02 衡水中学高二化学预习资料-共价键

衡水中学高二化学预习资料——共价键一.学习目标1、认识共价键的主要类型σ键和π键；会用电子式表示共价键的形成；理解共价键的形成条件及其本质；2、认识键能、键长、键角等概念，能用它们说明简单分子的某些性质；认识等电子原理，了解其应用。二．重难点讲解知识点一共价键1、共价键的实质：共用电子对与原子核之间的静电作用使原子结合起来说明：原子之间通过核间高概率出现的共用电子对所产生的强烈相互作用2、共价键形成过程的表示方法说明：由于在化学反应中，一般是原子的最外层电子发生变化，所以，为了简便起见，我们可以在元素符号周围用小黑点（或×）来表示原子的最外层电子。这种式子叫做电子式例如：说明：注意书写分子的电子式和分子形成过程的电子式的区别。【要点诠释】电子式的书写常见错误归纳（1）漏写没有参加成键的电子对（2）漏写或多加［］及错写电荷数（3）漏标离子所带的电荷数或与化合价混淆（4）将相同离子错误合并（5）电子式中微粒排列错误（6）电子（电子对）排列错误（7）用电子式表示形成过程时错误化学方程式中的反应物与生成物之间用“＝”连接，而不用“→”连接。3、共价键的特征⑴饱和性：是指每个原子成键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，因为共价键是有原子轨道重叠和共用电子形成的，而每个原子能提供的轨道和成单电子数目是一定的。例如：当两个H原子结合成H2分子后，不可能再结合第三个H原子形成“H3分子”。同样，甲烷的化学式是CH4，说明碳原子最多能与四个氢原子结合。这些事实说明，形成共价键时，每个原子有一个最大的成键数，每个原子能结合其他原子的数目不是任意的。⑵方向性：是指一个原子与周围原子形成的共价键具有一定的方向，角度。这是由于原子轨道（S轨道除外）有一定的方向性，它和相邻原子的轨道重叠要满足最大重叠原理。说明：共价键的方向性使共价分子都具有一定的空间构型。例如，在硫原子和氢原子结合生成H2S分子时，因为硫原子的最外层两个不成对的3p电子的电子云互成直角，氢原子的1s电子云要沿着直角的方向跟3p电子云重叠，这样H2S分子中两个共价键的夹角应接近90度。4、共价键的类型(1)σ键：（以“头碰头”重叠形式）a、特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的图形不变，轴对称图形。b、种类：s-sσ键s-pσ键p-pσ键(2)π键：（以“肩并肩”重叠形式）特征：每个π键的电子云有两块组成，分别位于有两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。说明：a、σ键比π键强度大，π键易断裂。例如：烯烃比烷烃活泼。b、只有当两原子之间形成重键的时候才会出现π键；原子间多重健中只有一个σ键其它均为π键。5、共价键的形成条件一般非金属元素的原子之间通过共价键结合。如非金属气态氢化物、水、酸、非金属氧化物等物质中的元素都以共价键结合。共价键存在于非金属单质、共价化合物中，也可存在于离子化合物中（例如，氢氧化钠、过氧化钠、硫酸钾等）。说明：①电负性相同或相差很小的非金属元素原子之间形成共价键。②一般成键原子有未成对电子(自旋相反)。③成键原子的原子轨道在空间重叠。知识点二键参数1、键能：气态基态原子形成1mol化学键所释放出的最低能量。通常取正值。单位：kJ/mol说明：键能越大，形成化学键放出的能量越大，化学键越稳定；含有该化学键的分子越稳定。例如：氢化物的稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI2、键长：形成共价键的两原子间的核间距。单位：1pm（1pm＝10-12m）说明：键长越短，共价键越牢固，形成的物质越稳定3、键角：多原子分子中的两个共价键之间的夹角。例如：CO2结构为Ｏ＝Ｃ＝Ｏ，键角为180°；为直线形分子。H2O键角105°；Ｖ形CH4键角109°28′；正四面体注意：键能、键长、键角是共价键的三个参数键能、键长决定了共价键的稳定性；键长、键角决定了分子的空间构型。【要点诠释】共价键强弱的判断规律1、电子云的重叠程度不同键的强弱不同。例如：σ键比π键强度大。2、原子间共用电子对越多，共价键越强。例如：碳碳键的键能乙烷为348kJ/mol，乙烯是615kJ/mol，乙炔是837kJ/mol。3、成键原子半径之和越小，共价键越强。例如：已知r(F)＜r(Cl)＜r(Br)＜r(I)，所以有下列共价键的大小关系：H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I知识点三等电子原理等电子体概念：原子数相同，价电子数也相同的微粒（等电子体结构相似、性质相似）。如：CO和N2，CH4和NH4+二．典型例题类型一：有关共价键等概念的辨析例1以下说法中正确的是()①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合②金属和非金属化合形成离子键③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引④根据电离方程式；HCl=H++Cl-，判断HCl分子中存在离子键⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程A．无B．①C．④D．①②⑤【思路点拨】共价键指原子间通过共用电子对形成的化学键，实质就是成键原子电子云的重叠，可以用三个键参数来描述共价键。根据重叠方式的不同，可分为δ和π键，两种键的牢固程度不同，π键易断裂。【答案】A【解析】水中存在分子内H、O原子之间的相互作用，分子间的H、O原子也相互作用。而化学键只指分子内相邻原子间强烈的相互作用。离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间，只是活泼金属和活泼非金属化合时，才可形成离子键。离子键化合物中，阴阳离子间存在相互作用。但不单指吸引力还有相互排斥力。HCl分子中不存在离子，它属于共价化合物，分子中没有离子键。化学反应的本质是旧键断裂新键形成的过程，但HCl中存在共价键而非离子键。【总结升华】离子键与共价键的比较离子键共价键定义阴、阳离子通过静电力形成的强烈的相互作用原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用形成条件a．活泼金属（ⅠＡ、ⅡＡ）与活泼非金属（ⅥＡ、ⅦＡ）之间例如：NaCl、MgOb．金属离子（或NH4＋）与带电原子团之间例如：NaOH、NH4NO3说明：成键原子对应元素的电负性差大于1.7时。a．非金属与非金属原子之间例如：H2（单质）、HCl（化合物）b．某些不活泼金属与非金属之间例如：AlCl3说明：成键原子对应元素的电负性差小于1.7时。离子化合物一定有例如：NaCl、MgO可能有例如：NaOH、Na2O2、NH4Cl、NH4NO3共价化合物一定无一定有例如：HCl、H2O、H2O2、CO2注意：a、离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键b、共价化合物中一定含有共价键，一定不含有离子键c、离子键只存在于离子化合物中，不存在共价化合物中d、共价键可能存在于单质、离子化合物和共价化合物中类型二：等电子体及8电子结构例2下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是()A．BeCl2B．PCl3C．PCl5D．N2【思路点拨】本题考查8电子结构，较简单，明确分子结构后对最外层电子加和即可。【答案】BD【解析】单个氯原子最外层上有7个电子，当它与另一成键原子共用一对电子时，就成了最外层8电子结构，因此，在选项A、选项B、选项C中的三种化合物中，氯原子最外层都满足8电子结构．每个Be原子最外层上有2个电子，若在反应中当它失去这2个电子形成离子化合物，则它的次外层变成了最外层，这时该层上只有2个电子；若与Cl2形成的化合物为共价化合物，则Be原子与2个Cl原子共用2个电子对，最外层上也不是8个电子；总之选项A不合题意．每个P原子最外层上有5个电子，当形成PCl3分子时共用了3对电子，使得P原子最外层电子数恰好是8电子结构；当它与Cl元素形成PCl5分子时共用了五对电子，使得P原子最外层电子数是10个电子，因此，选项B符合题意，选项C则不合题意．每个N原子最外层有5个电子，当N原子与N原子形成N2分子时共用了3对电子，使得它们的最外层电子数皆成为8电子结构，选项D符合题意．【总结升华】8电子结构的判断技巧：可以根据价电子数与共价键数目之和快速计算.价电子数与共价键数目之和=8类型三：键参数的概念及其应用例4（1）关于键长、键能和键角，下列说法中不正确的是()A．键角是描述分子立体结构的重要参数B．键长的长短与成键原子的半径和成键数目有关C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长的长短、键能的大小无关E．C＝C键的键能等于C—C键键能的2倍F．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强（2）N≡N键的键能是946kJ／mol，N—N键的键能为193kJ／mol，经过计算后可知N2中________键比________（填“σ”或“π”）键稳定。【思路点拨】本题考查化学键及其中共价键的参数。明确物质中含有化学键的种类、共价键各项参数的意义。【答案】（1）C、E（2）πσ

【解析】（1）键角是描述分子立体结构的重要参数，如H2O中的2个H—O键的键角为105°，故H2O为角形（V形）分子，A正确；键长的长短与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径小于I的原子半径，Cl—Cl键的键长小于I—I键的键长，此外，键长还和成键数目有关，如乙烯分子中C＝C键的键长比乙炔分子中C≡C键的键长要长，B正确；键能越大，键长越短，共价键越强，共价化合物越稳定，故C错误；键角的大小取决于成键原子轨道的夹角，D正确；C—C键的键能为615kJ·mol－1，C—C键的键能为347.7kJ·mol－1，二者并不是2倍的关系，E错误：O—H键的键能