离子键
CIE IGCSE 化学· 2.4· 22 分钟阅读
1. 1. 什么是离子键（核心内容）★★☆☆☆⏱ 5 min
离子键
带正电的阳离子与带负电的阴离子之间的强静电吸引力，由电子从金属原子转移到非金属原子时形成。
例:
钠（第1主族金属）将1个外层电子转移给氯（第17主族非金属），形成相互吸引的Na⁺和Cl⁻离子。
离子键仅存在于元素周期表左侧的金属和右侧的非金属之间。金属失去电子形成带正电的阳离子，非金属得到这些电子形成带负电的阴离子。这种电子转移使两种离子都拥有满的外层电子层，符合稀有气体的稳定电子构型。
解释锂和氟之间如何形成离子键。
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锂是第1主族金属，拥有1个外层电子；氟是第17主族非金属，拥有7个外层电子。
- 2
锂将它唯一的外层电子转移给氟。
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锂现在拥有满的外层电子层，形成+1价阳离子（Li⁺）。氟得到该电子后拥有满的外层电子层，形成-1价阴离子（F⁻）。
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Li⁺和F⁻之间的强静电吸引力就是将该化合物结合在一起的离子键。
Exam tip:
在考试作答时，务必明确说明离子键是带相反电荷离子之间的静电吸引力，而不能只写“吸引力”，才能拿到全部分数。
2. 2. 离子化合物的点叉图（核心内容）★★★☆☆⏱ 6 min
点叉图
用于展示原子、离子或分子中外层电子排布的简化示意图，其中一个原子的电子画为点，另一个原子的电子画为叉。
绘制离子化合物时，每个离子都必须放在方括号内，离子的总电荷标注在括号外的右上角。你不需要在离子之间画连线，因为离子键是静电吸引力而非共用电子对。
画出氯化钠（NaCl）的点叉图。
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画出Na⁺离子：外层电子层为空（因为它失去了1个外层电子），将其放入方括号内，在括号外右上角标注+1。
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画出Cl⁻离子：外层共有8个电子，其中7个是原有电子（画为叉），1个是从钠得到的电子（画为点）。
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将Cl⁻离子放入方括号内，在括号外右上角标注-1。
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将两个离子相邻放置，二者之间不要画连线。
Exam tip:
将转移的电子标记为不同的符号（点和叉区分），清晰标明电子来自哪个原子，这能保证你在画图题中拿到满分。
3. 3. 推导离子化合物的化学式（核心内容）★★★☆☆⏱ 5 min
所有离子化合物都呈电中性，即阳离子的总正电荷等于阴离子的总负电荷。你可以使用“交换下标”法快速得到正确的化学式。
写出氧化铝的化学式。
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确定离子电荷：铝属于第13主族，电荷为+3（Al³⁺）；氧属于第16主族，电荷为-2（O²⁻）。
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将电荷的数值交换，作为另一方离子的下标：铝的下标为2，氧的下标为3。
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写出化学式：Al₂O₃。
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验证电中性：2*(+3) + 3*(-2) = 6 - 6 = 0，因此该化学式正确。
Exam tip:
如果你写出的下标有公因数，需要进行化简：例如Mg₂O₂要化简为MgO，因为离子化合物的化学式始终以最简整数比书写。
4. 4. 仅拓展内容：离子键进阶概念★★★★☆Extended 专属⏱ 6 min
离子晶格
由强离子键结合而成的、正负离子交替排列的巨型规则三维结构。
例:
氯化钠形成立方晶格，其中Na⁺和Cl⁻离子的数量相等。
离子晶格的强度取决于两个因素：1）离子电荷：离子电荷越高，静电吸引力越强，对应熔点越高；2）离子半径：离子越小，排列得越紧密，吸引力越强，对应熔点越高。
解释为什么氧化镁（MgO）的熔点远高于氯化钠（NaCl）。
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确定离子电荷：MgO中为Mg²⁺和O²⁻；NaCl中为Na⁺和Cl⁻。
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MgO中离子的电荷是NaCl中离子电荷的两倍，因此MgO离子间的静电吸引力强得多。
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需要更多能量来克服这些更强的离子键，因此MgO的熔点更高。
拓展层级考生还需要书写离子形成的配平半反应方程式，展示原子得到或失去电子（写作e⁻）的过程。
写出氯化镁（MgCl₂）中离子形成的半反应方程式。
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镁失去2个电子形成Mg²⁺阳离子（氧化反应）：
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两个氯原子各得到1个电子，形成2个Cl⁻阴离子（还原反应）：
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检查每个半反应方程式两侧的总电荷是否相等，确认方程式已配平。
Exam tip:
对于氧化半反应（失电子），电子写在箭头的右侧。对于还原半反应（得电子），电子写在箭头的左侧。
5. 常见陷阱
错误做法:
将离子键仅描述为电子的转移过程
原因:
电子转移是生成离子的过程，但离子键本身是带电离子之间的静电吸引力。
正确做法:
首先解释电子转移形成离子，再将离子键定义为带相反电荷的离子之间的静电吸引力。
错误做法:
在离子键点叉图中用连线连接不同离子
原因:
连线代表共价键中的共用电子，不代表离子键的静电吸引力。
正确做法:
将每个离子单独画在方括号内并标注电荷，离子之间不要画任何连线。
错误做法:
写出未配平的离子化学式，例如将Al₂O₃写为AlO
原因:
离子化合物整体呈电中性，总正电荷必须等于总负电荷。
正确做法:
使用交换下标法，最后检查所有离子的电荷总和等于零。
错误做法:
在点叉图中将离子电荷写在方括号内部
原因:
电荷是整个离子的属性，不只是电子层内部电子的属性。
正确做法:
将电荷写在包裹离子的方括号外侧的右上角位置。
错误做法:
解释熔点差异时忽略离子半径的影响（拓展内容）
原因:
离子电荷和离子半径都会影响晶格中静电吸引力的强度。
正确做法:
相关情况下必须同时提及两个因素：例如LiF的熔点高于KF，因为Li⁺半径比K⁺小，静电吸引力更强。
6. 速查表
概念 | 核心内容要求 | 拓展内容要求 |
|---|---|---|
离子键定义 | 金属向非金属转移电子形成的带相反电荷离子之间的静电吸引力 | 与核心内容一致，额外要求将键强度与离子电荷和半径关联 |
点叉图 | 画出外层电子，使用方括号，电荷标注在括号外侧 | 与核心内容一致，额外要求绘制多电荷离子化合物的示意图 |
离子化学式 | 使用交换下标法预测中性化学式 | 与核心内容一致，额外要求写出过渡金属离子化合物的化学式 |
离子形成 | 判断哪个原子失去/得到电子 | 写出离子形成的配平半反应方程式 |
晶格性质 | 记住离子化合物熔点高，熔融/溶解状态下可导电 | 解释离子电荷和半径对熔点的影响 |
7. 常见问题
在离子键点叉图中我需要画出内层电子层吗？
对于CIE IGCSE考试，你只需要画出两个离子的外层电子，除非题目明确要求展示内层电子。所有离子都必须放在方括号内，电荷标注在方括号外侧。
预测化学式时我如何确定离子的电荷？
第1主族金属形成+1价离子，第2主族形成+2价，第13主族形成+3价；第15主族非金属形成-3价离子，第16主族形成-2价，第17主族形成-1价。过渡金属的电荷一定会在题目中给出（例如铜(II) = Cu²⁺）。
深入阅读
下一步
在你掌握离子键之后，可以继续学习共价键，这是CIE IGCSE化学0620教学大纲中接下来的一类关键化学键。请完成离子键相关的历年真题巩固知识，重点练习在核心卷和拓展卷中高频出现的点叉图绘制和化学式预测类题目。对于选择拓展内容的考生，请务必练习半反应方程式书写和晶格强度解释类题目，这类题目在第4卷结构化试题中十分常见。你也可以复习元素周期表的主族规律，更快更准确地预测离子电荷。