课时精讲07--共价键(学生版).docx

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s­s σ键的形成
s­p型

H－Cl的s­p σ键的形成
p­p型

Cl－Cl的p­p σ键的形成
(2)π键的常见类型——p­p π键。

p­p π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-s σ键与s-p σ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-s σ键与p-p σ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Na2O2 B．H2O2和CaF2 C．NH3和N2 D．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．KOH B．MgO C．C2H6 D．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 (　　)
A
B
C
D

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．H2O
C．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，1 mol O22+中含有的π键数目为2NA
B．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C．CN-与N2结构相似，CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D．已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)= 3N2(g)+4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—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1 molO22+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4 mol N—H键断裂，即1 mol N2H4参与反应，则生成1.5 mol N2，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NA
C．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1 mol，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+O2 H2O+CO2。下列有关叙述正确的是 (　　)
A．CO2和O2分子中均同时存在p-p σ键和p-p π键
B．HCHO分子中σ键和π键的数目之比为2∶1
C．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∶1
D．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．Na2O2 B．H2O C．NH4Cl D．NaOH
5．下列分子中，只有σ键没有π键的是(　　)
A．CH4 B．N2 C．CH2==CH2 D．CH≡CH
6．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Y B．X与W C．Y与Z D．Y与W
8．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-s σ键 B．两者都为p-p σ键
C．前者为p-p σ键，后者为s-p σ键 D．前者为s-s σ键，后者为s-p σ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 (　　)
A
B
C
D
H2
HCl
Cl2
ClF
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)1 mol HCHO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共价键的是_______，既存在离子键又存在非极性共价键的是_______。
12．有三种物质AC2、B2C2、AD4，在常温下分别为气体、固体和液体。元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等；元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B2C2；元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同。则：
(1)A、B、C、D元素的名称分别为　　　　、　　　　　、　　　　、　　　　。 
(2)AD4分子中含有的σ键类型为　　　　(填“s-s”“s-p”或“p-p”)σ键。 
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为　　　　，B2C2属于　　　　　(填“离子”或“共价”)化合物。