课时精讲07-共价键(学生版)

第二章分子结构与性质第一节共价键课时精讲07共价键【目标导航】1．了解共价键的形成、本质、特征和分类。2．知道共价键的主要类型σ键和π键。3．认识键能、键长、键角等键参数的概念，并能应用其说明简单分子的某些性质。4．知识分子极性和分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。【知识导图】一、共价键1．概念原子间通过______________形成的化学键。2．本质高概率地出现在两个原子核之间的_____与两个原子核之间的__________。3．形成元素通常是电负性相同或差值小的__________元素原子。4．表示方法(1)用一条短线表示由_______________所形成的共价键，如H—H、H—Cl；(2)“”表示原子间共用_____电子所形成的共价键(共价双键)；(3)“≡”表示原子间共用_____电子所形成的共价键(共价叁键)。二、σ键和π键1．分类标准：按电子云的重叠方式。2．σ键和π键：共价键σ键原子轨道以“__________”方式相互_____导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。π键原子轨道以“__________”方式相互_____导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。3．σ键与π键的类型(1)σ键的常见类型。类型形成过程s­s型H－H的s­sσ键的形成s­p型H－Cl的s­pσ键的形成p­p型Cl－Cl的p­pσ键的形成(2)π键的常见类型——p­pπ键。p­pπ键的形成4．判断σ键和π键的一般规律(1)共价单键都_____键；(2)共价双键和共价三键中有一个键是_____键，其他的都是_____键。三、极性键和非极性键1．分类标准：根据共用电子对是否偏移。2．极性键和非极性键：共价键极性键非极性键形成元素_____元素_____元素共用电子的偏移共用电子偏向电负性_____的原子成键原子电负性相同，共用电子__________原子电性电负性_____的原子显负电性，另一原子显正电性两原子均不显电性四、共价键的特征1．共价键的饱和性每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是_____的，这称为共价键的饱和性。共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的_____关系。2．共价键的方向性在形成共价键时，原子轨道重叠得越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键越_____，因此，共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成。共价键的方向性决定着分子的__________。【小试牛刀】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。1．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性()2．H3O+的存在说明共价键不具有饱和性()3．所有共价键都有方向性()4．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间()6．σ键强度小，容易断裂，而π键强度较大，不易断裂()7．π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的()8．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键()9．σ键不属于共价键，是另一种化学键()10．s-sσ键与s-pσ键的对称性相同()11．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键()12．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同()13．s-sσ键与p-pσ键的电子云图像都呈轴对称()14．s轨道与s轨道不能形成π键，p轨道与p轨道能形成π键()15．乙烯与乙烷化学性质不同，主要是因为乙烯中的π键不如σ键牢固()16．1个1，3-丁二烯(CH2=CHCH=CH2)分子中含有7个σ键、2个π键()17．P4()和CH4分子的空间构型都是正四面体，键角都是109°28′，1molCH4和1molP4含有的σ键数目相同()18．BF3、CCl4中每个原子都满足8电子稳定结构()19．PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构()20．SO2和O3互为等电子体，故二者具有相同的化学性质()考点一共价键的形成与特征【例1】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．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C．由共价键形成的分子一定是共价化合物D．只有非金属原子间才能形成共价键【答案】B【解析】含有共价键的化合物中还可能含有离子键，若含有离子键则该化合物为离子化合物，故A错；化合物分子中若不含离子键，则为共价化合物，所以B正确；分子可为单质，也可为化合物，故C错；通常情况下非金属元素原子间形成共价键，但有些金属与非金属元素原子间也可形成共价键，如AlCl3属于共价化合物，故D错。【例2】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N2D．HNO3和NaCl【答案】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。【解题技法】共价键的特征(1)饱和性：每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的。(2)方向性：在形成共价键时，原子轨道重叠愈多，电子在核间出现的概率愈大，所形成的共价键越牢固，因此，共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。【对点训练1】1．共价键具有饱和性和方向性，下列有关叙述不正确的是 ()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．共价键的方向性与成键原子的轨道的伸展方向有关C．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D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关2．下列物质属于共价化合物的是()A．KOHB．MgOC．C2H6D．NH4Cl考点二共价键的分类【例3】下列分子中既含σ键，又含π键的是 ()ABCD水乙醇氨乙醛【答案】D【解析】水分子中只有单键，全部是σ键，A不符合题意；乙醇分子中只有单键，全部是σ键，B不符合题意；氨气分子中只有单键，全部是σ键，C不符合题意；乙醛分子中含有单键和碳氧双键，既含σ键，又含π键，D符合题意。【例4】下列关于极性键的叙述不正确的是()A．由不同种非金属元素原子形成的共价键B．共价化合物中必定存在极性键C．由同种元素的两个原子形成的共价键D．共用电子必然偏向电负性大的原子一方【答案】C【解析】极性键是电负性不同的两种非金属元素的原子间形成的，同种元素的原子形成的是非极性键；电负性越大，吸引共用电子的能力越强，共价键的极性越强。【解题技法】【对点训练2】3．下列说法中不正确的是()A．一般σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键D．N2分子中有一个σ键，2个π键4．下列物质的分子中既含有极性键，又含有非极性键的是()A．CO2 B．H2OC．H2O2 D．H2考点三σ键和π键的综合考查【例5】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判断正确的是 ()A．C22-与O22+结构相似，1molO22+中含有的π键数目为2NAB．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1C．CN-与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1D．已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(l)，若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的π键数目为6NA【答案】A【解析】C22-与O22+结构相似，所以一个O22+中含有一个三键，因此1molO22+中含有2NA个π键，A正确；CO与N2结构相似，则一个CO分子中含有一个三键，分子中σ键与π键数目之比为1∶2，B错误；CN-与N2结构相似，1个CH2=CHCN分子中含有一个C=C键和一个C≡N键，因此1个CH2=CHCN分子中含有6个σ键和3个π键，σ键与π键的数目之比为2∶1，C错误；若该反应中有4molN—H键断裂，即1molN2H4参与反应，则生成1.5molN2，N2中含有N≡N键，故形成π键的数目是3NA，D错误。【例6】由前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化关系。X不稳定，易分解。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是 ()A．为使该转化成功进行，Y可以是酸性KMnO4溶液B．等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NAC．X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍D．T分子中只含有极性键，X分子中既含有极性键又含有非极性键【答案】A【解析】由题图可知，T为HCHO，X不稳定，易分解，则X为H2CO3，Y为氧化剂，可以选择酸性KMnO4溶液，A项正确；等物质的量并不一定是1mol，B项错误；1个X分子中含有的σ键个数为5，1个T分子中含有的σ键个数为3，C项错误；T、X分子中均只含有极性键，无非极性键，D项错误。【解题技法】共价键类型的判断(1)σ键与π键①依据强度判断：σ键的强度较大，较稳定；π键活泼，比较容易断裂。②共价单键都是σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有一个σ键、两个π键。(2)极性键与非极性键不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。【对点训练3】5．甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应为HCHO+O2H2O+CO2。下列有关叙述正确的是()A．CO2和O2分子中均同时存在p-pσ键和p-pπ键B．HCHO分子中σ键和π键的数目之比为2∶1C．O2分子形成时2p轨道的其中一种重叠方式是D．CO2分子中σ键和π键的电子云的对称性相同6．石灰氮(CaCN2)是一种氮肥，与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N-C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是 ()A．H2O的电子式为B．1个H2N-C≡N分子中含3个σ键C．H2N-C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2∶1D．已知CO(NH2)2中含有C=O键，1个CO(NH2)2分子中含有2个π键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．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．下列关于共价键的说法正确的是()A．共价键只存在于共价化合物中B．只含有共价键的物质一定是共价化合物C．非极性键只存在于单质分子中D．离子化合物中既可能含有极性键也可能含有非极性键4．下列物质只含共价键的是()A．Na2O2B．H2OC．NH4ClD．NaOH5．下列分子中，只有σ键没有π键的是()A．CH4B．N2C．CH2=CH2 D．CH≡CH6．H2S分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是()A．共价键的饱和性B．硫原子的电子排布C．共价键的方向性D．硫原子中p轨道的形状7．已知：元素X的电负性数值为2.5，元素Y的电负性数值为3.5，元素Z的电负性数值为1.2，元素W的电负性数值为2.4。你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是()A．X与YB．X与WC．Y与Z D．Y与W8．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s-sσ键B．两者都为p-pσ键C．前者为p-pσ键，后者为s-pσ键D．前者为s-sσ键，后者为s-pσ键9．下列关于σ键和π键的理解不正确的是()A．σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转C．CH3—CH3、CH2=CH2、CH≡CH中碳碳键的键能都相同D．碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳叁键中有一个σ键，两个π键10．下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是 ()ABCDH2HClCl2ClF两个原子的s轨道重叠氢原子的s轨道和氯原子的p轨道重叠一个氯原子的s轨道和另一个氯原子的p轨道重叠氯原子的p轨道和氟原子的p轨道重叠11．按要求回答问题(1)1molHCHO分子中含有σ键的数目为_______NA。(2)CS2分子中，共价键的类型有_______。(3)下列物质中：①MgCl2；②Na2O2；③CS2；④NaOH；⑤H2，只存在极性键的是_______(填序号，下同)，只存在非极性键的是_______，只存在离子键的是_______，既存在离子键又存在极性