摘 要：共價鍵的極性在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中有明確的要求.據(jù)此，文章結(jié)合新版課標(biāo)要求及人教版、蘇教版兩版教材對2023年各地高考卷中涉及共價鍵極性的部分試題分五類進行了探析.

關(guān)鍵詞：共價鍵的極性；2023年高考試題；分類探析；高中化學(xué)

中圖分類號：G632 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）28-0127-03

收稿日期：2023-07-05

作者簡介：倪建娥（1980.2-），女，江蘇省常熟人，本科，中學(xué)高級教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

共價鍵的極性在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中有明確的要求.在“物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)”模塊中的學(xué)業(yè)要求是“能利用電負(fù)性判斷共價鍵的極性，能根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點和鍵的極性來判斷分子的極性”；在“有機化學(xué)基礎(chǔ)”模塊中的內(nèi)容要求是“認(rèn)識有機化合物分子中共價鍵的類型、極性及其與有機反應(yīng)的關(guān)系，知道有機化合物分子中基團之間的相互影響會導(dǎo)致鍵的極性發(fā)生改變”^[1].本文結(jié)合新版課標(biāo)要求及人教版、蘇教版兩版教材對2023年各地高考卷中涉及共價鍵極性的部分試題，進行分類探析.

1 判斷共價鍵的極性

共價鍵的極性是由成鍵原子吸引電子能力不同所造成的.蘇教版教材選擇性必修2“物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)”模塊中對非極性共價鍵和極性共價鍵的描述是：當(dāng)原子間形成共價鍵時，若兩個成鍵原子吸引電子的能力相同，共用電子對不發(fā)生偏移，這樣的共價鍵叫做非極性共價鍵；若兩個成鍵原子吸引電子的能力不同，共用電子對發(fā)生偏移，這樣的共價鍵叫做極性共價鍵^[2].

在教學(xué)中，通常會總結(jié)這樣的規(guī)律：同種元素原子間形成的共價鍵是非極性鍵，不同種元素原子間形成的共價鍵是極性鍵.事實上，同種元素原子吸引電子的能力不一定相同，這與原子在分子中所處的化學(xué)環(huán)境有關(guān).同種元素原子間形成極性共價鍵的情況在有機化學(xué)中普遍存在，例如CH₃COOH中的C—C鍵就是極性共價鍵.所以需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貙Υ綍r教學(xué)中的經(jīng)驗規(guī)律，或在使用時加上某些限定條件.

例1 （2023年江蘇卷5節(jié)選）下列說法正確的是（）.

C．H₂O₂分子中的化學(xué)鍵均為極性共價鍵

解析 H₂O₂分子的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H，由于H和O原子吸引電子的能力不同，分子中的兩個O—H鍵為極性共價鍵；由于兩個氧原子所處的化學(xué)環(huán)境相同，吸引電子的能力相同，分子中的O—O鍵為非極性共價鍵，所以H₂O₂分子中既有非極性共價鍵又有極性共價鍵.此題C選項不正確.

2 利用元素電負(fù)性判斷共價鍵極性的強弱

在極性共價鍵中，成鍵原子吸引電子能力有差別，共用電子對的偏移程度不同，共價鍵的極性強弱就不同.通常根據(jù)元素電負(fù)性差值的大小，判斷共價鍵極性的強弱.兩種成鍵元素間的電負(fù)性差值越大，共價鍵極性就越強.共價鍵極性的強弱對物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有重要的影響.

例2（2023年北京卷10節(jié)選）下列事實不能通過比較氟元素和氯元素的電負(fù)性進行解釋的是（）.

B. 三氟乙酸的K_a大于三氯乙酸的K_a

解析 氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性，氟和碳的電負(fù)性差值大于氯和碳的電負(fù)性差值，所以F—C鍵的極性大于Cl-C鍵的極性，使F₃C-的極性大于Cl₃C-的極性，導(dǎo)致三氟乙酸羧基中羥基的極性更大，更容易電離出氫離子^[3]，酸性更強，所以三氟乙酸的K_a大于三氯乙酸的K_a.此題，B選項能通過比較氟元素和氯元素的電負(fù)性進行解釋，不符合題意.

例3（2023年湖北卷16節(jié)選）導(dǎo)致SiCl₄比CCl₄易水解的因素有_____.

a．Si—Cl鍵極性更大

b．Si的原子半徑更大

解析 a選項：硅的電負(fù)性小于碳的電負(fù)性，硅和氯的電負(fù)性差值大于碳和氯的電負(fù)性差值，所以Si—Cl鍵的極性大于C—Cl鍵的極性， Si—Cl鍵更易斷裂，SiCl₄比CCl₄更易水解.b選項：Si的原子半徑比C的原子半徑大，吸引電子能力弱，所以SiCl₄中的共用電子對更偏向于Cl，導(dǎo)致Si—Cl鍵極性更大， Si—Cl鍵更易斷裂，因此SiCl₄比CCl₄易水解.此題a、b選項均符合題意.

3 有機化合物分子中基團之間的相互影響導(dǎo)致共價鍵極性的改變

有機物中某些基團之間的相互影響，可以從化學(xué)鍵的角度去解釋，其會導(dǎo)致共價鍵極性的改變，從化學(xué)鍵極性變化的角度解釋和理解有機化合物分子中基團之間的影響，有助于拓展學(xué)習(xí)的視野和深度.

例4 （2023年北京卷17節(jié)選）O的羰基相鄰碳原子上的C-H鍵極性強，易斷裂，原因是_____.

解析 羰基為強吸電子基團，使相鄰碳原子上的電子偏向羰基上的碳原子，使得相鄰碳原子上的C-H鍵極性增強，易斷裂.

例5 （2023年江蘇卷15節(jié)選）化合物I是鞘氨醇激酶抑制劑，其合成路線如圖1所示.

化合物A的酸性比環(huán)己醇的_____（填“強”或“弱”或“無差別”）.

解析 化合物A中，羥基直接與苯環(huán)相連，羥基中氧原子p軌道上有孤電子對，氧的p電子云與苯環(huán)的大π鍵電子云從側(cè)面重疊，形成p-π共軛體系，氧原子上的p電子云分散到整個共軛體系中，使氧原子上的p電子云向苯環(huán)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致氧原子和氫原子間的電子云向氧原子方向轉(zhuǎn)移，即O-H鍵極性增大，容易離解出H+.在環(huán)己醇分子中，環(huán)己基與苯基相比，有推斥電子的作用，使O-H鍵的電子云少偏向氧原子一點，所以O(shè)-H鍵極性較化合物A中酚羥基O-H鍵極性小.因此化合物A的酸性比環(huán)己醇的酸性強.

4 形成新的化學(xué)鍵后引起共價鍵極性的變化

分子或離子中化學(xué)鍵的極性，可能會在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后引起改變，從而造成化學(xué)性質(zhì)的變化.

例6 （2023年浙江卷6月17節(jié)選）給出H+的能力：NH₃_____ [CuNH₃]²⁺（填“>”或“<”），理由是_____.

解析[CuNH₃]²⁺中Cu²⁺和NH₃形成配位鍵后，由于Cu²⁺對電子的吸引，電子云偏向Cu²⁺，使NH₃中的N-H鍵極性變強，更易斷裂，因此給出H+的能力：NH₃<[CuNH₃]²⁺.

例7 （2023年湖南卷14節(jié)選） N₂H₄是一種強還原性的高能物質(zhì)，在航天、能源等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用.我國科學(xué)家合成的某Ru（Ⅱ）催化劑（用[L-Ru-NH₃]+表示）能高效電催化氧化NH₃合成 N₂H₄，其反應(yīng)機理如圖2所示.下列說法錯誤的是（）.

A. Ru（Ⅱ）被氧化至Ru（Ⅲ）后，配體NH₃失去質(zhì)子能力增強

解析 根據(jù)圖2[L-Ru-NH₃]+→[L-Ru-NH₃]²⁺的過程失去電子，即為Ru（Ⅱ）被氧化至Ru（Ⅲ）的過程.[L-Ru-NH₃]²⁺中的Ru（Ⅲ）帶有更多的正電荷，吸引電子的能力比Ru（Ⅱ）強，電子云偏向Ru（Ⅲ）更多，使配體NH₃中的N-H鍵極性變強，更易斷裂，因此失去質(zhì)子（H+）的能力增強.此題A選項正確，不符合題意.

5 根據(jù)鍵的極性和分子結(jié)構(gòu)特點判斷分子的極性

對于分子極性的判斷，蘇教版教材主要是從分子的正電荷重心和負(fù)電荷重心是否重合的角度來研究；人教版教材側(cè)重從分子中化學(xué)鍵極性的向量和是否等于零角度來研究.無論是哪個角度，都需要結(jié)合共價鍵的極性和分子的空間結(jié)構(gòu)來確定.

例8（2023年江蘇卷2節(jié)選）反應(yīng) NH₄Cl＋Na===NO₂NaCl＋N₂↑＋2H₂O 應(yīng)用于石油開采.下列說法正確的是（）.

D．H₂O為非極性分子

解析 水分子中含有兩個O—H極性共價鍵，根據(jù)價層電子對互斥模型，水分子的空間結(jié)構(gòu)呈V型，分子的正電荷重心和負(fù)電荷重心不重合或者是分子中化學(xué)鍵極性的向量和不等于零，H₂O為極性分子.此題D選項不正確，不符合題意.

例9（2023年北京卷10節(jié)選）下列事實不能通過比較氟元素和氯元素的電負(fù)性進行解釋的是（）.

C. 氟化氫分子的極性強于氯化氫分子的極性

解析 雙原子分子的極性取決于成鍵原子之間的共價鍵是否有極性，分子極性的強弱取決于共價鍵極性的強弱.氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性，氟和氫的電負(fù)性差值大于氯和氫的電負(fù)性差值，F(xiàn)-H鍵的極性大于Cl-H鍵的極性，所以HF分子的極性強于HCl分子的極性.此題，C選項能通過比較氟元素和氯元素的電負(fù)性進行解釋，不符合題意.

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2] 王祖浩.普通高中教科書（選擇性必修2物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2021.

[3] 王晶，鄭長龍.普通高中教科書（選擇性必修2物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）[M].北京：人民教育出版社，2020.

[責(zé)任編輯：季春陽]