被递来一条化学式、被问「这是离子的还是共价的?」,是化学键这一章里最快拿到的一批分数之一,前提是你有一条信得过的规则。
大多数学生能解释每种键如何形成,一被要求去归类一个陌生的化合物就愣住了。这份指南给你一套简短、可靠的判断方法、它背后的道理,以及 SPM 爱考的那几个例外。
一句话规则
这就是能立刻回答大多数题目的规则:
- 金属 + 非金属 → 离子。
- 非金属 + 非金属 → 共价。
因为离子键需要一个原子把电子送出去、另一个把电子拿过来,而金属是电子的给予者、非金属是电子的接受者。当两个非金属相遇,谁都不肯交出电子,于是它们改为共用,共用就是共价。
所以整个判断归结为认出金属与非金属,而这一点元素周期表一眼就能显示。
第一步:读元素周期表
金属占据周期表的左侧和中部;非金属在右侧。第 1 族和第 2 族元素,钠、钾、镁、钙,是金属。
第 17 族(卤素)、第 18 族,加上氧、氮、碳和氢,是非金属。只要你能把每种元素定位成金属或非金属,你就能给这个化合物归类。
在我们的元素周期表章节页里复习它的排布。
方法,一步一步来
- 认出化学式里的元素。
- 用元素周期表把每种元素归类成金属或非金属。
- 套用规则: 金属配非金属是离子;全是非金属是共价。
- 检查多原子离子的例外(见下文)。
- 能的话用性质确认,离子化合物熔点高,在熔融或溶液中能导电;简单共价化合物则不能。
归类算例
- NaCl,钠(金属)+ 氯(非金属)→ 离子。
- MgO,镁(金属)+ 氧(非金属)→ 离子。
- KBr,钾(金属)+ 溴(非金属)→ 离子。
- CO₂,碳(非金属)+ 氧(非金属)→ 共价。
- H₂O,氢(非金属)+ 氧(非金属)→ 共价。
- CH₄,碳和氢,都是非金属 → 共价。
规则一旦成了本能,每道五秒钟。
更深一层的原因:电负性
如果你想弄懂这条规则为什么管用,就想想电负性,原子把成键电子往自己这边拉的强弱。金属电负性低,非金属电负性高。
当一个低电负性的金属遇上一个高电负性的非金属,差别很大,非金属把电子彻底拉走,于是得到离子,一个离子键。当两个电负性都高且相近的非金属相遇,差别很小,谁也赢不了这场拔河,电子就保持共用,一个共价键。
你可以在我们的电负性术语条目里复习这个词。这也是为什么电负性差别大指向离子、差别小指向共价。
SPM 爱考的例外
有两种情形打破这条简单规则,考官心里有数。
第一,只由非金属组成、却仍是离子的化合物,因为它含有多原子离子。氯化铵 NH₄Cl 是离子化合物,尽管氮、氢、氯全是非金属,因为它是由铵离子(NH₄⁺)和氯离子(Cl⁻)搭起来的。
硝酸铵也一样。所以一看到铵基,就想到离子。
第二,由两个非金属组成、在水里电离、但作为纯物质却是共价的化合物。 氯化氢 HCl 是共价分子,两个非金属共用一对电子,尽管它溶于水成为盐酸时会生成离子。
纯气体里的键是共价的;别被它在溶液里的表现骗了。
一个快速的确认核对
万一你拿不准,物理性质能定案。离子化合物熔沸点高,熔融或溶解时能导电;简单共价化合物容易熔化、不导电。
你可以在我们的化学键章节页里,看到这些性质是如何从成键中来的。
判断键的类型是个小技能,却支撑着你在整个中四、中五里回答结构与性质题的方式。如果你希望有一位老师拿 NH₄Cl 和 HCl 这种棘手的归类反复考你、直到它变得自动,我们与经验丰富的SPM化学老师的在线一对一课堂正好给你这样的练习,每小时 RM50 起,另有一堂付费的一小时试课。
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