第二章第一节共价键学案高二化学人教版选择性必修2

第二章分子结构与性质第一节共价键【学习目标】1、熟知共价键的概念与形成，知道共价键的特征——具有饱和性和方向性2、能够从不同的角度对共价键分类，会分析σ键和π键的形成及特点3、知道键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数说明简单分子的某些性质【主干知识梳理】一、共价键1、共价键的形成(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键(2)成键微粒：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子(3)成键实质：原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈作用(4)成键条件：非金属元素的原子最外层未达到饱和状态(即8电子稳定结构)，相互间通过共用电子对形成共价键①同种或不同种非金属元素的原子的结合②部分金属元素的原子和非金属原子结合(如：AlCl3、BeCl2)(5)存在范围①非金属单质分子(稀有气体除外)，如：H2、O2、N2、Cl2②非金属形成的化合物中，如：CO2、H2O、H2SO4、NH3、CH4③部分离子化合物中，如：NaOH、Na2SO4、NH4NO3④某些金属和非金属形成的化合物中，如：AlCl3、BeCl2(6)成键的原因：共价键成键的原因是原子通过共用电子对，各原子最外层电子一般都能达到饱和状态、两原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态，原子形成分子后，体系的总能量降低(7)共价键表示方法①用电子式表示：用小黑点(或×)表示最外层电子，如：②用结构式表示：用一根短线来表示一对共用电子对，如：H—H(8)共价键的形成过程①用电子式表示H2的形成过程：②用电子云表示氢原子形成氢分子的过程H2分子的形成过程两个氢原子的1s电子的自旋方向相反，当它们相互靠近时，两个原子核间的电子云密度变浓，两个原子组成的体系总能量变低，低于两个原子能量之和。当两个氢原子核间达到某一距离r0时，体系总能量达到最低，表示两个氢原子间生成了稳定的共价键，形成了H2分子。当核间距离进一步缩短时，由于两个带正电荷的氢原子核之间的强烈排斥，又使体系总能量迅速升高。电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象的说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了2、共价键的分类：按照不同的分类方法，可将共价键分为不同的类型(1)按共用电子对数目分类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(单键：如H—H,双键：如C=C,三键：如N≡N))(2)按共用电子对是否偏移分类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(非极性键：如Cl—Cl,极性键：如H—Cl))(3)按电子云的重叠方式分类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(σ键,π键))【对点训练1】1、下列不属于共价键成键因素的是()A．共用电子对在两原子核之间高概率出现B．共用的电子必须配对C．成键后体系能量降低，趋于稳定D．两原子体积大小要适中2、下列说法正确的是()A．含有共价键的化合物一定是共价化合物B．由共价键形成的分子一定是共价化合物C．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物D．只有非金属原子间才能形成共价键3、下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是()A．H2S和Na2O2B．H2O2和CaF2C．NH3和N2 D．HNO3和NaCl4、已知：X、Y、Z、W四种元素原子的电负性数值。你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是()元素XYZW电负性2.53.51.22.4A．X与YB．X与WC．Y与Z D．Y与W二、σ键与π键1、σ键(1)σ键的形成：沿键轴(两原子核的连线)方向以“头碰头”的方式发生原子轨道重叠，轨道重叠部分呈圆柱形对称沿着键轴分布，具有轴对称特征的共价键称为σ键(2)σ键的类型：根据成键电子原子轨道的不同，σ键可分为s­sσ键、s­pσ键、p­pσ键①s­sσ键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键。②s­pσ键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键③p­pσ键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键(3)σ键的特征①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②形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性(4)σ键的存在：共价单键为σ键；共价双键和共价三键中存在一个σ键2、π键氮分子形成示意图氮分子的2个px单电子沿着xx轴形成ppσ键后，由于py、pz原子轨道垂直于px所在的平面，py、pz的单电子不可能再沿着(y，z)轴的方向以“头碰头”形成σ键，而只能是以“肩并肩”的方式重叠，我们把这种以“肩并肩”的方式重叠的共价键叫π键(1)π键的形成：两个原子的电子以”肩并肩“的方式发生原子轨道重叠，重叠形成的电子云由两块形成，分别位于两原子核构成的平面两侧，互为镜像而具有镜像对称特征的共价键称为π键，形成π键的电子称为π电子，p轨道和p轨道形成π键的过程如图所示：(2)π键的特征①每个π键的电子云由两块组成，分别位于由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，这种特征称为镜面对称②形成π键时原子轨道重叠程度比形成σ键时小，π键没有σ键牢固=3\*GB3③以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，π键不能旋转，若旋转则会破坏π键(3)π键的存在：π键通常存在于双键或三键中3、判断σ键、π键的一般规律共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答(1)乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？乙烷分子由7个σ键组成；乙烯分子由5个σ键和1个π键组成；乙炔分子由3个σ键和2个π键组成(2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢？乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂4、σ键与π键的比较键的类型比较项目σ键π键概念形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠原子轨道重叠方式头碰头肩并肩原子轨道重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零原子轨道重叠程度大小特征(电子云形状)原子轨道重叠部分沿键轴呈轴对称原子轨道重叠部分分别位于两原子核构成平面的两侧，呈镜面对称类型s－sσ键、s－pσ键、p－pσ键p－pπ键键的性质σ键可沿键轴自由旋转，不易断裂π键不能旋转，易断裂键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼示意图存在的情况能单独存在，可存在于任何含共价键的分子中不能单独存在，必须与σ键共存，可存在于双键和三键中【微点拨】①s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大②因s轨道是球形的，故s轨道与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=3\*GB3③两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键=4\*GB3④σ键和π键总称价键轨道，但分子形成共价键时，先形成σ键后才形成π键【对点训练2】1、有关CH2CH—C≡N分子中所含化学键数目的说法正确的是()A．3个σ键，3个π键 B．4个σ键，3个π键C．6个σ键，2个π键 D．6个σ键，3个π键2、关于σ键和π键的比较，下列说法不正确的是()A．σ键是轴对称的，π键是镜面对称的B．σ键是“头碰头”式重叠，π键是“肩并肩”式重叠C．σ键不能断裂，π键容易断裂D．氢原子只能形成σ键，氧原子可以形成σ键和π键3、σ键可由两个原子的s轨道或一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或两个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()A．H2B．HClC．Cl2D．F24、下列有关化学键类型的判断不正确的是()A．s­sσ键与s­pσ键的对称性不同B．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键C．已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔分子中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)D．乙烷分子中只存在σ键，即6个C—H键和1个C—C键都为σ键，不存在π键三、共价键的特征1、饱和性：按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”，如：H原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子，水的分子式是H2O而不能是OH或H3O或HO2等(1)用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下：(2)氢、卤原子只有一个未成对电子，只形成1个价键：—H、—X(3)氧、硫原子有2个未成对电子，总是形成两个价键：=O或—O—；氮原子有3个未成对电子，与C、H等电负性比氮小的元素的原子成键时总是形成三个价键(4)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系2、方向性：除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的愈多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性，如图所示：(1)共价键的方向性决定了分子的立体构型(2)并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性【对点训练3】1、原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是()A．共价键的方向性B．共价键的饱和性C．形成共价键原子的大小D．共价键的稳定性2、下列说法正确的是()A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性B．H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性C．所有共价键都有方向性D．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间3、共价键是具有饱和性和方向性的，下列关于共价键这两个特征的叙述中，不正确的是()A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的B．共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的C．共价键的方向性决定了分子的立体构型D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关4、下列说法正确的是()A．所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性B．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数C．基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键D．1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的二、键参数——键能、键长与键角1、键能(1)概念：气态分子中1_mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能通常是298.15K、100kPa条件下的标准值，单位是kJ·mol－1(2)意义：共价键的键能越大，共价键就越不容易断裂，成键原子间的结合就越牢固。结构相似的分子，键能越大，分子越稳定(3)共价键强弱的判断=1\*GB3①由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定=2\*GB3②由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越大=3\*GB3③由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越大=4\*GB3④由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定(4)键能的应用①判断共价键的稳定性：键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定②判断分子的稳定性：结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定③判断化学反应的能量变化：在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和ΔH＜0时，为放热反应；ΔH＞0时，为吸热反应2、键长(1)概念：构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定共价键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短(2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定(3)键长的应用①一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定②键长的比较方法a．根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短b．根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长(2)应用：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定，反之亦然3、键角(1)概念：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角(2)应用：在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有方向性，因此键角影响着共价分子的空间结构(3)常见分子的键角与分子空间结构化学式结构式键角空间结构CO2OCO180°直线形NH3107°三角锥形H2O105°V形BF3120°平面三角形CH4109°28′正四面体形【对点训练4】1、下列说法正确的是()A．分子的结构是由键角决定的B．共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定C．CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X＝F、Cl、Br、I)的键长、键角均相等D．H2O分子中两个O—H的键角为180°2、下列事实不能用键能的大小来解释的是()A．氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B．稀有气体一般难发生反应C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D．HF比H2O稳定3、下列说法中正确的是()A．双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定B．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定C．双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定D．在双键中，σ键的键能要小于π键4、下列各说法中正确的是()A．分子中键能越高，键长越长，则分子越稳定B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子间不能形成共价键C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°D．H—O的键能为463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463kJ5、键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是()A．键角是描述分子空间结构的重要参数B．因为H—O的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱C．H—F的键长是H—X中最长的D．碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍6、已知H—H的键能为436kJ·mol－1，O=O的键能为497.3kJ·mol－1，Cl—Cl的键能为242.7kJ·mol－1，N≡N的键能为946kJ·mol－1，则下列叙述中正确的是()A．N—N的键能为eq\f(1,3)×946kJ·mol－1＝315.3kJ·mol－1B．氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的短C．氧气分子中氧原子是以共价单键结合的D．氮气分子比氯气分子稳定7、能说明BF3分子中四个原子在同一平面的理由是()A．任意两个键的夹角为120°B．B—F是非极性共价键C．三个B—F的键能相同D．三个B—F的键长相等【课后作业】1、下图表示氢原子的电子云重叠示意图。以下各种说法中错误的是()A．图中电子云重叠意味着电子在核间出现的机会多B．氢原子的核外的s轨道重叠形成共价键C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得密一些，将两核吸引D．氢原子之间形成σ键，ssσ键没有方向性2、下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是()A．CH4与NH3B．C2H6与C2H4C．H2与Cl2 D．Cl2与N23、下列四组物质中只含有共价键的是()A．H2、O3、C60、N60、B．NH4HCO3、N2H4、NH3、、KNO3C．P4、Br2、H2O2、Xe、XeF4D．Cl2、S8、NaCl、Na2O2、NaHCO34、从电负性的角度来判断下列元素的原子之间易形成共价键的是()A．Na和ClB．H和FC．K和F D．Ca和O5、下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()A．H2B．HClC．Cl2D．N26、在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是()A．仅有一个σ键B．仅有一个π键C．一个σ键，一个π键D．一个σ键，两个π键7、根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是()A．两者都为s­sσ键B．两者都为p­pσ键C．前者为p­pσ键，后者为s­pσ键D．前者为s­sσ键，后者为s­pσ键8、下列有关σ键和π键的说法错误的是()A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键9、下列分子中含有两个π键的组合是()①H2O②CO2③H—C≡N④NH3⑤N2⑥CH4A．①③⑥B．②③⑤C．①②③⑥ D．③④⑤⑥10、下列物质中σ键和π键数目比为1∶2的是()A．O2B．HCNC．CO2D．N211、下列关于共价键的说法不正确的是()A．H2S分子中两个共价键的键角接近90°的原因是共价键有方向性及S原子中p轨道的形状B．N2分子中有一个σ键，两个π键C．两个原子形成共价键时至少有1个σ键D．在双键中，σ键不如π键稳定12、下列关于σ键和π键的说法中，不正确的是()A．s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成s­sσ键B．s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成s­pσ键C．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p­pσ键D．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p­pπ键13、N—H键键能的含义是()A．由N和H形成1molNH3所放出的能量B．把1molNH3中的共价键全部拆开所吸收的热量C．拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的热量D．形成1个N—H键所放出的热量14、下列说法不正确的是()A．键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂B．成键的两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定C．破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量D．键能、键长只能定性地分析化学键的强弱15、根据π键的成键特征，判断C=C键的键能和C—C键的键能的关系是()A．双键的键能等于单键的键能的2倍B．双键的键能大于单键的键能的2倍C．双键的键能小于单键的键能的2倍D．无法确定16、P元素的价电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，对此判断正确的是()A．磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3B．PCl3分子中的P—Cl键含有π键C．PCl5分子中的P—Cl键都是π键D．磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷17、分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质并填空。A．NH3B．H2OC．HClD．CH4E．C2H6F．N2(1)所有的价电子都参与形成共价键的是______(2)只有一个价电子参与形成共价键的是______(3)最外层有未参与成键的电子对的是______(4)既有σ键，又有π键的是______(5)某有机物的结构式如下所示，则分子中有________个σ键，________个π键18、有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)(1)只有σ键的是________________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是________(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是___________(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________19、碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能kJ·mol－1356413336226318452回答下列问题：(1)通常条件下，比较CH4和SiH4的稳定性强弱：________(2)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是____________________(3)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是______________________________________________20、a、b、c、d为四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且都是共价键形成的物质。回答下列问题：(1)a是单原子组成，a单质可用作半导体材料，a原子核外电子排布式为_________________。(2)b是双核化合物，常温下为无色无味气体。b的化学式为________。人一旦吸入b气体后，就易引起中毒，是因为____________________________________________________而中毒(3)c是双核单质，写出其电子式：_________________________，c分子中所含共价键的类型为____________(填“极性键”或“非极性键”)。c单质常温下性质稳定，不易起反应，原因是____________________________________(4)d是四核化合物，其结构式为____________________________；d分子内所含共价键有________个σ键，________个π键；σ键与π键的强度大小关系为σ______(填“>”“<”或“＝”)π，原因是_____________________________【共价键】答案【对点训练1】1、D。解析：两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的概率更大；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。2、C。解析：在离子化合物中也有共价键，如NaOH；由不同元素的原子形成的共价键分子是共价化合物，由相同元素的原子形成的共价键分子是单质，如H2、Cl2等；对于D项，也存在金属元素的原子与非金属元素的原子间形成共价键的化合物，如AlCl3等。3、C。解析：A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不正确；B项，CaF2中只有离子键，不正确；D项，NaCl属于离子化合物，没有共价键。4、B。解析：当两种元素原子的电负性相差很大时，形成的将是离子键；当两种元素原子的电负性相差不大时，形成的将是共价键。【对点训练2】1、D。解析：共价单键为σ键，双键中含1个σ键和1个π键，三键中含1个σ键和2个π键，故CH2=CH—C≡N分子中含6个σ键和3个π键。2、C。解析：σ键较稳定，不易断裂，而不是不能断裂。3、A。解析：A项中H2是由两个1s轨道形成的σ键；B项中是由H的1s轨道与Cl的3p轨道形成的σ键；C项中是由Cl的两个3p轨道形成的σ键；D项中是由F的两个2p轨道形成的σ键。4、C。解析：s­sσ键无方向性，s­pσ键轴对称，A项对；在含有共价键的分子中一定有σ键，可能有π键，如HCl、N2等，B项对；单键都为σ键，乙烷分子结构式为，其6个C—H键和1个C—C键都为σ键，D项正确；共价三键中有一个为σ键，另外两个为π键，故乙炔(H—C≡C—H)分子中有2个C—Hσ键，C≡C键中有1个σ键、2个π键，C项错。【对点训练3】1、B。解析：共价键的饱和性决定各原子相互结合的数量关系。2、A。解析：S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O能结合1个H＋形成H3O＋，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的H—H键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率大，D项错。3、D。解析：一般地，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，故A项正确；形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越好，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系，这种成键的方向性也就决定了所形成分子的立体构型，故B、C项正确；D项错误。4、D。解析：只有2个s原子轨道重叠形成的共价键没有方向性，其他原子轨道重叠形成的共价键都有方向性，故A不正确；非金属元素的原子形成的共价键数目一般等于该原子最外层的未成对电子数，不能说一定等于该元素原子的价电子数，故B不正确；在形成CH4分子的过程中，碳原子2s轨道中的1个电子激发到2p空轨道，这样形成了4个未成对电子，C不正确；N原子最外层2p轨道上共有3个未成对电子，1个N原子可以与3个H原子结合形成NH3，此时共价键饱和，D正确。【对点训练4】1、B。解析：分子的结构是由键角、键长共同决定的，A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X(X＝F、Cl、Br、I)键的键长不相等，C项错误；H2O分子中两个O—H的键角为105°，D项错误。2、B。解析：由于N2分子中存在三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，没有化学键；卤族元素从F到I，原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；由于H—F的键能大于H—O，所以稳定性：HF＞H2O。3、A。解析：共价键键能越大、键长越短，分子越稳定，A正确，B错误；在双原子分子中没有键角，且分子稳定性与键角无关，C错误；一般σ键的重叠程度大于π键，σ键的键能大于π键，D错误。4、B5、A6、D7、A【课后作业】1、C2、A3、A4、B。解析：一般电负性相差不大的原子之间容易形成共价键，H和F都是非金属元素的原子，形成的是共价键。5、B。解析：H2中的σ键是s­sσ键，Cl2、N2中的σ键都是p­pσ键。6、C7、C。解析：氢原子的核外电子排布式为1s1，氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5，p轨道上有1个未成对的p电子。F2是由两个氟原子未成对的p电子轨道重叠形成的p­pσ键，HF是由氢原子中的s轨道与氟原子中的1个p轨道形成的s­pσ键。8、D。解析：本题主要考查σ键和π键的形成。由于π键的键能小于σ键的键能，所以反应时易断裂，A项正确；在形成分子时为了使其能量最低，必然首先形成σ键，根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键，所以B项正确，D项错误；像H、Cl原子跟其他原子只能形成σ键。9、B。解析：H2O分子中含有2个H—O键，不含π键，①错误；CO2的分子中只有两个C=O，含有两个π键，②正确；H—C≡N的分子中有C≡N，含有两个π键，③正确；NH3分子中含有3个H—N键，不含π键，④错误；N2的分子中有N≡N，含有两个π键，⑤正确；CH4的分子中有4个H—C键，不含π键，⑥错误。故分子中含有两个π键的是②③⑤。10、D。解析：O2的结构式是O=O，分子中两个氧原子形成共价双键，分子中σ键和π键数目比为1∶1，A错误；HCN的结构式是H—C≡N，分子中σ键和π键数目比为1∶1，B错误；CO2的结构式是O=C=O，分子中σ键和π键数目比为1∶1，C错误；N2的结构式是N≡N，分子中σ键和π键数目比为1∶2，D正确。11、D12、C。解析：s轨道只能形成σ键；p轨道与p轨道可“头碰头”重叠而形成p­pσ键，也可“肩并肩”重叠而形成p­pπ键。13、C。解析：N—H键的键能是指形成1molN—H键放出的能量或拆开1molN—H键所吸收的能量，不是指形成1个N—H键释放的能量。1molNH3中含有3molN—H键，拆开1molNH3或形成1molNH3吸收或放出的能量应是1molN—H键键能的3倍。14、A。解析：键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越牢固，性质越稳定，故A错误；B、C、D均正确。15、C。解析：根据碳碳双键中含有1个π键，由于π键电子云重叠程度小，不如σ键稳定，所以双键的键能小于单键键能的2倍，选项C正确。16、D。解析：PCl3的电子式为,P—Cl键都是σ键。PCl5分子中有5个P—Cl