第2章-第1節(jié)-第1課時-共價鍵(講義)

第二章分子結構與性質第一節(jié)共價鍵第1課時共價鍵學習導航1.能從微觀角度分析形成共價鍵的微粒、類型，能辨識物質中含有的共價鍵。2.理解共價鍵中σ鍵和π鍵的區(qū)別，建立σ鍵和π鍵的思維模型，熟練判斷分子中σ鍵和π鍵的存在及個數。教學過程一、共價鍵的形成與特征1．共價鍵的形成(1)概念：原子間通過共用電子對所形成的相互作用，叫做共價鍵。(2)成鍵的粒子：一般為非金屬原子(相同或不相同)或金屬原子與非金屬原子。(3)本質：原子間通過共用電子對(即原子軌道重疊)產生的強烈作用。2．共價鍵的特征(1)飽和性按照共價鍵的共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋狀態(tài)相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。(2)方向性除s軌道是球形對稱外，其他原子軌道在空間都具有一定的分布特點。在形成共價鍵時，原子軌道重疊的越多，電子在核間出現的概率越大，所形成的共價鍵就越牢固，因此共價鍵將盡可能沿著電子出現概率最大的方向形成，所以共價鍵具有方向性。如圖所示。二、共價鍵類型(按成鍵原子的原子軌道的重疊方式分類)1．σ鍵形成由兩個原子的s軌道或p軌道“頭碰頭”重疊形成類型s-s型s-p型p-p型特征以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉操作，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱；σ鍵的強度較大2.π鍵形成由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成p-pπ鍵特征π鍵的電子云具有鏡面對稱性，即每個π鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核構成平面的兩側，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像；π鍵不能旋轉；不如σ鍵牢固，較易斷裂3.判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律共價單鍵為σ鍵；共價雙鍵中有一個σ鍵、一個π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵組成?！練w納總結】共價鍵的分類eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(按共用電子對的數目\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(共價單鍵——σ鍵,共價雙鍵——1個σ鍵、1個π鍵,共價三鍵——1個σ鍵、2個π鍵)),按電子云重疊方式\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(σ鍵\o(→,\s\up7(特征))電子云呈軸對稱,π鍵\o(→,\s\up7(特征))電子云呈鏡面對稱))))課時訓練1．下列物質中，含有共價鍵的離子化合物是A．NaClO B． C． D．2．下列含有共價鍵和離子鍵的氧化物是A．NaOH B．MgO C．Al2O3 D．CaO23．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大，W的核外電子數等于其主族序數，Z的最高正價和最低負價的代數和為4；X、Y、Z三種元素在周期表中的相對位置關系如下。下列說法錯誤的是XYZA．W與X形成的最簡單化合物的水溶液呈堿性B．X和Z形成的化合物Z4X4為共價化合物C．最高正價：D．Y和Z的簡單離子半徑之比大于14．設NA為阿伏加德羅常數的值，下列說法中正確的是A．標準狀況下，22.4LH2O含有的分子數為NAB．1L1mol·L-1C2H5OH水溶液中含有的氫原子數為6NAC．5.4gAg與足量濃硝酸反應轉移電子數為0.05NAD．22.4LCl2中含有Cl-Cl鍵的數目一定為NA5．“中國芯”的主要原材料是高純單晶硅，反應，可用于純硅的制備。下列有關說法正確的是的A．中有非極性共價鍵B．HCl的電子式為C．碳的非金屬性比硅強，所以自然界存在大量的硅單質D．Si原子的結構示意圖為6．X、Y、Z、W、R是周期表中的短周期主族元素，原子序數依次增大。Y原子的最外層有4個電子，且未成對電子數和W相等，R和X同主族，RX為離子化合物。下列說法正確的是A．簡單離子半徑：r(R)>r(Z)>r(W)B．元素電負性：Z>W>YC．Y、Z最高價氧化物對應水化物的酸性：Y>ZD．W與R形成的化合物中可能含有共價鍵7．元素在周期表中的位置如圖所示，其中X原子的M層電子數等于其電子層數。下列說法正確的是A．X的原子半徑比M的小B．Y元素位于第三周期VIA族C．K元素的氣態(tài)氫化物比Z元素的的氣態(tài)氫化物更穩(wěn)定，是由于K元素的氣態(tài)氫化物分子間存在氫鍵D．Q與同周期第一主族元素原子序數相差12，且Q可做半導體材料。8．X、Y、Z、M、R為五種短周期元素，其原子半徑和最外層電子數之間的關系如下圖所示。下列說法不正確的是A．簡單陽離子半徑：X＜R B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Y＜ZC．M可以形成兩種常見的含氧酸 D．X與Y形成的化合物中只含有極性鍵9．X和Y都為主族元素，其價電子數分別為1和5，下列判斷正確的是A．X一定是s區(qū)元素，Y一定是p區(qū)元素B．X、Y形成的化合物一定為共價化合物C．Y的電負性一定大于X的電負性D．基態(tài)時，X原子的第一電離能一定小于Y原子的第一電離能10．下列說法中正確的是()A．CH4和BCl3分子中所有原子的最外層都達到了8電子穩(wěn)定結構B．Na2O2、NaClO中所含化學鍵類型不完全相同C．Si與C同屬ⅣA族，因此SiO2和CO2兩種物質中微粒間作用完全相同D．氯氣與NaOH反應的過程中，同時有離子鍵、極性鍵和非極性鍵的斷裂和形成11．氮是重要的無機非金屬元素，可以形成多種重要的含氫化合物。(1)氨氣是氮的最簡單氫化物，電子式_______，其水溶液呈______(填“酸性”、“中性”或“堿性”)，原因是______。氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的基礎，該反應的化學方程式是______。(2)聯(lián)氨(又稱肼，N2H4，無色液體)分子中極性鍵與非極性鍵的個數比為______，其中氮的化合價為______。實驗室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯(lián)氨，反應的化學方程式為______。(3)疊氮酸(HN3)酸性略大于醋酸，疊氮酸的電離方程式為______，聯(lián)氨被亞硝酸氧化可以生成疊氮酸，反應的化學方程式為______。12．(1)現有下列10種物質：①O2；②H2；③NH4NO3；④Na2O2；⑤Ba(OH)2；⑥CH4；⑦CO2；⑧NaF；⑨NH3；⑩I2。其中既含離子鍵又含非極性鍵的是___________(填序號，下同)；既含離子鍵又含極性鍵的是___________；屬于電解質的是：___________。(2)短周期的某元素的氣態(tài)氫化物為H2R，則該元素的原子最外層有___________個電子。(3)只含金屬元素的主族位于第___________縱行。(4)第四周期元素中，如第IIA族原子序數為a，則第IIIA族原子序數為___________(用含a的式子表示)。(5)周期表中位于第8縱行的鐵元素屬于第___________族，已知鐵的原子序數為26，最外層有2個電子，則鐵的原子結構示意圖為___________。(6)X、Y兩種主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38個電子。若XY2為常見元素形成的離子化合物，則其電子式為___________；若XY2為共價化合物，則其結構式為___________。答案解析1．A【詳解】A．NaClO是離子化合物，但氫原子與氧原子以共價鍵結合，故A選；B．K2S中只含離子鍵，故B不選；C．H2O2是只含共價鍵的共價化合物，故C不選；D．MgBr2是只含離子鍵的離子化合物，故D不選；故選A。2．D【詳解】A．NaOH含有離子鍵和共價鍵，但不是氧化物，A不符合題意；B．MgO中只含離子鍵，不含共價鍵，B不符合題意；C．Al2O3中只含離子鍵，不含共價鍵，C不符合題意；D．CaO2含有鈣離子和過氧根形成的離子鍵、O原子和O原子形成的共價鍵，且屬于氧化物，D符合題意；綜上所述答案為D。3．D【詳解】A．W與X形成的最簡單化合物是氨氣，氨氣溶于水形成的氨水呈堿性，A項正確；B．是由、N兩種非金屬元素形成的共價化合物，B項正確；C．S的最高正價為，的最高正價為，N的最高正價為，H的最高正價為，故最高正價：，C項正確；D．Y和Z的簡單離子分別為、，半徑小于，故Y和Z的簡單離子半徑之比小于，D項錯誤；故選D。4．C【詳解】A．標準狀況下，H2O不是氣體，無法計算22.4L水中含有的分子數，故A錯誤；B．1L1mol·L-1C2H5OH水溶液中含有的C2H5OH物質的量為1mol，其含有的氫原子數為6NA，但溶劑是水，水中也含有氫原子，所以1L1mol·L-1C2H5OH水溶液中含有的氫原子數大于6NA，故B錯誤；C．5.4gAg的物質的量為0.05mol，與足量濃硝酸反應生成AgNO3，轉移電子數為0.05NA，故C正確；D．沒有指明溫度和壓強，無法計算22.4LCl2中含有Cl-Cl鍵的數目，故D錯誤；故選C。5．B【詳解】A．SiCl4和CH4的空間構型一樣，都是正四面體構型，結構對稱，為非極性分子，存在極性共價鍵，A錯誤；B．HCl為共價化合物，電子式為，B正確；C．自然界中無游離態(tài)硅元素,主要以二氧化硅和硅酸鹽存在，C錯誤；D．Si原子的結構示意圖為，D錯誤；故選B。6．D【詳解】A．R為Na、Z為N、W為O，他們的簡單離子（Na+、N3-、O2-）核外電子排布相同，核電荷數越大，半徑越小，故簡單離子半徑：r(R)<r(W)<r(Z)，A錯誤；B．Z為N、W為O、Y為C，同一周期從左往右，電負性逐漸增大，故電負性W>Z>Y，B錯誤；C．Y為C，Z為N，N的非金屬大于C，非金屬性越強最高價氧化物對應水化物的酸性越強，故最高價氧化物對應水化物的酸性：Z>Y，C錯誤；D．W為O，R為Na，O和Na組成的Na2O2中既含有離子鍵又含有含有共價鍵，D正確；故選D。7．D【詳解】A．同周期主族元素，核電荷數越大原子半徑越小、同主族元素，核電荷數越大原子半徑越大、X的原子半徑比M的大，A錯誤；B．Y元素位于第三周期ⅣA族，B錯誤；C．K元素的氣態(tài)氫化物比Z元素的的氣態(tài)氫化物更穩(wěn)定，是由于水分子內H-O比硫化氫分子內的H-S更牢固，C錯誤；D．Q處于第四周期，其核電荷數比X大18，則Q原子序數為31，與同周期第一主族元素為K、K核電荷數為19，則二者原子序數相差12，Ga位于金屬和非金屬分界線附近，則Q可做半導體材料，D正確；8．D【詳解】A．離子半徑Na+>H+，A項不符合題意；B．非金屬性N>C，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性NH3>CH4，B項不符合題意；C．S元素可以形成H2SO3、H2SO4兩種常見的酸，C項不符合題意；D．C、H元素形成的各類烴中，會含有C-C，因此也含非極性鍵，D項符合題意；故正確選項為D。9．A【詳解】A．第ⅠA族元素均位于s區(qū)，第ⅤA族元素均位于p區(qū)，所以X一定是s區(qū)元素，Y一定是p區(qū)元素，A正確；B．若X為活潑的堿金屬元素，則與Y形成的化合物為離子化合物，B錯誤；C．若X為H，則電負性為2.1，則可能大于第ⅤA族某些元素，例如大于As的2.0，C錯誤；D．基態(tài)時，X原子的第一電離能不一定小于Y原子的第一電離能，例如氫原子的第一電離能大于鉍原子的第一電離能，D錯誤；答案選A。10．B【詳解】A、CH4分子中的H原子和BCl3分子中的B原子最外層都不能達到8電子穩(wěn)定結構，故A不正確；B、Na2O2分子中含有離子鍵和非極性共價鍵，而NaClO分子中含有離子鍵和極性共價鍵，所以二者所含化學鍵類型不完全相同，故B正確；C、Si與C都屬ⅣA族元素，但SiO2是由Si原子和O原子通過共價鍵形成的原子晶體，而CO2是由CO2分子間通過分子間作用力形成的分子晶體，即二者微粒間的作用不同，故C不正確；D、氯氣與NaOH的反應過程中，斷裂的化學鍵有離子鍵、極性鍵和非極性鍵，而形成的化學鍵有離子鍵、極性鍵，故D不正確；本題答案為B。11．堿性NH3+H2O=NH3?H2ONH+OH-4NH3+5O24NO+6H2O4：1-2NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2OHN3H++NN2H4+HNO2=HN3+H2O【詳解】(1)氨氣是氮的最簡單氫化物，為共價化化合物，電子式為；溶于水生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子和氫氧根離子，溶于顯堿性；氨的催化氧化生成NO和水，方程式為4NH3+5O24NO+6H2O；(2)聯(lián)氨中存在4條N-H鍵，1條N-N鍵，則極性鍵與非極性鍵的個數比為4：1；根據化合物中化合價的代數和為零，氮的化合價為-2價；次氯酸鈉溶液與氨反應生成聯(lián)氨和氯化鈉，化學方程式為NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O；(3)疊氮酸(HN3)酸性略大于醋酸，疊氮酸電離生成氫離子和疊氮酸根離子，電離方程式為HN3H++N；聯(lián)氨被亞硝酸氧化可以生成疊氮酸和水，化學方程式為N2H4+HNO2=HN3+H2O。12．④③⑤③④⑤⑧62a+11VIIIS=C=S【詳解】(1)①O2含有非極性共價鍵，屬于單質，既不是電解質，也不是非電解質；②H2含有非極性共價鍵，屬于單質，既不是電解質，也不是非電解質；③NH4NO3中與形成離子鍵，、中N和H、N和O形成極性共價鍵，屬于鹽，在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠導電，是電解質；④Na2O2中Na+和形成離子鍵，中O原子之間形成非極性共價鍵，在熔融狀態(tài)下能夠導電，是電解質；⑤Ba(OH)2中Ba2+和OH-形成離子鍵，