高二化学选修3第二单元分子结构与性质第一讲共价键

共价键讲师：刘革平课标解读掌握共价键的类型。理解共价键的三个键参数，键长、键能和键角的应用。理解键参数与分子结构的关系。知识精讲共价键（重点）概念原子间通过

共用电子对

形成的化学键；共价键的形成实际上是

原子轨道重叠

，重叠的程度越大形成的共价键越

稳定

。特征方向性——决定分子立体构型饱和性——决定分子的组成还有其它类型的σ键—杂化轨道形成σ键等。（1）从原子轨道重叠角度看，有σ键和π键特征以形成化学键的两原子核的

连线

为轴作旋转操作，共价键电子云的图形

不变

，这种特征称为

轴对称

；σ键的强度较大

。共用电子对数：单键、双键、三键共用电子对的偏移程度：极性键、非极性键判断σ键和π键的一般规律①共价单键都是

σ

键；②共价双键和共价三键中有一个键是

σ

键，其他的都是

π

键。π

键不能单独存在，而σ键可以单独存在。③因s轨道是球形的，故s轨道和s轨道形成σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。σ键与π键的比较键参数与等电子原理（重点、难点）【问题思考】

“键长越短，键能越大”，适合于一切分子吗？一般来讲，形成共价键的两原子半径之和越小，共用电子对数越多，键长越短，往往键能越大，共价键越稳定，含有该共价键的分子越稳定。如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用电子对数相同（1对），因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，故共价键牢固程度H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，因此，稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI。但F2分子中F原子的半径很小，因此其键长短，而由于键长短，两F原子形成共价键时，原子核之间的距离很近，排斥力很大，因此键能不大，2．等电子原理等电子原理是指

原子总数

相同，价电子总数

相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。如CO分子和N2分子是等电子体。【问题思考】①“只要两种分子中所含的电子总数相等，这两种分子就是等电子体”这句话对吗？②NO和O3是等电子体吗？①不对。②是等电子体。主要应用于利用等电子原理，针对某物质找等电子体。3．常见的等电子体（推广到离子）典例剖析例下列说法中不正确的是（

）σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强两个原子之间形成共价键时，首先形成σ键，可能形成π键，最多有1个σ键C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键D．N2分子中有1个σ键，2个π键【解析】气体单质分子中，可能有σ键，如Cl2；可能有π键，如N2；也可能没有化学键，σ、π键存在的规律共价单键全部是σ键。共价双键中，一个是σ键，一个是π键。例下列说法正确的是（

）

A．键能越大，表示该分子越容易受热分解

B．共价键都具有方向性

C．硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸，是因为它们分子内共价键的键能不同【解析】键能越大，分子越稳定，A项错，D项正确。共价分子构成物质的状态、挥发性等物理性质与分子内共价键的键能无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构；H—H键没有方向性，s轨道与s轨道形成共价键没有方向性，B项错。形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，C项错。例原子数相同、最外层电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。（1）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是

和

；

和

。-（2）由短周期元素组成的物质中，与NO2

互为等电子体的分子有

和

。（离子有哪些呢？）【解析】（1）仅由第二周期元素组成的共价分子，只能是由C、N、O、F组成的N2、CO、N2O、CO2等，而N2与CO的最外层电子总数均为10，N2O与CO2的最外层电子总数均为16，且原子数分别相等，符合题意。（2）只要原子总数相同，各原子最外层电子数之和也相同，即可互-称等电子体，NO2

是三原子组成的离子，其最外层电子数（即价电子）之和为5＋6×2＋1＝18，SO2、O3均含三原子分子，价电子总数为6×3＝18。（3）金刚石是由碳以共价键形成的立体网状结构，故只要是其价电子数的倍数的类似结构都与它互称为等电子体。如硅、碳化硅等。例从实验测得不同物质中O—O之间的键长和键能的数据：O—O键数据O

2-2O

-2O2O

+2键长/nm1.491.281.211.12键能/kJ·mol-1xyz＝494w＝628（1）其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序2+（2）写出与O2

是等电子体的分子和离子的化学式

（各写一个）-（3）等电子体的微粒往往具有相似的结构，试预测N3

的构型

。【解析】2-（1）观察表中数据发现，O2与O2+的键能大者键长短，同理，O2

中O—O-

+

-键键长比O2

中的长，所以键能要小。按键长由短而长的顺序应为O2

＜O2＜O22-

2+＜O2

，键能则应w＞z＞y＞x。（2）O2

比O2少2个电子，相当于将氧原子转2-

-

-变为氮原子，则N2

与O2

、CO、CN等互为等电子体。（3）由N3

与CO2是等课堂小结共价键的“两个特征