共價鍵高二化學講義（人教版2019選擇性必修2）（原卷版）

第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵[學習目標]1.認識原子間通過原子軌道重疊形成共價鍵，了解共價鍵具有飽和性和方向性，發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”核心素養(yǎng)。2.知道根據(jù)原子軌道的重疊方式，共價鍵可分為σ鍵和π鍵等類型。3.了解共價鍵鍵參數(shù)的含義，能用鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質(zhì)。課前課前預(yù)習一、共價鍵（一）共價鍵的形成與特征1、共價鍵的形成(1)概念：原子間通過所形成的相互作用，叫做共價鍵。(2)成鍵的粒子：一般為原子(相同或不相同)或金屬原子與非金屬原子。(3)本質(zhì)：原子間通過(即原子軌道重疊)產(chǎn)生的強烈作用。2、共價鍵的特征(1)飽和性：按照共價鍵的理論，一個原子有幾個，便可和幾個的電子配對成鍵，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，電子在核間出現(xiàn)的概率越，所形成的共價鍵就越，因此共價鍵將盡可能沿著的方向形成，所以共價鍵具有方向性。（二）共價鍵類型1、σ鍵形成由兩個原子的s軌道或p軌道“”重疊形成類型ss型sp型pp型特征以形成化學鍵的兩原子核的為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵電子云的圖形，這種特征稱為軸；σ鍵的強度較2、π鍵形成由兩個原子的p軌道“”重疊形成ppπ鍵特征π鍵的電子云具有性，即每個π鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為；π鍵旋轉(zhuǎn)；不如σ鍵，較易3、判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律共價單鍵為鍵；共價雙鍵中有一個鍵、一個鍵；共價三鍵由一個鍵和兩個鍵組成。共價鍵的分類eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(按共用電子對的數(shù)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))))二、鍵參數(shù)——鍵能、鍵長與鍵角（一）鍵能1、概念氣態(tài)分子中化學鍵解離成氣態(tài)原子所的能量。它通常是298.15K、100kPa條件下的標準值，單位是。2、應(yīng)用(1)判斷共價鍵的穩(wěn)定性原子間形成鍵時，原子軌道重疊程度越，釋放能量越，所形成的鍵鍵能越，共價鍵越。(2)判斷分子的穩(wěn)定性一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子，共價鍵的鍵能越，分子越。(3)利用鍵能計算反應(yīng)熱ΔH＝總鍵能－總鍵能（二）鍵長和鍵角1、鍵長(1)概念：構(gòu)成化學鍵的兩個原子的，因此決定共價鍵的鍵長，原子半徑越，共價鍵的鍵長越。(2)應(yīng)用：共價鍵的鍵長越，往往鍵能越，表明共價鍵越，反之亦然。2、鍵角(1)概念：在多原子分子中，兩個相鄰之間的夾角。(2)應(yīng)用：在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價鍵具有性，因此鍵角影響著共價分子的。(3)試根據(jù)空間結(jié)構(gòu)填寫下列分子的鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)鍵角實例正四面體形CH4、CCl4平面形苯、乙烯、BF3等三角錐形107°NH3V形(角形)H2O直線形CO2、CS2、CH≡CH(4)部分鍵角圖解知識點總結(jié)知識點總結(jié)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(zhì)：原子間通過共用電子對(即原子軌道重疊)產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價鍵具有方向性。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ss型sp型pp型特征以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱；σ鍵的強度較大形成由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成ppπ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(gòu)成平面的兩側(cè)，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(zhuǎn)；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。三．鍵能1．概念氣態(tài)分子中1_mol化學鍵解離成氣態(tài)原子所吸收的能量。它通常是298.15K、100kPa條件下的標準值，單位是kJ·mol－1。2．應(yīng)用(1)判斷共價鍵的穩(wěn)定性原子間形成共價鍵時，原子軌道重疊程度越大，釋放能量越多，所形成的共價鍵鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定。(2)判斷分子的穩(wěn)定性一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子，共價鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(3)利用鍵能計算反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能四．鍵長和鍵角1．鍵長(1)概念：構(gòu)成化學鍵的兩個原子的核間距，因此原子半徑?jīng)Q定共價鍵的鍵長，原子半徑越小，共價鍵的鍵長越短。(2)應(yīng)用：共價鍵的鍵長越短，往往鍵能越大，表明共價鍵越穩(wěn)定，反之亦然。2．鍵角(1)概念：在多原子分子中，兩個相鄰共價鍵之間的夾角。(2)應(yīng)用：在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價鍵具有方向性，因此鍵角影響著共價分子的空間結(jié)構(gòu)。(3)試根據(jù)空間結(jié)構(gòu)填寫下列分子的鍵角分子的空間結(jié)構(gòu)鍵角實例正四面體形109°28′CH4、CCl4平面形120°苯、乙烯、BF3等三角錐形107°NH3V形(角形)105°H2O直線形180°CO2、CS2、CH≡CH(4)部分鍵角圖解【大招總結(jié)】1、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(xiàn)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(xiàn)概率最大的方向形成，所以共價鍵具有方向性。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。鍵能的應(yīng)用(1)判斷共價鍵的穩(wěn)定性：原子間形成共價鍵時，原子軌道重疊程度越大，釋放能量越多，所形成的共價鍵鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定。(2)判斷分子的穩(wěn)定性：一般來說，結(jié)構(gòu)相似的分子，共價鍵的鍵能越大，分子越穩(wěn)定。(3)利用鍵能計算反應(yīng)熱：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能典型例題典型例題【例1】下列說法中不正確的是（）①任何分子內(nèi)均存在化學鍵

②含有共價鍵的化合物就是共價化合物③離子鍵就是陽離子、陰離子間的靜電引力④根據(jù)電離方程式可以判斷分子里存在離子鍵⑤與的化學鍵類型不完全一樣A．①②④⑤ B．②③④⑤ C．①②③⑤ D．①②③④【例2】下列有關(guān)鍵和鍵的說法正確的是（）A．鍵呈鏡面對稱，而鍵呈軸對稱B．鍵是由兩個p軌道“頭碰頭”重疊形成的C．鍵可繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)而不影響鍵的強度D．一般鍵比鍵重疊程度大，形成的共價鍵強【例3】下列說法中正確的是（）A．分子中鍵能越大，鍵角越大，則分子越穩(wěn)定B．元素周期表中的ⅠA族(除H外)和ⅦA族元素的原子可能形成共價鍵C．水分子可表示為HOH，分子中鍵角為180°D．HO鍵鍵能為463KJ/mol，即18gH2O分解成H2和O2時，消耗能量為926kJ【例4】下列模型分別表示、、的結(jié)構(gòu)，其中說法正確的是（）A．分子中含有鍵B．是由非極性鍵構(gòu)成的分子C．分子中有鍵和鍵D．分子中不含非極性鍵強化訓練強化訓練一、單選題1．下列關(guān)于σ鍵和π鍵的說法，不正確的是A．σ鍵和π鍵不能同時存在于同一個分子中B．σ鍵由原子軌道“頭碰頭”重疊而成，π鍵由原子軌道“肩并肩”重疊而成C．乙烯分子中含有5個σ鍵和1個π鍵D．氫分子中存在σ鍵，氮分子中存在σ鍵和π鍵2．下列說法中正確的是A．除最外層外，原子各電子層上電子數(shù)均已達到2n2個電子B．最外層只有一個電子的原子失去1個電子后，都變成稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)C．金屬元素與非金屬元素結(jié)合形成的化合物都是離子化合物D．同主族元素中(稀有氣體元素除外)，一般原子半徑越大，金屬性越強3．其中乙烯是一種常用的催熟劑。下列對于乙烯中化學鍵的分析正確的是A．在乙烯分子中有一個σ鍵、一個π鍵B．乙烯在發(fā)生加成反應(yīng)時，斷裂的是碳原子間的σ鍵C．乙烯可以在一定條件下制得氯乙烯，在該過程斷裂的是CHσ鍵D．乙烯分子中的σ鍵關(guān)于鏡面對稱4．下列關(guān)于鍵和鍵的說法中，不正確的是A．鍵和鍵不能同時存在于同一個分子中B．鍵是原子軌道“頭碰頭”重疊而成，鍵是原子軌道“肩并肩”重疊而成C．乙烯分子中含有5個鍵和1個鍵D．分子中存在鍵，分子中存在鍵5．下列說法正確的是A．若把H2S分子寫成H3S分子，違背了共價鍵的方向性B．s軌道和p軌道重疊可以形成π鍵C．共價鍵都具有方向性D．C2H4與Cl2的加成反應(yīng)C2H4只涉及π鍵斷裂6．下列關(guān)于σ鍵和π鍵的說法不正確的是A．σ鍵能單獨形成，π鍵不能單獨形成B．σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，π鍵不能繞鍵軸旋轉(zhuǎn)C．雙鍵中一定有一個σ鍵，一個π鍵，三鍵中一定有一個σ鍵，兩個π鍵D．CH3CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ鍵都是CC鍵，所以鍵能都相同7．碳酸亞乙酯是鋰離子電池低溫電解液的重要添加劑，結(jié)構(gòu)如圖所示，下列說法正確的是A．分子式為 B．分子中既有極性鍵也有非極性鍵C．分子中鍵與鍵個數(shù)之比為 D．碳酸亞乙酯不可水解8．下列分子的結(jié)構(gòu)式與共價鍵的飽和性不相符的是A．： B．：C．： D．：9．設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列關(guān)于常見分子中鍵、鍵的判斷正確的是A．與結(jié)構(gòu)相似，中含有的鍵數(shù)目為B．與結(jié)構(gòu)相似，分子中鍵與鍵數(shù)目之比為C．與結(jié)構(gòu)相似，分子中鍵與鍵數(shù)目之比為D．已知反應(yīng)，若該反應(yīng)中有鍵斷裂，則形成的鍵數(shù)目為10．氰氣的化學式為，結(jié)構(gòu)式為，其性質(zhì)與鹵素氣體單質(zhì)相似，氰氣可用于有機合成、制農(nóng)藥，也可用作消毒、殺蟲的熏蒸劑等。下列敘述正確的是A．在所有氣體單質(zhì)分子中，一定有鍵，可能有鍵B．氰氣分子中鍵的鍵長大于鍵的鍵長C．1個氰氣分子中含有3個鍵和4個鍵D．不能與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)11．下列模型分別表示、、的結(jié)構(gòu)，其中說法正確的是A．分子中含有鍵B．是由非極性鍵構(gòu)成的分子C．分子中有鍵和鍵D．分子中不含非極性鍵12．研究人員成功合成了能在室溫下穩(wěn)定存在的五氮陰離子鹽，五氮陰離子是制備全氮類物質(zhì)的重要中間體。下列說法正確的是A．中含四種離子B．屬于離子化合物C．每個中含有35個電子D．中含極性鍵13．根據(jù)等電子體原理，下列各組分子或離子的空間構(gòu)型不相似的是A．和 B．和 C．和 D．和14．通常把原子數(shù)和價電子數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間結(jié)構(gòu)相似，則下列有關(guān)說法正確的是A．和互為等電子體，鍵角均為B．和互為等電子體，空間結(jié)構(gòu)都是三角錐形C．和互為等電子體，均為三角錐形結(jié)構(gòu)D．和苯互為等電子體，分子中存在“肩并肩”式重疊的軌道15．下列各組微粒中，都互為等電子體的是A． B．C． D．二、填空題16．某些共價鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表(單位：kJ·mol1)：共價鍵H—HCl—ClBr—BrH—ClH—I鍵能436243193432298共價鍵I—IN≡NH—OH—N鍵能151946463393(1)把1molCl2分解為氣態(tài)原子時，需要(填“吸收”或“放出”)kJ能量。(2)由表中所列化學鍵形成的單質(zhì)分子中，最穩(wěn)定的是，最不穩(wěn)定的是；形成的化合物分子中最穩(wěn)定的是。(3)試通過鍵能數(shù)據(jù)估算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=。17．回答下列問題：(1)1molCO2中含有的σ鍵數(shù)目為，π鍵數(shù)目為。(2)已知CO和CN與N2結(jié)構(gòu)相似，CO分子內(nèi)σ鍵與π鍵個數(shù)之比為。CH2=CHCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為。(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應(yīng)：N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)Δ