 熔融不导电，是共价化合物，水溶液导电是因为溶于水后发生了电离和水解（数据是 的）。Z 液态不导电，是共价化合物，水溶液导电是因为溶于水电离出离子（数据是 的）。
答题句式：取少量该固体于坩埚中，加热至熔融，用导电性实验装置检测其导电性，若熔融状态下能导电，则说明该化合物是离子化合物；若不能导电，则说明是共价化合物。
容易卡在：用“水溶液能导电”判断 Y、Z 是离子化合物。三种物质的水溶液都导电，这一条区分不开。
例 3 （场景：元素推断后判断键型）短周期元素 X、Y，X 位于第三周期，原子最外层只有 1 个电子；Y 的 价阴离子与 的核外电子排布相同。X 与 Y 形成的化合物含什么化学键？描述其电子式的写法。
解：
判断依据：活泼金属与活泼非金属之间电子完全转移，形成离子键（本节说明）。
第三周期最外层 1 个电子的是 ； 有 18 个电子，Y 的原子序数为 ，是 。两者形成 ，只含离子键，是离子化合物。电子式：中间是方括号括住的 （ 周围 8 个电子），右上角标“2−”，两个 分写在两侧，不合并（与下文 16.7 节图中的 写法相同，把 换成 ）。
容易卡在：把两个 合并写成”“，或给 也加方括号。
- 离子化合物熔融状态一定导电，共价化合物熔融状态一定不导电。由“离子化合物由离子构成”推出，见本节原理解释。
- 含 的化合物一定是离子化合物；强碱、活泼金属氧化物、绝大多数盐是离子化合物。
- 离子化合物中一定有离子键，可能有共价键；共价化合物中一定没有离子键。由两者的定义直接推出：只要有一个离子键，就是离子化合物。
- 错在哪：认为“含金属元素的化合物一定是离子化合物”。 为什么错：记忆性错误，例外没记。、 是共价化合物； 虽是离子化合物，但 内部 是共价键。 正确做法：先按组成初判，再对照例外清单；拿不准时看熔融能否导电。
- 错在哪：用“水溶液能导电”证明某化合物是离子化合物。 为什么错：理解性错误。共价化合物 、 溶于水也电离出离子。 正确做法：用熔融状态能否导电来区分。
- 错在哪：说“离子键是阴、阳离子之间的静电吸引”。 为什么错：规范性错误。离子键是静电作用，包括吸引和排斥，平衡时离子才停在一定距离上。 正确做法：写“阴、阳离子之间的静电作用”。
离子键像“一个抢、一个给”： 把电子交出去， 把电子收下，两边都变成稳定的 8 电子结构，然后一正一负像磁铁一样吸在一起。但磁铁贴得太近时内层电子云会互相顶住，所以离子之间有一个最舒服的距离。遇到一种陌生化合物，先问：里面有没有“交出电子”的活泼金属或 ？
- 前置：第 2 章 2.5 节，离子化合物电子式和形成过程的写法。
- 前置：第 15 章，金属性、非金属性和电负性决定电子会不会完全转移。
- 后续：第 18 章离子晶体与晶格能，解释离子化合物为什么熔点高、硬而脆。
- 常一起考：第 4 章电解质与导电性（熔融导电与溶液导电的区别）；第 9 章铝的化合物（ 的性质）。
16.3 共价键：极性键与非极性键
Section titled “16.3 共价键：极性键与非极性键”宏观：、、、、、 这些物质常温下多是气体或液体，熔点、沸点低；液态 不导电。氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰：。
微观： 和 都倾向于得电子，谁也不能把对方的电子完全夺走，于是各拿出 1 个电子组成一对，共用这对电子，使 达到 2 电子、 达到 8 电子的稳定结构。
- 共价键：原子间通过共用电子对形成的相互作用。成键微粒是原子；本质是共用电子对与两个原子核之间的静电作用（电子在两核之间出现的机会多，同时吸引两个核）。
- 非极性键：同种原子之间的共价键，两原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任何一方，如 、、、、，以及 、 中的 。
- 极性键：不同种原子之间的共价键，共用电子对偏向电负性大的原子，这个原子带部分负电荷（记作 ），另一个带部分正电荷（），如 中电子对偏向 。
- 共价化合物：只含共价键的化合物，如 、、、、、、。、 含共价键，但它们是单质，不是共价化合物。
- 共价键有饱和性：一个原子能形成的共价键数是确定的，一般等于它达到 8 电子（ 为 2 电子）还差的电子数，所以 成 1 根键、 成 2 根、 成 3 根、 成 4 根。共价键还有方向性（16.4 节）。
符号：共价分子的电子式中，两原子之间的点是共用电子对，孤电子对也要画出；结构式用一根短线代表一对共用电子对（第 2 章 2.5 节）。共用电子对偏向的原子在化合价中显负价： 中 为 价、 为 价，但 并没有变成 。
- 题目问某物质含极性键还是非极性键，或“既含极性键又含非极性键的是” → 看每根键两端是不是同种元素 → 同种是非极性键，不同种是极性键。
- 判断题问“含共价键（极性键、 键）的数目” → 先换成物质的量，再画结构式数短线 → 乘一个分子里的键数。
- 题目给陌生的共价分子（、、），问各元素的化合价或反应是不是氧化还原 → 比较电负性，共用电子对偏向的一方显负价 → 再按化合价判断。
- 含非极性键的不一定是单质：、、、、 都含非极性键。
- 只含极性键的分子不一定是极性分子：、 只含极性键，但分子结构对称，是非极性分子（第 17 章）。键的极性和分子的极性是两回事。
- 例外：稀有气体单质是单原子分子，没有共价键，也没有任何化学键。
- 共价化合物的熔点不一定低： 熔点约 ，因为它是原子之间以共价键连成的空间网状结构（共价晶体，第 18 章）。
- 例外： 中 显 价。 是电负性最大的元素， 键的共用电子对偏向 。“氧一般显 价”在这里不成立。
- 只能形成 1 个共价键，它的电子式只有 2 个电子；不满 8 电子的 、超过 8 电子的 见第 2 章。
共价键是怎么形成的：两个 原子从远处靠近，每个核开始吸引对方的电子，两个电子在两核之间出现的机会增多，体系能量降低；靠得太近时，两个原子核互相排斥，能量又升高。能量最低时两核间距约 ，这时形成稳定的 键，每生成 放出 能量（这条能量曲线见 16.6 节的图）。
为什么是“共用”而不是“转移”（关键一步：两个原子吸引电子的能力相差不大时，谁也夺不走对方的电子，电子只能留在两核之间被共同吸引；相差很大时，电子被完全拉向一方，就成了离子键。所以共价键和离子键不是两种截然不同的东西，而是“电子偏移程度”的两端）。
为什么会偏移：电负性表示原子在化合物中吸引电子的能力（第 15 章）。两原子电负性相同，电子对居中；不同，就偏向电负性大的一方，差越大偏得越厉害，键的极性越强，如极性 。
饱和性的来历：选择性必修 2 用轨道解释：每个原子有几个未成对电子，就能和几个电子配对成键，配完就不能再成键（ 有 3 个未成对的 电子，所以成 3 根键）。为什么成对电子能降低能量，严格的解释要用大学结构化学的价键理论和分子轨道理论。
例 1 （场景：判断极性键和非极性键）下列物质中，既含极性键又含非极性键的是（ ）。
A. B. C. D.
解：B。
判断依据：键两端同种原子是非极性键，不同种原子是极性键（本节说明）。
A 只有 ，极性键；D 只有 ，极性键；C 中 与 之间是离子键， 内 是非极性键，没有极性键；B 的结构是 ， 是极性键， 是非极性键。
容易卡在：C 选项看到“非极性键”就选。题目要的是“既有极性键又有非极性键”， 里另一种是离子键。
例 2 （场景： 判断题数共价键）设 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）。
A. 含有 个非极性键 B. 含有 个极性键 C. 白磷（，正四面体形）含有 个共价键 D. 含有 个共价键
解：D。
判断依据：先换成物质的量，再按结构式数键（本节使用场景第 2 条）。
A 是极性键， 没有非极性键；B 水是 ，每个分子 2 个 ，共 个极性键；C 的 4 个 位于正四面体的 4 个顶点，每条棱一个 键，共 6 个， 含 个；D ， 丙烷含 2 个 、8 个 ，共 个共价键。
容易卡在：C 按“4 个原子 4 根键”数。正四面体有 6 条棱，画出来再数。
例 3 （场景：由电子对偏向判断化合价；陌生情境）一氯化碘（）是红棕色液体，化学性质与 相似，与水反应：。（1） 中哪种元素显负价？（2）这个反应是不是氧化还原反应？
解：
判断依据：共价化合物中，共用电子对偏向电负性大的原子，该原子显负价（本节说明的符号部分）。
（1）这一步用的是课本知识： 和 同主族， 在上方，非金属性和电负性都比 大（第 15 章），所以 键的共用电子对偏向 ， 显 价， 显 价。
（2）这一步用的是题给信息加课本知识：反应前 为 价、 为 价；反应后 中 为 价（ 、 ）， 中 为 价。没有元素的化合价变化，不是氧化还原反应。
三查：原子守恒，两边 1、 1、 2、 1；没有电荷；不是氧化还原反应，无电子转移。
容易卡在：因为“性质与 相似”，就以为它和 一样是氧化还原反应。 中 是 0 价， 中两种元素已经各带正负价。
- 链状烷烃 含共价键 ： 键 个， 键 个，相加得 。教材没有，考试常用（ 题）。
- 常见物质每摩尔含的键： 2 mol ； 3 mol ； 6 mol ； 1 mol （非极性键）。有双键、三键的分子，题目常问“共用电子对数”，双键算 2 对、三键算 3 对。
- 同一种原子和不同原子成键时，两者电负性相差越大，键的极性越强。
- 共价化合物中，共用电子对偏向的元素显负价，偏离的元素显正价，化合价的数值等于偏移的电子对数。
- 错在哪：认为含非极性键的物质一定是单质。 为什么错：理解性错误。非极性键只要求键两端是同种原子，化合物里也可以有，如 、、。 正确做法：逐根键看两端的原子，不看整个物质是不是单质。
- 错在哪：认为“只含极性键的分子一定是极性分子”。 为什么错：理解性错误，把键的极性和分子的极性混为一谈。 是直线形，两个 的极性互相抵消。 正确做法：键的极性看键两端的原子，分子的极性还要看空间结构（第 17 章）。
- 错在哪： 溶于水电离出 和 ，所以认为 是离子化合物。 为什么错：理解性错误。 分子中是共价键，是水分子的作用使 键断裂电离；液态 不导电。 正确做法：物质类别看纯净物本身的化学键，不看溶于水后的情况。
共价键像两个人拔河抢一根绳（电子对）。两个人力气一样（同种原子），绳子停在中间，是非极性键；力气不一样（电负性不同），绳子偏向力气大的一方，但没被拉走，是极性键；力气差得太多，绳子被整个拉走，就成了离子键。下图把常见的键按电负性差排在一条线上。
- 前置：第 15 章电负性，判断共用电子对偏向哪一方。
- 前置：第 2 章 2.5 节，共价分子的电子式和结构式。
- 后续：第 17 章分子的极性，键的极性加上空间结构决定分子的极性。
- 后续：第 18 章共价晶体（、金刚石），共价键连成网状结构。
- 常一起考：第 1 章 1.6 节 判断题（数共价键）；第 5 章氧化还原（由化合价判断）。
16.4 σ 键与 π 键
Section titled “16.4 σ 键与 π 键”宏观：乙烷不能和溴水反应，乙烯却能使溴水褪色（加成反应），说明碳碳双键中有一个键比较容易断开。 的三键却非常牢固，常温下 很不活泼，可以作保护气。
微观：选择性必修 2 从原子轨道的角度看共价键：成键时两个原子的原子轨道互相重叠，两核之间电子云密度增大，形成共价键。按重叠方式分两种：
- σ 键：两个原子轨道沿两核连线（键轴）方向以”头碰头“方式重叠。电子云沿键轴呈轴对称，重叠程度大，比较牢固；以 σ 键相连的两个原子可以绕键轴旋转。按参与的轨道有 – σ 键（）、– σ 键（）、– σ 键（）。
- π 键：两个互相平行的 轨道以”肩并肩“方式重叠。电子云分布在键轴的上下两侧，呈镜像对称；重叠程度比 σ 键小，在碳的化合物中一般不如 σ 键牢固，容易断裂；有 π 键的两个原子不能绕键轴自由旋转。
两原子之间的键的组成：
| 键 | 组成 | 例子 |
|---|---|---|
| 单键 | 1 个 σ 键 | 、、 |
| 双键 | 1 个 σ 键 + 1 个 π 键 | 、、 |
| 三键 | 1 个 σ 键 + 2 个 π 键 | 、、 |
的三键：每个 原子有 3 个未成对的 电子，分别在互相垂直的 、、 轨道上。沿键轴的 头碰头形成 1 个 σ 键； 和 只能肩并肩，形成 2 个 π 键。所以 是 1σ2π。
符号：常见分子的 σ 键、π 键数目：（）2σ2π；（）2σ2π；乙烯 5σ1π；乙炔 3σ2π；乙酸 7σ1π。
- 题目给分子或结构式，问 σ 键、π 键的数目或比值 → 画出结构式，每根短线算 1 个 σ 键，双键再加 1 个 π 键，三键再加 2 个 π 键 → 分别相加。
- 题目问“为什么乙烯、乙炔容易发生加成反应”“为什么 很稳定”，或给键能数据让解释 → 用 π 键和 σ 键的牢固程度比较 → 拿键能数据算出 π 键的贡献。
- 题目问某个 σ 键是由什么轨道重叠形成的（–、–、–），或问哪些原子能形成 π 键 → 看成键原子用的是 轨道还是 轨道 → 轨道只能形成 σ 键。
- 两个原子之间最多只有 1 个 σ 键；有 π 键就一定先有 σ 键，π 键不能单独存在。
- 原子只有 轨道，球形，没有“肩”，只能形成 σ 键。
- σ 键一般比 π 键牢固，但不能绝对化：碳的化合物里 键能（615）小于 （347.7）的 2 倍，说明 π 键较弱；而 键能（946）远大于 （193）的 3 倍，说明 中的 π 键并不弱，这正是 特别稳定的原因。
- – σ 键没有方向性，因为 轨道是球形，从哪个方向重叠都一样；其他共价键都有方向性。
- 苯分子里 6 个碳原子之间除 6 个 σ 键外，是一个所有碳原子共有的大 π 键，不能按“3 个双键”数出 3 个 π 键（第 17、32 章）。苯共有 12 个 σ 键。
- 配位键也是 σ 键： 中 4 个 都是 σ 键（16.5 节）。
为什么头碰头更牢固：原子轨道重叠越多，两核之间电子云越密集，键越牢固（最大重叠原理）。 轨道沿自身伸展方向最长，头碰头时重叠部分正好在两核之间，重叠多；肩并肩时只有侧面一小部分重叠，而且重叠区不在两核连线上。
为什么两原子间只有 1 个 σ 键（关键一步：σ 键要求轨道沿键轴重叠，而键轴只有一个方向。一个 轨道（如 ）沿键轴用掉以后，剩下的 、 都和键轴垂直，没法再头碰头，只能和对方平行的 轨道肩并肩，形成 π 键）。
用键能算 π 键有多牢： 的键能 是 1 个 σ 键加 1 个 π 键的总和。把 σ 键近似看作 单键的 ，π 键约 ，比 σ 键小，所以加成时总是 π 键断开。严格地说双键中 σ 键的强度和单键不完全相同，轨道重叠的定量处理要用大学结构化学。
为什么 π 键使两原子不能旋转：σ 键电子云绕键轴轴对称，转动不改变重叠程度；π 键靠两个平行的 轨道重叠，一转就不平行了，π 键会断开。这就是烯烃有顺反异构的原因（第 31 章）。
例 1 （场景：数 σ 键和 π 键）丙烯醛（）是一种有机合成原料。一个丙烯醛分子中有几个 σ 键、几个 π 键？
解：
判断依据：单键 1σ，双键 1σ1π（本节说明的表）。
画出结构式（见下图）： 1 个、 1 个，都是 1σ1π； 单键 1 个、 单键 4 个，各 1σ。
σ 键： 个；π 键： 个。
容易卡在：漏数 键。结构简式把 合写在碳上，必须展开成结构式再数。
另一种解法：无环分子里，每两个直接相连的原子之间恰好有 1 个 σ 键，所有原子连成一棵“树”，所以 σ 键数 = 原子数 − 1（有环时再加环数）。丙烯醛 共 8 个原子，σ 键 个；π 键数 = 双键数 + 2 × 三键数 = 2。教材没有，考试常用；成立条件是能确定分子中环的个数（苯有 1 个环，σ 键 ）。逐根数适合结构复杂、需要同时回答别的问题的情况；“原子数 − 1”适合只问 σ 键总数的选择题，几秒钟就出结果。
例 2 （场景：用 π 键解释反应活性）已知键能： ， ， ， 。用 σ 键、π 键的观点解释：（1）乙烯容易发生加成反应；（2） 化学性质很稳定。
解：
判断依据：键能越小越容易断开（16.6 节）；双键、三键的键能 = σ 键 + π 键（本节原理解释）。
（1） 中 π 键约 ，小于 σ 键的 。π 键较弱、容易断裂，断开后两个碳原子各空出一个成键位置，可以加上其他原子，所以乙烯易发生加成反应。答题句式：乙烯分子中含有 π 键，π 键的键能比 σ 键小，容易断裂，因此乙烯易发生加成反应。
（2） 键能 ，远大于 的 3 倍 ，说明 中的 π 键也很牢固，要断开 需要很高的能量，所以 很稳定（合成氨需要高温、高压、催化剂）。
容易卡在：（2）照搬“π 键弱”的结论，得出 活泼。“π 键弱于 σ 键”只在碳的化合物中成立。
例 3 （场景：判断轨道重叠方式）下列关于共价键的说法正确的是（ ）。
A. 中的共价键是 – σ 键 B. 中的共价键由 的 轨道和 的 轨道头碰头重叠形成 C. 分子中含有 1 个 σ 键和 1 个 π 键 D. 乙炔分子中两个 原子各形成 1 个 π 键
解：B。
判断依据： 轨道只能形成 σ 键；单键只有 1 个 σ 键（本节注意点）。
A 只有 轨道，是 – σ 键；C 是单键，只有 1 个 – σ 键；D 原子只能形成 σ 键；B 的 与 的 （有 1 个未成对电子的那个）沿键轴重叠，是 – σ 键，正确。
- 无环分子：σ 键数 = 原子数 − 1；有环分子：σ 键数 = 原子数 − 1 + 环数。π 键数 = 双键数 + 2 × 三键数（大 π 键另算）。教材没有，考试常用，推导见本节例 1。
- 单键可以旋转，双键、三键不能旋转；含 π 键的有机物能发生加成反应。
- 原子只形成 σ 键，所以分子中 键全是 σ 键。
- 常用数目：、 都是 2σ2π；、 都是 1σ2π（ 与 电子数相同，结构相似）。
- 错在哪：把双键数成 2 个 σ 键，三键数成 3 个 σ 键。 为什么错：理解性错误。两原子之间只有一个键轴，只能有 1 个 σ 键，多出的都是 π 键。 正确做法：每对相连原子先记 1 个 σ 键，再按双键、三键补 π 键。
- 错在哪：认为 π 键一定比 σ 键弱，所以三键越多分子越活泼。 为什么错：理解性错误，把碳化合物的经验当成普遍规律。 的 π 键很牢固。 正确做法：比较牢固程度要看键能数据。
- 错在哪：数苯的 π 键时数成 3 个。 为什么错：记忆性错误。苯的 6 个碳之间是一个大 π 键，碳碳键完全相同，不是单双键交替。 正确做法：苯有 12 个 σ 键和 1 个大 π 键（第 32 章）。
σ 键像两个人面对面握手，手伸得直、握得紧，而且握着手也能转圈；π 键像两个人并排站、胳膊挨着胳膊，接触面小、容易分开，一转身就松了。数键时记一句话：相邻原子先握一次手（σ），双键再挨一次肩（π），三键挨两次肩（2π）。
- 前置：第 14 章原子轨道（ 轨道球形、 轨道哑铃形、三个 轨道互相垂直）。
- 后续：第 17 章杂化轨道，杂化轨道只形成 σ 键，未参与杂化的 轨道形成 π 键。
- 后续：第 31 章烯烃、炔烃的加成反应和顺反异构；第 32 章苯的大 π 键。
- 常一起考：16.6 节键能（用键能比较 σ 键和 π 键）。
16.5 配位键
Section titled “16.5 配位键”宏观：氨气和氯化氢相遇产生白烟（ 固体）；白色的无水 遇水变蓝，蓝色来自 ；向 溶液中滴加氨水，先生成蓝色沉淀，氨水过量后沉淀溶解，得到深蓝色溶液，深蓝色来自 （第 18 章）。
微观：普通共价键里，共用电子对由两个原子各出 1 个电子。配位键是一种特殊的共价键：共用电子对由一个原子单方面提供，另一个原子提供空轨道。
- 提供孤电子对的原子叫给予体，如 中的 、 中的 ，它们都有未成键的孤电子对。
- 提供空轨道的原子叫接受体，如 （ 轨道是空的）、 等过渡金属离子、 中的 （只有 6 个电子，有空轨道）。
- 以 为例： 中 的一对孤电子对进入 的空 轨道，两者共用，形成 配位键。形成后 4 个 键的键长、键能、键角完全相同， 是正四面体形。
符号：配位键用箭头表示，箭头从提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，如 。生成 、 的反应：，。电子式里看不出哪一个是配位键， 的电子式中 4 对共用电子对写法相同。
- 题目问某微粒或物质中有没有配位键（、、、） → 找“一方有孤电子对、另一方有空轨道”，或看某原子的成键数超出常规（ 成 4 根键、 成 3 根键、 成 4 根键） → 有就含配位键。
- 题目给陌生的加合物、储氢材料、配离子，要求画结构、标出配位键或数 σ 键 → 先判断谁给孤电子对、谁给空轨道 → 箭头从给予体指向接受体，配位键也算 σ 键。
- 题目要求写生成 、 的方程式并说明形成了什么键 → 写方程式 → 说明形成的是配位键（属于共价键）。
- 配位键形成以后和普通共价键没有区别： 中 4 个 完全相同，不能说“其中一个 键更长或更弱”。
- 配位键属于共价键，不是第三类化学键。含配位键的 是离子化合物，因为 与 之间是离子键。
- 含配位键的不一定是配合物：、 不叫配合物。配合物是金属离子（或原子）与配体以配位键结合形成的化合物，定义和性质在第 18 章。
- 配位键不一定涉及金属：、、 与 的加合物里都没有金属。
- 例外：气态氯化铝常以双分子 形式存在，一个 中 的孤电子对进入另一个 的空轨道，形成 配位键。这也说明 是共价化合物。
- 箭头方向不能写反：从“给电子对的”指向“收电子对的”。
配位键的本质还是共用电子对：共价键的本质是两核共同吸引一对电子，至于这对电子原来是谁的，对成键后的状态没有影响（关键一步：电子是不可区分的，进入两核之间后，“来自 的那一对”和”、 各出一个的那几对“没有任何差别，所以 的 4 个键完全相同）。
形成条件：一方要有孤电子对（、、、 等成键后常有孤电子对）；另一方要有能量合适的空轨道（、过渡金属离子、缺电子的 、）。两个条件缺一不可： 中 没有孤电子对，不能再结合 。 为什么是正四面体，要用第 17 章的杂化轨道理论解释。
例 1 （场景：判断有没有配位键）下列微粒中含有配位键的是（ ）。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
A. ①②④ B. ①③⑤ C. ②④⑥ D. ①②④⑥
解：A。
判断依据：一方有孤电子对、一方有空轨道；成键数超出常规（本节使用场景第 1 条）。
① 成 4 根键，含 配位键；② 成 3 根键，含 配位键；④ 中 的孤电子对进入 的空轨道，含 配位键；③ 成 4 根普通共价键，没有孤电子对；⑤ 是普通共价键；⑥ 中 有空轨道，但单独的 分子里没有别的原子给它电子对，3 个 都是普通共价键。
容易卡在：⑥ 看到 有空轨道就选。有空轨道只是条件之一，要和 、 等结合后才形成配位键。
例 2 （场景：陌生物质中的配位键）（陌生情境）氨硼烷（）是一种研究中的固态储氢材料，常温下为白色固体，分子中 与 直接相连，每个 、 上各连 3 个 。（1）分子中哪个键是配位键？用箭头表示。（2）一个分子中有几个 σ 键？（3） 和 为什么能结合？
解：
判断依据：配位键由孤电子对和空轨道形成，箭头从给予体指向接受体（本节说明）；配位键也是 σ 键（16.4 节注意点）。
（1）这一步用的是题给信息加课本知识：题目给出 与 相连、各连 3 个 （题给信息）。 中 已有 3 根键和 1 对孤电子对； 最外层只有 3 个电子，在 中成 3 根键后只有 6 个电子，有 1 个空轨道（课本知识）。所以 键是配位键，写作 ，箭头由 指向 。
（2）3 个 、3 个 、1 个 ，全是单键，共 7 个 σ 键（用“原子数 − 1”验算：）。
（3） 有孤电子对， 有空轨道，满足形成配位键的两个条件，结合后 也达到 8 电子稳定结构。
容易卡在：把箭头画成从 指向 。记住“箭头跟着电子对走”，电子对从 出发。
例 3 （场景：写方程式并说明形成的键）写出氨气与氯化氢反应、水与氢离子结合的方程式，并说明反应中形成了哪些化学键。
解：
： 的 键断开， 接受 的孤电子对形成 配位键；生成的 和 之间形成离子键。
： 的一对孤电子对进入 的空轨道，形成 配位键。
判断依据：、 有孤电子对， 有空轨道（本节说明）。
三查：第一个方程式两边 1、 4、 1，原子守恒，无电荷；第二个两边 3、 1，电荷都是 。都不是氧化还原反应（ 始终 价、 始终 价）。 是固体，气体相遇生成白烟，方程式不标 ↑↓。
- 成键数“超标”的原子一般带着配位键： 成 4 根键（）、 成 3 根键（）、 成 4 根键（、、）。由” 正常成 3 根、 成 2 根、 成 3 根“推出，多出的一根就是配位键。教材没有，考试常用。
- 含配位键的常见微粒：、、、、、、。
- 含配位键的化合物可能是离子化合物（），也可能是共价化合物（）。
- 错在哪：认为 中有一个 键和其他三个不同。 为什么错：理解性错误。配位键只是形成过程不同，形成后和普通共价键完全相同。 正确做法： 的 4 个 键键长、键能相同，正四面体形。
- 错在哪：配位键的箭头画成从 （或金属离子）指向 。 为什么错：规范性错误。箭头表示电子对的来源方向。 正确做法：箭头从提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子。
- 错在哪：把配位键当作和离子键、共价键并列的第三类化学键，或认为含配位键的物质都是配合物。 为什么错：理解性错误。配位键是特殊的共价键；配合物另有定义。 正确做法：配位键归入共价键； 含配位键但不是配合物。
普通共价键是“AA 制”，两边各出一个电子；配位键是“一方请客”：一方出电子对（钱），另一方出空轨道（座位）。坐下以后吃的是同一桌菜，分不出哪道菜是谁点的，所以成键后和普通共价键一样。找配位键时问两件事：谁手里有闲着的电子对？谁有空座位？
- 前置：16.3 节共价键；第 2 章电子式中的孤电子对。
- 后续：第 18 章配合物（中心离子、配体、配位数， 的形成）。
- 后续：第 17 章杂化轨道，解释 为什么是正四面体。
- 常一起考：第 11 章氮及其化合物（ 与酸反应、铵盐）。
16.6 键参数：键能、键长、键角
Section titled “16.6 键参数：键能、键长、键角”宏观：卤化氢中， 加热到很高温度也几乎不分解， 受热就容易分解； 很不活泼， 却极活泼。 分子是直线形， 分子是 V 形。这些差别用三个键参数描述。
微观：
- 键能：气态分子中 化学键解离成气态原子所吸收的能量，单位 。键能越大，键越牢固，分子越稳定。
- 键长：形成共价键的两个原子核间的平衡距离，单位 （）。同类键比较，键长越短，键能一般越大，键越牢固。
- 键角：多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。键角决定分子的空间形状： 180°（直线形）， 约 105°（V 形）， 约 107°（三角锥形）， （正四面体形）。
- 分工：键能和键长决定分子的稳定性，键长和键角决定分子的空间结构。
符号：常用键能和键长（键能按人教版选择性必修 2 第二章第一节的键能表，键长按常用手册值）：
| 键 | 键能/() | 键长/ | 键 | 键能/() | 键长/ |
|---|---|---|---|---|---|
| 436.0 | 74 | 347.7 | 154 | ||
| 157 | 141 | 615 | 133 | ||
| 242.7 | 198 | 812 | 120 | ||
| 193.7 | 228 | 413.4 | 109 | ||
| 152.7 | 267 | 390.8 | 101 | ||
| 568 | 92 | 462.8 | 96 | ||
| 431.8 | 127 | 193 | 146 | ||
| 366 | 141 | 946 | 110 | ||
| 298.7 | 161 | 497.3 | 121 |
- 题目比较几种分子的热稳定性（氢化物、卤素单质），要求“从键参数角度解释” → 比较相应化学键的键能（或键长） → 键能大、键长短的分子稳定。
- 选择题考键参数的概念和反例（键能与熔沸点、键长与键能、双键与单键的关系） → 对照定义和例外 → 逐项判断。
- 题目给键角，问分子形状，或问” 为什么不是直线形” → 由键角定形状 → 形状的成因在第 17 章用价层电子对互斥模型解释。
- 键能针对的是气态分子和气态原子；用键能比较的是分子内部化学键的牢固程度，即化学性质（热稳定性）。
- 分子物质的熔点、沸点由分子间作用力决定，与键能无关： 沸点比 高是因为 分子间有氢键； 的 键能最小，沸点却是卤素单质中最高的（第 17 章）。
- 例外： 键长比 短，键能却小得多（157 对 242.7）。 原子半径很小，两个 原子靠得很近时，各自的孤电子对互相排斥强烈，削弱了 键。“键长越短键能越大”在这里不成立。
- 双键键能不等于单键的 2 倍，三键不等于单键的 3 倍： 615 小于 ， 946 大于 （16.4 节）。
- 键角教材取 105°，精确测定值约 104.5°；答题按教材写。
- 断开 某化学键吸收的能量，等于形成 该化学键放出的能量，数值相同、方向相反（16.8 节）。
键长和键能来自同一条曲线：两个 原子靠近时体系能量的变化如下图。远处能量记为 0；靠近时核与对方电子相互吸引，能量下降；距离 时能量最低；再靠近，核间排斥使能量急剧上升（关键一步：最低点的横坐标就是键长，最低点的深度就是键能。要把成键的两个原子拉开到相距无穷远，必须补回这段深度的能量，所以键能 = 断键吸收的能量 = 成键放出的能量）。
原子半径越大，键越长越弱：同主族从上到下原子半径增大， 中 的价电子离核越远，轨道重叠越少，共用电子对受核的吸引越弱，所以键长增大、键能减小。这就是 到 热稳定性依次减弱、也和非金属性依次减弱一致的微观原因（第 15 章）。
键角从哪里来：键角由中心原子周围成键电子对和孤电子对的相互排斥决定，第 17 章的价层电子对互斥模型可以预测；为什么具体是 105° 而不是别的数，严格计算要用大学结构化学。
例 1 （场景：比较分子稳定性）比较 、、、 的热稳定性，并从键参数的角度说明原因。
解：
判断依据：键能越大、键长越短，分子越稳定（本节说明）。
热稳定性 。
答题句式：从 到 原子半径依次增大， 键的键长依次增大（92、127、141、161 pm），键能依次减小（568、431.8、366、298.7 kJ/mol），共价键越来越容易断裂，所以分子的热稳定性依次减弱。
容易卡在：答成” 分子间有氢键，所以最稳定”。氢键影响的是沸点，不是热稳定性；热稳定性要断的是分子内的 键。
例 2 （场景：键参数的概念与反例）下列说法正确的是（ ）。
A. 的沸点比 高，是因为 键的键能比 键大 B. 键的键长比 键短，所以 键的键能比 键大 C. 的键能（）大于 （），这是 比乙炔难发生加成反应的原因之一 D. 的键能是 键能的 2 倍
解：C。
判断依据：键能管化学稳定性，不管沸点； 是反例；双键键能不等于单键的 2 倍（本节注意点）。
A 沸点由分子间作用力决定， 沸点高是因为分子间有氢键；B 键能 157，比 的 242.7 小；D ；C 键能越大越难断开，正确。
例 3 （场景：由键角判断分子形状） 和 都是三原子分子，都由中心原子和两侧两个相同原子构成。已知 中 键角为 180°， 中 键角约为 105°。两种分子各是什么形状？画出示意图。
解：
判断依据：键角决定分子的空间形状（本节说明）。
键角 180° 说明两个 键在一条直线上， 是直线形；键角 105° 说明两个 键成一定夹角， 是 V 形（角形）。
容易卡在：按化学式的写法 把水当成直线形。结构式只表示连接顺序，不表示真实的角度；同样是三原子分子，形状要看键角，形状的成因见第 17 章。
- 氢化物热稳定性：同主族从上到下减弱（，）；同周期从左到右增强（）。与非金属性的递变一致，键能是它的微观原因（本节原理解释）。
- 相同两种原子之间：键能 单键 < 双键 < 三键，键长 单键 > 双键 > 三键（ 154、 133、 120 pm）。
- 一般规律：成键原子半径越小，键长越短，键能越大；例外是 、、 这类两端都有孤电子对的短单键，键能反常偏小。
- 用键能可以估算反应热： 反应物键能总和 生成物键能总和（16.8 节）。
- 错在哪：用键能解释分子物质的沸点高低，如” 沸点比 高是因为 键能大”。 为什么错：理解性错误。沸腾时只是分子彼此分开，分子内的 键并不断开。 正确做法：沸点看分子间作用力和氢键（第 17 章）；热稳定性才看键能。
- 错在哪：认为键长越短键能一定越大，推出 比 稳定。 为什么错：记忆性错误， 的反例没记。 正确做法：比较时以键能数据为准，记住 键能反常小。
- 错在哪：把键能说成“形成 化学键吸收的能量”。 为什么错：规范性错误。断键吸收能量，成键放出能量。 正确做法：键能是“气态分子中断开 化学键生成气态原子所吸收的能量”。
键能像“拆开这对搭档要花的力气”，键长像“两人手臂的长度”：手臂越短抱得越紧，越难拆开（ 是例外，两个人身上带刺，抱得近反而互相扎）。下图把四种卤化氢的键能和键长放在一起：柱子越矮越容易拆开，分子越不稳定。
- 前置：16.3 节共价键的形成；16.4 节 σ 键、π 键。
- 前置：第 15 章原子半径和非金属性的递变。
- 后续：第 17 章价层电子对互斥模型，解释键角和分子形状；分子间作用力和氢键解释沸点。
- 后续：第 19 章用键能计算反应热。
- 常一起考：第 15 章元素周期律（氢化物稳定性比较）。
16.7 由电子式判断化学键类型与物质类别
Section titled “16.7 由电子式判断化学键类型与物质类别”宏观：冰融化成水只要很少的能量（每摩尔约 ），把水分子拆成氢原子和氧原子却要很多能量（每摩尔水要断开 键，约 ）。前者只是分子彼此分开，后者要拆开分子内部的连接。
微观：
- 化学键：相邻的原子（或离子）之间强烈的相互作用。分为离子键、共价键（含配位键）和金属键（第 18 章）。
- 分子间作用力：分子与分子之间较弱的相互作用，又叫范德华力，比化学键弱得多，不是化学键。它影响熔点、沸点和溶解度；、、 分子之间还有一种较强的分子间作用力叫氢键，也不是化学键（详见第 17 章）。
- 由化学键给物质分类：
| 物质 | 含有的化学键 | 例子 |
|---|---|---|
| 离子化合物 | 一定有离子键，可能有共价键 | （只有离子键）；、、（离子键 + 共价键） |
| 共价化合物 | 只有共价键 | 、、、 |
| 非金属单质 | 非极性共价键（ 例外，第 17 章） | 、、、金刚石 |
| 稀有气体单质 | 没有化学键 | 、、 |
| 金属单质 | 金属键 | 、 |
- 物质变化中化学键的变化：化学反应的本质是旧化学键断裂、新化学键形成。只有化学键断裂、没有新键形成的是物理变化： 熔化或溶于水破坏离子键， 溶于水电离破坏共价键，但都没有生成新物质。冰融化、干冰升华、碘升华只克服分子间作用力，化学键不变。
符号：从电子式读出化学键：
- 有方括号、标了电荷 → 有离子，离子与离子之间是离子键。
- 方括号里有两个以上原子（如 、、）→ 离子内部原子之间是共价键。
- 没有方括号、原子之间是共用电子对 → 共价键；共用电子对两侧是同种原子 → 非极性键，不同种 → 极性键。
- 配位键在电子式里看不出来，要看成键数（16.5 节）。
- 题目给电子式或化学式，问“含哪些化学键”“属于离子化合物还是共价化合物” → 先找有没有离子（方括号、金属阳离子、），再看离子内部和分子内部的共用电子对 → 按上图流程逐层判断。
- 题目问某变化中“破坏了什么作用”“有没有化学键断裂”“是不是化学变化” → 先看有没有新物质生成，再看物质类别 → 离子化合物熔化溶解破坏离子键，共价化合物电离破坏共价键，分子物质状态变化只克服分子间作用力。
- 选择题考概念（“含金属元素的化合物一定是离子化合物”“稀有气体中有共价键”等） → 逐项对照本节注意点里的例外清单 → 能举出一个反例就判错。
- 例外：稀有气体单质是单原子分子，没有化学键，只有分子间作用力。“所有物质都含化学键”是错的。
- 例外： 含金属，是共价化合物（16.2 节）。
- 例外： 全由非金属元素组成，是离子化合物，含离子键、极性共价键和配位键。
- 例外： 中的三键是 1 个 σ 键 + 2 个 π 键，不是 3 个相同的键（16.4 节）。
- 离子化合物中可以有共价键（），甚至有非极性共价键（ 的 ）；共价化合物中绝不会有离子键。
- 有化学键断裂的变化不一定是化学变化： 熔化、 溶于水都断了键，但没有新键形成，是物理变化。
- 分子间作用力（含氢键）不是化学键；冰融化不破坏 键。
- 离子化合物由离子构成，化学式不代表分子；共价化合物有的由分子构成（），有的由原子直接构成网状结构（，第 18 章）。
为什么离子化合物熔化就要破坏化学键，分子物质却不用：离子化合物里没有分子，阴、阳离子靠离子键排成晶体，熔化时离子离开固定位置，离子键就被破坏了。分子物质由一个个分子堆起来，分子内部靠共价键，分子之间靠分子间作用力；熔化、汽化只是把分子彼此拉开，分子本身不变（关键一步：化学键的强度一般在每摩尔一百到几百千焦，分子间作用力只有每摩尔几到几十千焦，相差一到两个数量级，所以加热时先被克服的总是分子间作用力，化学键要到很高温度或发生反应时才断）。
为什么“只断键”不算化学反应：化学变化的标志是生成新物质，生成新物质必须形成新的化学键。 溶于水， 和 被水分子包围、彼此分开，但没有和别的微粒形成新的化学键，冷却蒸干后还是 。
例 1 （场景：由电子式判断化学键和物质类别）下图是四种物质的电子式。分别指出它们含有的化学键类型，并判断属于离子化合物还是共价化合物。
解：
判断依据：有方括号和电荷就有离子键；方括号内或分子内的共用电子对是共价键，同种原子之间是非极性键（本节说明的符号部分）。
（1）：有 和 两个方括号，两者之间是离子键； 内 是极性共价键，其中一个是配位键。离子化合物。
（2）：没有方括号， 是极性键， 是非极性键。共价化合物。
（3）： 与 之间是离子键； 内两个 共用三对电子（），是非极性共价键。离子化合物（实验室制乙炔的原料，第 31 章）。
（4）：两个 与 之间是离子键， 是单原子离子，没有共价键。离子化合物，只含离子键。
容易卡在：（3）把 拆成两个 。方括号括住两个原子，说明它们是一个整体阴离子，内部有共价键。
例 2 （场景：变化中破坏的作用）下列变化中，只破坏共价键的是（ ）。
A. 碘升华 B. 熔化 C. 溶于水 D. 溶于水
解：C。
判断依据：按物质类别和变化类型判断破坏的作用（本节说明和下图）。
A 碘是分子物质，升华只克服分子间作用力，不破坏化学键；B 离子化合物熔化，破坏离子键；D 在水中电离：， 与 之间的离子键和 内的 共价键都被破坏；C 是共价化合物，电离时 共价键断开，，只破坏共价键。
容易卡在：D 只想到离子键。 在水中把 也电离开了；熔融时才只电离成 和 、只破坏离子键。
例 3 （场景：概念判断）下列说法正确的是（ ）。
A. 含金属元素的化合物一定是离子化合物 B. 全部由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 C. 稀有气体分子中存在共价键 D. 离子化合物中可能含有非极性共价键
解：D。
判断依据：能举出一个反例就判错（本节使用场景第 3 条）。
A 反例 ；B 反例 ；C 稀有气体是单原子分子，没有化学键；D 是离子化合物， 中有 非极性键，正确。
- ：溶于水 ，破坏离子键和共价键；熔融时电离成 和 ，只破坏离子键。用熔融与溶于水的区别可以区分离子键和共价键。
- 离子化合物熔化、溶解：破坏离子键；共价化合物溶于水电离（酸）：破坏共价键；分子物质熔化、汽化、升华：只克服分子间作用力；共价晶体（、金刚石）熔化：破坏共价键（第 18 章）。
- 判断“含有什么键”按“有无离子 → 离子内部 → 分子内部”三层逐层查，不漏项。
- 错在哪：说“所有物质中都存在化学键”。 为什么错：记忆性错误。稀有气体是单原子分子，原子之间只有分子间作用力。 正确做法：记住稀有气体是“没有化学键”的唯一一类常见物质。
- 错在哪：认为“有化学键断裂的变化一定是化学变化”。 为什么错：理解性错误。化学变化需要旧键断裂和新键形成两步； 溶解只断不成。 正确做法：以“有没有新物质（新化学键）生成”为准。
- 错在哪：认为冰融化时 键断开。 为什么错：理解性错误，把分子间作用力和化学键混为一谈。冰融化后还是 分子。 正确做法：分子物质的状态变化只克服分子间作用力（含氢键）。
把物质想成积木：化学键是每块积木内部的胶水，分子间作用力是积木堆起来时彼此之间的摩擦。把积木堆推倒（熔化、汽化）不用拆积木；只有拆开积木再拼成新形状（化学反应），胶水才会断开又重新粘上。离子化合物比较特殊：它没有一块块独立的“积木”，整个晶体就是用离子键粘成的一大块，所以熔化就得撕开离子键。
- 前置：16.2 节离子键、16.3 节共价键、16.5 节配位键；第 2 章电子式的写法。
- 后续：第 17 章分子间作用力和氢键；第 18 章四类晶体（离子晶体、分子晶体、共价晶体、金属晶体）中微粒间作用力的比较。
- 常一起考：第 4 章电解质的电离（ 在水中和熔融时的电离）；第 2 章“化学用语正误判断”选择题。
16.8 化学键与化学反应中的能量变化
Section titled “16.8 化学键与化学反应中的能量变化”宏观：化学反应都伴随能量变化：氢气在氯气中燃烧放出热量，碳酸钙分解要持续加热。
微观：化学反应是旧化学键断裂、新化学键形成的过程。断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量。
- 成键放出的总能量 > 断键吸收的总能量 → 反应放热。
- 成键放出的总能量 < 断键吸收的总能量 → 反应吸热。
以 为例：断开 和 共吸收 ；形成 放出 ；放出的多，净放出 。
符号：用键能估算反应热（焓变 ，放热为负、吸热为正，第 19 章）：
上例 ；实验测得 ，两者很接近。
- 题目问“某反应为什么放热（吸热）”，或给能量变化示意图问断键吸收、成键放出多少 → 比较断键吸收与成键放出的能量 → 放出多则放热。
- 题目给键能数据，求反应热或热化学方程式中的 → 数清每种物质里各种键的个数 → 代入 反应物键能总和 生成物键能总和（详细计算和各种变形在第 19 章）。
- 题目比较两个同类反应放热的多少（ 与不同卤素反应），或比较物质的稳定性 → 生成物键能越大，放热越多；物质键能越大，本身能量越低越稳定。
- 断开和形成同一种化学键，能量数值相等、方向相反：断 吸收 ，形成 放出 。
- 公式是“反应物减生成物”，和用物质能量算 （生成物总能量 反应物总能量）的顺序相反，不能记混。
- 键能是气态数据，公式严格只适用于各物质都是气态的反应；有液态水、固体参加时还要考虑状态变化的能量（第 19 章）。
- 要按结构数键： 含 ， 含 ， 含 ； 含 （第 18 章）。
- 教材键能表里的很多数据是平均值，用键能算出的 是估算值，与实验值略有差别。
- 不是只有化学反应才有化学键断裂的能量变化： 溶于水、 溶于水也有断键，但不是化学反应。
为什么断键吸能、成键放能：16.6 节的能量曲线中，两个原子成键后处在能量最低点。要把它们拉开，必须外界提供能量；反过来原子靠近成键，体系能量降低，多出的能量放出（关键一步：断键和成键是同一过程的正反两个方向，根据能量守恒，两者能量数值必然相等，所以同一个键能既是断键吸收的能量，也是成键放出的能量）。
公式为什么成立：设想反应分两步走：第一步把反应物的键全部断开，变成气态原子，吸收 ；第二步原子重新组合成生成物，放出 。总的能量变化与途径无关（第 19 章盖斯定律），所以 。真实反应并不先把分子拆成原子，这只是计算上的设想。
例 1 （场景：用键能求反应热）已知键能： ， ， 。估算合成氨反应 的 。
解：
找关系：； 含 ， 含 ， 含 。
列式：。
计算：反应物 ，生成物 ，。
检验：结果为负，合成氨是放热反应，与事实一致；教材给出的实验值是 ，估算值与它相差约 2%，合理。单位 指按方程式系数反应 。
三查：方程式两边 2、 6，原子守恒；电子守恒： 从 0 价降到 价，2 个 得 6 个电子， 从 0 价升到 价，6 个 失 6 个电子；热化学方程式标明状态、不写条件。
容易卡在：把 的键数算成 3（忘了乘系数 2）。先写出“每种物质每摩尔几根键”，再乘物质的量。
例 2 （场景：读能量变化图、说明放热原因）根据 16.8 节说明中 与 反应的能量变化图回答：（1）由 和 变成气态原子，吸收多少能量？（2）由气态原子形成 放出多少能量？（3）从化学键的角度说明这个反应为什么放热。
解：
判断依据：断键吸能、成键放能，两者比较决定吸热还是放热（本节说明）。
读图三步：纵坐标是能量；三条横线从上到下依次是气态原子、反应物、生成物；向上的箭头是吸收，向下的箭头是放出。
（1）向上的红色箭头：吸收 。
（2）向下的蓝色箭头：放出 。
（3）答题句式：断开 键和 键吸收的总能量（）小于形成 键放出的总能量（），所以该反应放热。
容易卡在：（3）只写“生成物能量低于反应物”。题目要求从化学键的角度回答，要落到“断键吸收”和“成键放出”的比较上。
例 3 （场景：比较同类反应放热的多少）已知键能（）： 436.0， 242.7， 193.7， 431.8， 366。各物质均为气态， 分别与 、 完全反应，哪个放热多？多多少？
解：
找关系：；两个反应分别是 和 。
列式：；。
计算：，。与 反应放热多，多 。
检验： 比 稳定（键能大），生成更稳定的产物放热更多，与 16.6 节“氢化物稳定性”的结论一致。
另一种解法：两个反应都要断 ，可以直接比差值：，与 反应多放出 。相同的键（）在相减时抵消，不用代入。分别算适合题目还要两个反应各自的 时；只比较大小或求差值时用差值法，少算一半。
- ； 放热， 吸热。
- 生成物中的键越牢固（键能越大），反应放热越多： 与卤素反应放热 。
- 物质的键能越大，本身能量越低，越稳定；同一反应正向放热，则逆向吸热，数值相等。
- 错在哪：写成 。 为什么错：规范性错误，和“生成物总能量 反应物总能量”混了。键能是断键吸收的能量，反应物的键要断（吸收，记正），生成物的键要成（放出，记负）。 正确做法：记“反应物键能减生成物键能”，算完用“放热反应 为负”检查符号。
- 错在哪：算 燃烧的反应热时按 4 个 键计算。 为什么错：记忆性错误。 正四面体有 6 条棱，6 个 键。 正确做法：数键前先画出分子结构。
- 错在哪：用键能直接算生成液态水的反应热。 为什么错：理解性错误。键能针对气态，液态水还要加上水蒸气液化放出的热量。 正确做法：先算生成气态水的 ，再按第 19 章加上状态变化的能量。
化学反应像拆旧房、盖新房：拆房（断键）要花钱，盖房（成键）能拿到补贴。补贴比花销多，就赚了，表现为放热；花销比补贴多，就要倒贴，表现为吸热。键能就是每根“梁”的价钱，按图纸（结构式）数清楚有几根梁，账就算得清。
- 前置：16.6 节键能；16.3 节共价键数目的数法。
- 后续：第 19 章反应热与焓变、热化学方程式、盖斯定律、用键能计算反应热的完整方法。
- 后续：第 22 章活化能（断键需要先越过能垒）。
- 常一起考：第 15 章氢化物稳定性；第 18 章晶体中化学键的数目（、金刚石）。
16.9 知识点之间的关系
Section titled “16.9 知识点之间的关系”本章从“微粒之间怎么连”出发分成两条线。第一条是键的类型：电子完全转移形成离子键（16.2），共用电子对形成共价键（16.3），共用电子对由一方单独提供就是配位键（16.5）；有了这三种键，就可以从电子式判断一种物质含什么键、属于哪类物质，以及一个变化破坏了什么（16.7）。第二条是键的细节和后果：共价键按轨道重叠方式分成 σ 键和 π 键（16.4），键的牢固程度和方向用键能、键长、键角描述（16.6），键能又决定了化学反应放热还是吸热（16.8）。下图按题目问什么给出入口。
16.10 自测
Section titled “16.10 自测”- 下列化合物中既含离子键又含共价键的是：、、、。
- 设计实验证明 是共价化合物，写出实验方法和结论。
- 判断下列物质中的化学键是极性键还是非极性键：、、 中的 。
- 戊烷（）含有多少摩尔共价键？
- 一个 分子中有几个 σ 键、几个 π 键？一个乙炔分子呢？
- 判断：两个原子之间形成双键时，含有 2 个 σ 键。
- 下列微粒中含配位键的是：、、、。
- 写出 与 结合的方程式，并指出配位键中谁提供孤电子对、谁提供空轨道。
- 根据键能比较 、、 的热稳定性； 的键能比 大还是小？
- 下列变化中，化学键没有被破坏的是：（A）干冰升华；（B） 熔化；（C） 溶于水；（D） 在 中燃烧。
- 已知键能（）： 436.0， 497.3， 462.8。估算 的 。
- 已知键能（）： 436.0， 157， 568。估算 的 ，并与 和 反应（）比较。
答案：1. ；2. 取少量 加热至熔融（需加压），检测导电性，熔融状态下不导电，说明 是共价化合物；3. 非极性键， 极性键， 中 非极性键；4. （）；5. 2 个 σ 键、2 个 π 键，乙炔 3 个 σ 键、2 个 π 键；6. 错误，双键是 1 个 σ 键和 1 个 π 键；7. 、；8. ， 提供孤电子对， 提供空轨道；9. 稳定性 ， 的键能比 小；10. A；11. ；12. ，比 与 反应放热多。
16.11 深入阅读
Section titled “16.11 深入阅读”- PhET 互动仿真 · 分子极性：科罗拉多大学的免费仿真，拖动电负性滑块看共用电子对怎样偏移、键的极性怎样变化。
- 维基百科 · 化学键：离子键、共价键、配位键、金属键的概述，以及 σ 键与 π 键的轨道示意图。
- 国家中小学智慧教育平台：有必修第一册“化学键”和选择性必修 2”共价键“的同步课程视频。