課時精講07-共價鍵(學生版)

第二章分子結構與性質第一節(jié)共價鍵課時精講07共價鍵【目標導航】1．了解共價鍵的形成、本質、特征和分類。2．知道共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵。3．認識鍵能、鍵長、鍵角等鍵參數(shù)的概念，并能應用其說明簡單分子的某些性質。4．知識分子極性和分子中鍵的極性、分子的空間結構密切相關?！局R導圖】一、共價鍵1．概念原子間通過______________形成的化學鍵。2．本質高概率地出現(xiàn)在兩個原子核之間的_____與兩個原子核之間的__________。3．形成元素通常是電負性相同或差值小的__________元素原子。4．表示方法(1)用一條短線表示由_______________所形成的共價鍵，如H—H、H—Cl；(2)“”表示原子間共用_____電子所形成的共價鍵(共價雙鍵)；(3)“≡”表示原子間共用_____電子所形成的共價鍵(共價叁鍵)。二、σ鍵和π鍵1．分類標準：按電子云的重疊方式。2．σ鍵和π鍵：共價鍵σ鍵原子軌道以“__________”方式相互_____導致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價鍵。π鍵原子軌道以“__________”方式相互_____導致電子在核間出現(xiàn)的概率增大而形成的共價鍵。3．σ鍵與π鍵的類型(1)σ鍵的常見類型。類型形成過程s-s型H－H的s-sσ鍵的形成s-p型H－Cl的s-pσ鍵的形成p-p型Cl－Cl的p-pσ鍵的形成(2)π鍵的常見類型——p-pπ鍵。p-pπ鍵的形成4．判斷σ鍵和π鍵的一般規(guī)律(1)共價單鍵都_____鍵；(2)共價雙鍵和共價三鍵中有一個鍵是_____鍵，其他的都是_____鍵。三、極性鍵和非極性鍵1．分類標準：根據(jù)共用電子對是否偏移。2．極性鍵和非極性鍵：共價鍵極性鍵非極性鍵形成元素_____元素_____元素共用電子的偏移共用電子偏向電負性_____的原子成鍵原子電負性相同，共用電子__________原子電性電負性_____的原子顯負電性，另一原子顯正電性兩原子均不顯電性四、共價鍵的特征1．共價鍵的飽和性每個原子所能形成的共價鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是_____的，這稱為共價鍵的飽和性。共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結合的_____關系。2．共價鍵的方向性在形成共價鍵時，原子軌道重疊得越多，電子在核間出現(xiàn)的概率越大，所形成的共價鍵越_____，因此，共價鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成。共價鍵的方向性決定著分子的__________。【小試牛刀】判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。1．若把H2S分子寫成H3S分子，違背了共價鍵的飽和性()2．H3O+的存在說明共價鍵不具有飽和性()3．所有共價鍵都有方向性()4．兩個原子軌道發(fā)生重疊后，電子僅存在于兩核之間()6．σ鍵強度小，容易斷裂，而π鍵強度較大，不易斷裂()7．π鍵是由兩個原子的p軌道“頭碰頭”重疊形成的()8．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵()9．σ鍵不屬于共價鍵，是另一種化學鍵()10．s-sσ鍵與s-pσ鍵的對稱性相同()11．分子中含有共價鍵，則至少含有一個σ鍵()12．含有π鍵的化合物與只含σ鍵的化合物的化學性質不同()13．s-sσ鍵與p-pσ鍵的電子云圖像都呈軸對稱()14．s軌道與s軌道不能形成π鍵，p軌道與p軌道能形成π鍵()15．乙烯與乙烷化學性質不同，主要是因為乙烯中的π鍵不如σ鍵牢固()16．1個1，3-丁二烯(CH2=CHCH=CH2)分子中含有7個σ鍵、2個π鍵()17．P4()和CH4分子的空間構型都是正四面體，鍵角都是109°28′，1molCH4和1molP4含有的σ鍵數(shù)目相同()18．BF3、CCl4中每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結構()19．PCl3分子中每個原子最外層達到8電子穩(wěn)定結構，則BF3分子中每個原子最外層也能達到8電子穩(wěn)定結構()20．SO2和O3互為等電子體，故二者具有相同的化學性質()考點一共價鍵的形成與特征【例1】下列說法正確的是()A．含有共價鍵的化合物一定是共價化合物B．分子中只有共價鍵的化合物一定是共價化合物C．由共價鍵形成的分子一定是共價化合物D．只有非金屬原子間才能形成共價鍵【答案】B【解析】含有共價鍵的化合物中還可能含有離子鍵，若含有離子鍵則該化合物為離子化合物，故A錯；化合物分子中若不含離子鍵，則為共價化合物，所以B正確；分子可為單質，也可為化合物，故C錯；通常情況下非金屬元素原子間形成共價鍵，但有些金屬與非金屬元素原子間也可形成共價鍵，如AlCl3屬于共價化合物，故D錯?！纠?】下列各組物質中，所有化學鍵都是共價鍵的是()A．H2S和Na2O2B．H2O2和CaF2C．NH3和N2D．HNO3和NaCl【答案】C【解析】A項，Na2O2中既有離子鍵又有O—O共價鍵，不正確；B項，CaF2中只有離子鍵，不正確；D項，NaCl屬于離子化合物，沒有共價鍵?！窘忸}技法】共價鍵的特征(1)飽和性：每個原子所能形成共價鍵的總數(shù)或以單鍵連接的原子數(shù)目是一定的。(2)方向性：在形成共價鍵時，原子軌道重疊愈多，電子在核間出現(xiàn)的概率愈大，所形成的共價鍵越牢固，因此，共價鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成，這就是共價鍵的方向性?！緦c訓練1】1．共價鍵具有飽和性和方向性，下列有關敘述不正確的是 ()A．共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數(shù)決定的B．共價鍵的方向性與成鍵原子的軌道的伸展方向有關C．共價鍵的飽和性決定了各種原子形成分子時相互結合的數(shù)量關系D．共價鍵的飽和性與原子軌道的重疊程度有關2．下列物質屬于共價化合物的是()A．KOHB．MgOC．C2H6D．NH4Cl考點二共價鍵的分類【例3】下列分子中既含σ鍵，又含π鍵的是 ()ABCD水乙醇氨乙醛【答案】D【解析】水分子中只有單鍵，全部是σ鍵，A不符合題意；乙醇分子中只有單鍵，全部是σ鍵，B不符合題意；氨氣分子中只有單鍵，全部是σ鍵，C不符合題意；乙醛分子中含有單鍵和碳氧雙鍵，既含σ鍵，又含π鍵，D符合題意?！纠?】下列關于極性鍵的敘述不正確的是()A．由不同種非金屬元素原子形成的共價鍵B．共價化合物中必定存在極性鍵C．由同種元素的兩個原子形成的共價鍵D．共用電子必然偏向電負性大的原子一方【答案】C【解析】極性鍵是電負性不同的兩種非金屬元素的原子間形成的，同種元素的原子形成的是非極性鍵；電負性越大，吸引共用電子的能力越強，共價鍵的極性越強。【解題技法】【對點訓練2】3．下列說法中不正確的是()A．一般σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強B．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵C．氣體單質中，一定有σ鍵，可能有π鍵D．N2分子中有一個σ鍵，2個π鍵4．下列物質的分子中既含有極性鍵，又含有非極性鍵的是()A．CO2 B．H2OC．H2O2 D．H2考點三σ鍵和π鍵的綜合考查【例5】設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列關于常見分子中σ鍵、π鍵的判斷正確的是 ()A．C22-與O22+結構相似，1molO22+中含有的π鍵數(shù)目為2NAB．CO與N2結構相似，CO分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為2∶1C．CN-與N2結構相似，CH2=CHCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶1D．已知反應N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(l)，若該反應中有4molN—H鍵斷裂，則形成的π鍵數(shù)目為6NA【答案】A【解析】C22-與O22+結構相似，所以一個O22+中含有一個三鍵，因此1molO22+中含有2NA個π鍵，A正確；CO與N2結構相似，則一個CO分子中含有一個三鍵，分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶2，B錯誤；CN-與N2結構相似，1個CH2=CHCN分子中含有一個C=C鍵和一個C≡N鍵，因此1個CH2=CHCN分子中含有6個σ鍵和3個π鍵，σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為2∶1，C錯誤；若該反應中有4molN—H鍵斷裂，即1molN2H4參與反應，則生成1.5molN2，N2中含有N≡N鍵，故形成π鍵的數(shù)目是3NA，D錯誤?！纠?】由前10號元素組成的物質T和X，有如圖所示的轉化關系。X不穩(wěn)定，易分解。設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列有關說法正確的是 ()A．為使該轉化成功進行，Y可以是酸性KMnO4溶液B．等物質的量的T、X分子中含有π鍵的數(shù)目均為NAC．X分子中含有的σ鍵個數(shù)是T分子中含有的σ鍵個數(shù)的2倍D．T分子中只含有極性鍵，X分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵【答案】A【解析】由題圖可知，T為HCHO，X不穩(wěn)定，易分解，則X為H2CO3，Y為氧化劑，可以選擇酸性KMnO4溶液，A項正確；等物質的量并不一定是1mol，B項錯誤；1個X分子中含有的σ鍵個數(shù)為5，1個T分子中含有的σ鍵個數(shù)為3，C項錯誤；T、X分子中均只含有極性鍵，無非極性鍵，D項錯誤?！窘忸}技法】共價鍵類型的判斷(1)σ鍵與π鍵①依據(jù)強度判斷：σ鍵的強度較大，較穩(wěn)定；π鍵活潑，比較容易斷裂。②共價單鍵都是σ鍵，共價雙鍵中含有一個σ鍵、一個π鍵，共價三鍵中含有一個σ鍵、兩個π鍵。(2)極性鍵與非極性鍵不同種元素的原子之間形成的是極性共價鍵，同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵?！緦c訓練3】5．甲醛是家庭裝修常見的污染物。一種催化氧化甲醛的反應為HCHO+O2H2O+CO2。下列有關敘述正確的是()A．CO2和O2分子中均同時存在p-pσ鍵和p-pπ鍵B．HCHO分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為2∶1C．O2分子形成時2p軌道的其中一種重疊方式是D．CO2分子中σ鍵和π鍵的電子云的對稱性相同6．石灰氮(CaCN2)是一種氮肥，與土壤中的H2O反應生成氰胺(H2N-C≡N)，氰胺可進一步轉化為尿素[CO(NH2)2]。下列有關說法正確的是 ()A．H2O的電子式為B．1個H2N-C≡N分子中含3個σ鍵C．H2N-C≡N分子中σ鍵與π鍵的個數(shù)之比為2∶1D．已知CO(NH2)2中含有C=O鍵，1個CO(NH2)2分子中含有2個π鍵1．下列不屬于共價鍵成鍵因素的是()A．共用電子對在兩原子核之間高概率出現(xiàn)B．共用的電子必須配對C．成鍵后體系能量降低，趨于穩(wěn)定D．兩原子體積大小要適中2．下列說法正確的是()A．若把H2S分子寫成H3S分子，違背了共價鍵的飽和性B．H3O＋的存在說明共價鍵不具有飽和性C．所有共價鍵都有方向性D．兩個原子軌道發(fā)生重疊后，電子僅存在于兩核之間3．下列關于共價鍵的說法正確的是()A．共價鍵只存在于共價化合物中B．只含有共價鍵的物質一定是共價化合物C．非極性鍵只存在于單質分子中D．離子化合物中既可能含有極性鍵也可能含有非極性鍵4．下列物質只含共價鍵的是()A．Na2O2B．H2OC．NH4ClD．NaOH5．下列分子中，只有σ鍵沒有π鍵的是()A．CH4B．N2C．CH2=CH2 D．CH≡CH6．H2S分子中兩個共價鍵的夾角接近90°，其原因是()A．共價鍵的飽和性B．硫原子的電子排布C．共價鍵的方向性D．硫原子中p軌道的形狀7．已知：元素X的電負性數(shù)值為2.5，元素Y的電負性數(shù)值為3.5，元素Z的電負性數(shù)值為1.2，元素W的電負性數(shù)值為2.4。你認為上述四種元素中，最容易形成共價鍵的是()A．X與YB．X與WC．Y與Z D．Y與W8．根據(jù)氫原子和氟原子的核外電子排布，對F2和HF分子中形成的共價鍵描述正確的是 ()A．兩者都為s-sσ鍵B．兩者都為p-pσ鍵C．前者為p-pσ鍵，后者為s-pσ鍵D．前者為s-sσ鍵，后者為s-pσ鍵9．下列關于σ鍵和π鍵的理解不正確的是()A．σ鍵一般能單獨形成，而π鍵一般不能單獨形成B．σ鍵可以繞鍵軸旋轉，π鍵一定不能繞鍵軸旋轉C．CH3—CH3、CH2=CH2、CH≡CH中碳碳鍵的鍵能都相同D．碳碳雙鍵中有一個σ鍵，一個π鍵，碳碳叁鍵中有一個σ鍵，兩個π鍵10．下列對分子中σ鍵重疊方式的分析不正確的是 ()ABCDH2HClCl2ClF兩個原子的s軌道重疊氫原子的s軌道和氯原子的p軌道重疊一個氯原子的s軌道和另一個氯原子的p軌道重疊氯原子的p軌道和氟原子的p軌道重疊11．按要求回答問題(1)1molHCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為_______NA。(2)CS2分子中，共價鍵的類型有_______。(3)下列物質中：①MgCl2；②Na2O2；③CS2；④NaOH；⑤H2，只存在極性鍵的是_______(填序號，下同)，只存在非極性鍵的是_______，只存在離子鍵的是_______，既存在離子鍵又存在極性