第三单元第1课时共价键的形成及类型学案-高二上学期化学选择性

第三单元共价键共价晶体第1课时共价键的形成及类型［核心素养发展目标］1.了解共价键的形成条件及实质，能从微观角度分析共价键的类型，会区分σ键和π键、极性键和非极性键，促进宏观辨识与微观探析学科核心素养的发展。2.能熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数，从而建立判断σ键和π键的思维模型。一、共价键的形成1.共价键通常情况下，相近的原子之间通过形成共价键。

2.共价键形成过程（以氢气分子的形成为例）（1）当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向，它们接近到一定距离时，两个轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会。随着核间距的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量逐渐，达到能量最低状态。核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量，这种排斥作用又将氢原子推回到位置。氢分子的形成过程中能量（主要指势能）随核间距的变化如图曲线a所示。

（2）若两个氢原子核外电子的自旋方向相同，当它们相互接近时，原子间总是占主导地位，如图曲线b所示。所以两个带有自旋方向的电子的氢原子不可能形成氢分子。

3.共价键形成的本质当成键原子相互接近时，原子轨道发生，自旋方向的电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度，体系的能量。

4.共价键的特征1.根据H2分子的形成过程，与同学讨论F2和HF分子是怎样形成的。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.根据下表所示N、O、F原子的轨道表示式，结合你对共价键的理解，说明为什么它们与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O和HF。N、O、F原子的电子排布式和轨道表示式原子电子排布式轨道表示式氮（N）1s22s22p3氧（O）1s22s22p4氟（F）1s22s22p5________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3.为什么共价键有方向性？任何原子形成的共价键都有方向性吗？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.正误判断（1）形成共价键后体系的能量降低，趋于稳定（）（2）共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的（）（3）共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系（）（4）共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的，所有共价键都有方向性（）（5）原子轨道在空间都具有方向性（）2.下列说法正确的是（）A.Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的B.H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的C.并非所有的共价键都有方向性D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小3.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是（）A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl（1）共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共价键，还可以存在于非金属单质中，如H2、O3等。（2）非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如NH4NO3只由非金属元素组成，但是含有离子键。（3）活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中只有共价键。（4）所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s轨道与s轨道重叠形成的共价键就没有方向性。二、共价键的类型1.σ键和π键（1）（2）σ键和π键的比较共价键类型σ键π键成键示意图（常见类型）原子轨道重叠方式沿键轴方向重叠（“”）

沿键轴方向平行重叠（“”）

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原子轨道重叠程度键的强度化学活泼性不活泼活泼2.非极性键和极性键（1）非极性键和极性键类型形成元素共用电子对偏移原子电性非极性键

元素两原子电负性相同，共用电子对

两原子都不显电性极性键

元素共用电子对偏向电负性的原子

电负性较大的原子显电性，电负性较小的原子显电性

（2）键的极性强弱判断一般情况下，两种成键元素间的电负性差值越大，它们形成的共价键的极性就越强。如下列共价键的极性由强到弱的顺序排列为F—H>O—H>N—H>C—H。3.配位键——特殊共价键（1）概念：由一个原子提供孤电子对与另一个有空轨道可接受电子的原子形成的共价键。（2）表示方法：在表示分子或离子的结构式时，常用“→”表示配位键，其箭头指向的原子。

（3）配位键与共价键在形成过程上的主要不同是配位键的共用电子对是由某个原子提供的，共价键的共用电子对是成键原子双方共同提供的。1.观察如图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。（1）乙烷分子中有个σ键，个π键。

（2）乙烯分子中有个σ键，个π键。

（3）乙炔分子中有个σ键，个π键。

2.BeCl2以二聚体形式存在，试标出配位键。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3.Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.σ键和π键的判断方法（1）依据共价键的类型判断共价键类型单键:σ键即：两原子形成共价键时，有且只有1个σ键。（2）依据共价分子的组成判断σ键ABx型分子或原子团中，含σ键的数目为x。如H2O中含2个σ键，NH3中含3个σ键，CO32−中含3个σ键，SO42−中含2.非极性键、极性键、配位键的区别与联系类型非极性键极性键配位键本质相邻原子间的共用电子对（原子轨道重叠）与原子核间的静电作用成键条件（元素种类）同种非金属元素不同非金属元素或金属元素与非金属元素成键原子一方有孤电子对，另一方有空轨道1.下列说法对σ键和π键的认识不正确的是（）A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键B.s⁃sσ键、p⁃pσ键与s⁃pσ键都是轴对称的C.p⁃pσ键和p⁃pπ键的重叠方式是相同的D.含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者2.（2023·四川宜宾高二检测）下列微粒：①H3O+②NH4+③CH3COO⑤CH4中含有配位键的是（）A.①② B.①③C.④⑤ D.②④3.现有以下物质：①HF②Cl2③H2O④N2⑤C2H4⑥C2H6⑦H2⑧H2O2按要求回答下列问题（填序号）：（1）只含有极性键的是；只含有非极性键的是；既含有极性键，又含有非极性键的是。

（2）只含有σ键的是；既含有σ键又含有π键的是。

（3）含有由两个原子的s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。

答案精析一、1.吸引电子能力共用电子对2.（1）相反1s较大下降迅速上升平衡（2）排斥作用相同3.重叠相反未成对增加降低4.一定电子出现机会最大思考交流1.由氢原子和氟原子的核外电子排布可知，H原子最外层只有一个电子，F原子的最外层有7个电子，形成HF、F2时每个原子提供一个电子，形成一对共用电子对，形成HF和F2分子。2.N、O、F原子最外层分别有5、6、7个电子，H原子最外层有1个电子，根据共价键的饱和性可知，N、O、F原子分别与3、2、1个氢原子形成3、2、1对共用电子对，形成8（H为2）电子稳定结构，故它们与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O和HF。3.形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，重叠程度越大，形成的共价键越牢固，所以共价键有方向性。不是所有共价键都有方向性，如H2分子中共价键没有方向性。应用体验1.（1）√（2）√（3）√（4）×（5）×2.C［Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正确；氢气中的共价键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D不正确。］3.C［A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不符合题意；B项，CaF2中只有离子键，不符合题意；D项，NaCl中只有离子键，不符合题意。］二、1.（1）核间连线头碰头核间连线两侧肩并肩（2）头碰头肩并肩大小较大较小2.（1）同种不偏移不同种较大负正3.（2）接受孤电子对思考交流1.（1）70（2）51（3）322.3.由于Ge原子半径大，Ge原子间形成的σ键较长，p轨道与p轨道“肩并肩”重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键应用体验1.C［单键为σ键，双键和三键中均含1个σ键，所以分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键，故A正确；因s⁃sσ键、p⁃pσ键与s⁃pσ键的电子云均为“头碰头”重叠，则为轴对称，故B正确；p⁃pσ键是“头碰头”重叠，而p⁃pπ键是“肩并肩”重叠，故C错误；π键不稳定，易断裂，则含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者，故D正确。］2.A［①H3O+中，H+提供空轨道，O原子提供孤电子对形成配位键，符合；②NH4+中H+提供空轨道，N原子提供孤电子对形成配位键，符合；③CH3COO中没有提供空轨道的微粒，没有形成配位键，不符合；④NH3中没有提供空轨道的微粒，