第三單元第1課時共價鍵的形成及類型學(xué)案-高二上學(xué)期化學(xué)選擇性

第三單元共價鍵共價晶體第1課時共價鍵的形成及類型［核心素養(yǎng)發(fā)展目標］1.了解共價鍵的形成條件及實質(zhì)，能從微觀角度分析共價鍵的類型，會區(qū)分σ鍵和π鍵、極性鍵和非極性鍵，促進宏觀辨識與微觀探析學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。2.能熟練判斷分子中σ鍵和π鍵的存在及個數(shù)，從而建立判斷σ鍵和π鍵的思維模型。一、共價鍵的形成1.共價鍵通常情況下，相近的原子之間通過形成共價鍵。

2.共價鍵形成過程（以氫氣分子的形成為例）（1）當兩個氫原子相互接近時，若兩個氫原子核外電子的自旋方向，它們接近到一定距離時，兩個軌道發(fā)生重疊，電子在兩原子核間出現(xiàn)的機會。隨著核間距的減小，核間電子出現(xiàn)的機會增大，體系的能量逐漸，達到能量最低狀態(tài)。核間距進一步減小時，兩原子間的斥力使體系的能量，這種排斥作用又將氫原子推回到位置。氫分子的形成過程中能量（主要指勢能）隨核間距的變化如圖曲線a所示。

（2）若兩個氫原子核外電子的自旋方向相同，當它們相互接近時，原子間總是占主導(dǎo)地位，如圖曲線b所示。所以兩個帶有自旋方向的電子的氫原子不可能形成氫分子。

3.共價鍵形成的本質(zhì)當成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生，自旋方向的電子形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度，體系的能量。

4.共價鍵的特征1.根據(jù)H2分子的形成過程，與同學(xué)討論F2和HF分子是怎樣形成的。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.根據(jù)下表所示N、O、F原子的軌道表示式，結(jié)合你對共價鍵的理解，說明為什么它們與氫原子形成的簡單化合物分別為NH3、H2O和HF。N、O、F原子的電子排布式和軌道表示式原子電子排布式軌道表示式氮（N）1s22s22p3氧（O）1s22s22p4氟（F）1s22s22p5________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3.為什么共價鍵有方向性？任何原子形成的共價鍵都有方向性嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.正誤判斷（1）形成共價鍵后體系的能量降低，趨于穩(wěn)定（）（2）共價鍵的飽和性是由成鍵原子的未成對電子數(shù)決定的（）（3）共價鍵的飽和性決定了分子內(nèi)部原子的數(shù)量關(guān)系（）（4）共價鍵的方向性是由成鍵原子軌道的方向性決定的，所有共價鍵都有方向性（）（5）原子軌道在空間都具有方向性（）2.下列說法正確的是（）A.Cl2是雙原子分子，H2S是三原子分子，這是由共價鍵的方向性決定的B.H2O與H2S的空間結(jié)構(gòu)一樣是由共價鍵的飽和性決定的C.并非所有的共價鍵都有方向性D.兩原子軌道發(fā)生重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率減小3.下列各組物質(zhì)中，所有化學(xué)鍵都是共價鍵的是（）A.H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl（1）共價鍵不僅存在于共價化合物中，也可以存在于離子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共價鍵，還可以存在于非金屬單質(zhì)中，如H2、O3等。（2）非金屬元素之間并不是只形成共價鍵，也可以形成離子鍵，如NH4NO3只由非金屬元素組成，但是含有離子鍵。（3）活潑的金屬元素和非金屬元素之間也可以形成共價鍵，如AlCl3中只有共價鍵。（4）所有共價鍵都有飽和性，但并不是所有的共價鍵都有方向性，如s軌道與s軌道重疊形成的共價鍵就沒有方向性。二、共價鍵的類型1.σ鍵和π鍵（1）（2）σ鍵和π鍵的比較共價鍵類型σ鍵π鍵成鍵示意圖（常見類型）原子軌道重疊方式沿鍵軸方向重疊（“”）

沿鍵軸方向平行重疊（“”）

原子軌道重疊部位兩原子核之間，在鍵軸處鍵軸上方和下方原子軌道重疊程度鍵的強度化學(xué)活潑性不活潑活潑2.非極性鍵和極性鍵（1）非極性鍵和極性鍵類型形成元素共用電子對偏移原子電性非極性鍵

元素兩原子電負性相同，共用電子對

兩原子都不顯電性極性鍵

元素共用電子對偏向電負性的原子

電負性較大的原子顯電性，電負性較小的原子顯電性

（2）鍵的極性強弱判斷一般情況下，兩種成鍵元素間的電負性差值越大，它們形成的共價鍵的極性就越強。如下列共價鍵的極性由強到弱的順序排列為F—H>O—H>N—H>C—H。3.配位鍵——特殊共價鍵（1）概念：由一個原子提供孤電子對與另一個有空軌道可接受電子的原子形成的共價鍵。（2）表示方法：在表示分子或離子的結(jié)構(gòu)式時，常用“→”表示配位鍵，其箭頭指向的原子。

（3）配位鍵與共價鍵在形成過程上的主要不同是配位鍵的共用電子對是由某個原子提供的，共價鍵的共用電子對是成鍵原子雙方共同提供的。1.觀察如圖乙烷、乙烯和乙炔分子的結(jié)構(gòu)，并回答下列問題。（1）乙烷分子中有個σ鍵，個π鍵。

（2）乙烯分子中有個σ鍵，個π鍵。

（3）乙炔分子中有個σ鍵，個π鍵。

2.BeCl2以二聚體形式存在，試標出配位鍵。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3.Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.σ鍵和π鍵的判斷方法（1）依據(jù)共價鍵的類型判斷共價鍵類型單鍵:σ鍵即：兩原子形成共價鍵時，有且只有1個σ鍵。（2）依據(jù)共價分子的組成判斷σ鍵ABx型分子或原子團中，含σ鍵的數(shù)目為x。如H2O中含2個σ鍵，NH3中含3個σ鍵，CO32?中含3個σ鍵，SO42?中含2.非極性鍵、極性鍵、配位鍵的區(qū)別與聯(lián)系類型非極性鍵極性鍵配位鍵本質(zhì)相鄰原子間的共用電子對（原子軌道重疊）與原子核間的靜電作用成鍵條件（元素種類）同種非金屬元素不同非金屬元素或金屬元素與非金屬元素成鍵原子一方有孤電子對，另一方有空軌道1.下列說法對σ鍵和π鍵的認識不正確的是（）A.分子中只要含有共價鍵，則至少含有一個σ鍵B.s?sσ鍵、p?pσ鍵與s?pσ鍵都是軸對稱的C.p?pσ鍵和p?pπ鍵的重疊方式是相同的D.含有π鍵的分子在反應(yīng)時，π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者2.（2023·四川宜賓高二檢測）下列微粒：①H3O+②NH4+③CH3COO⑤CH4中含有配位鍵的是（）A.①② B.①③C.④⑤ D.②④3.現(xiàn)有以下物質(zhì)：①HF②Cl2③H2O④N2⑤C2H4⑥C2H6⑦H2⑧H2O2按要求回答下列問題（填序號）：（1）只含有極性鍵的是；只含有非極性鍵的是；既含有極性鍵，又含有非極性鍵的是。

（2）只含有σ鍵的是；既含有σ鍵又含有π鍵的是。

（3）含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是。

（4）含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的σ鍵的是。

答案精析一、1.吸引電子能力共用電子對2.（1）相反1s較大下降迅速上升平衡（2）排斥作用相同3.重疊相反未成對增加降低4.一定電子出現(xiàn)機會最大思考交流1.由氫原子和氟原子的核外電子排布可知，H原子最外層只有一個電子，F(xiàn)原子的最外層有7個電子，形成HF、F2時每個原子提供一個電子，形成一對共用電子對，形成HF和F2分子。2.N、O、F原子最外層分別有5、6、7個電子，H原子最外層有1個電子，根據(jù)共價鍵的飽和性可知，N、O、F原子分別與3、2、1個氫原子形成3、2、1對共用電子對，形成8（H為2）電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故它們與氫原子形成的簡單化合物分別為NH3、H2O和HF。3.形成共價鍵時，兩個參與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)機會最大的方向重疊成鍵，重疊程度越大，形成的共價鍵越牢固，所以共價鍵有方向性。不是所有共價鍵都有方向性，如H2分子中共價鍵沒有方向性。應(yīng)用體驗1.（1）√（2）√（3）√（4）×（5）×2.C［Cl2是雙原子分子，H2S是三原子分子，這是由共價鍵的飽和性決定的，A不正確；氫氣中的共價鍵沒有方向性，C正確；兩原子軌道發(fā)生重疊后，電子在兩核間出現(xiàn)的概率增大，D不正確。］3.C［A項，Na2O2中既有離子鍵又有O—O共價鍵，不符合題意；B項，CaF2中只有離子鍵，不符合題意；D項，NaCl中只有離子鍵，不符合題意。］二、1.（1）核間連線頭碰頭核間連線兩側(cè)肩并肩（2）頭碰頭肩并肩大小較大較小2.（1）同種不偏移不同種較大負正3.（2）接受孤電子對思考交流1.（1）70（2）51（3）322.3.由于Ge原子半徑大，Ge原子間形成的σ鍵較長，p軌道與p軌道“肩并肩”重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵應(yīng)用體驗1.C［單鍵為σ鍵，雙鍵和三鍵中均含1個σ鍵，所以分子中只要含有共價鍵，則至少含有一個σ鍵，故A正確；因s?sσ鍵、p?pσ鍵與s?pσ鍵的電子云均為“頭碰頭”重疊，則為軸對稱，故B正確；p?pσ鍵是“頭碰頭”重疊，而p?pπ鍵是“肩并肩”重疊，故C錯誤；π鍵不穩(wěn)定，易斷裂，則含有π鍵的分子在反應(yīng)時，π鍵是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者，故D正確。］2.A［①H3O+中，H+提供空軌道，O原子提供孤電子對形成配位鍵，符合；②NH4+中H+提供空軌道，N原子提供孤電子對形成配位鍵，符合；③CH3COO中沒有提供空軌道的微粒，沒有形成配位鍵，不符合；④NH3中沒有提供空軌道的微粒，