第二章　分子结构与性质

第一节　共价键

第1课时　共价键

[目标要求]　1.掌握共价键的本质和特征。2.知道共价键的主要类型：σ键和π键。

共价键

1．概念：__________________________________叫共价键。

2．本质：____________________________________。

3．特点：

按共价键理论可知，一个原子只能与一定数目的原子结合形成分子，这说明共价键具有________性。在多原子的分子中键角一定，这说明共价键具有________性。

4．分类

(1)σ键

①形成：由成键原子的s原子轨道或p原子轨道“________”重叠而成。

②类型：形成σ键的能级可以是____与____、____与____、____与____。所以σ键分为三类，分别是________σ键、________σ键、________σ键。

③特征：以形成化学键的两原子核的________为轴做旋转操作，共价键电子云的图形________，这种特征称为__________。σ键的强度________。

(2)π键

①形成

由两个原子的p原子轨道“__________”重叠形成。

②价键轨道

含义：由原子轨道相互重叠形成的____________总称价键轨道，是分子结构的价键理论中最基本的组成部分。

③特征

π键的电子云具有____________性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由

____________构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为

________。π键________旋转，一般不如σ键________，较易________。

5．判断是σ键或是π键的规律

共价________是σ键；共价________中一个是σ键，另一个是π键；共价________中

一个是σ键，另两个是π键。

1．写出下列分子的电子式：

(1)H₂O₂____________________

(2)NH₃____________________

(3)H₂____________________

(4)HCl____________________

(5)N₂____________________

(6)C₂H₄____________________

(7)CO₂____________________

2．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．由共价键形成的分子一定是共价化合物

C．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物

D．只有非金属原子间才能形成共价键

3．关于σ键和π键的比较，下列说法不正确的是(　　)

A．σ键是轴对称的，π键是镜面对称的

B．σ键是“头碰头”式重叠，π键是“肩并肩”式重叠

C．σ键不能断裂，π键容易断裂

D．H原子只能形成σ键，O原子可以形成σ键和π键

4．下列物质的分子中，没有π键的是(　　)

A．CO₂ B．N₂

C．CH≡CH D．HClO

5．下列各分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构的是(　　)

A．H₂O B．BF₃ C．CCl₄ D．PCl₅

练基础落实

知识点1　共价键的存在和形成条件

1．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

2．从电负性的角度来判断下列元素之间易形成共价键的是(　　)

A．Na和Cl B．H和Cl C．K和F D．Ca和O

知识点2　共价键的类型和特征

3．下列有关σ键和π键的说法错误的是(　　)

A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者

B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键

C．有些原子在与其他原子形成分子时，只能形成σ键，不能形成π键

D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键

4．下列说法正确的是(　　)

A．π键是由两个p原子轨道“头碰头”重叠形成

B．σ键是镜面对称，而π键是轴对称

C．乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键

D．H₂分子中含σ键而Cl₂分子中含π键

5．下列有关σ键的说法错误的是(　　)

A．如果电子云图象是由两个s电子重叠形成的，即形成 s­s σ键

B．s电子与p电子形成s­p σ键

C．p电子与p电子不能形成σ键

D．HCl分子里含一个s­p σ键

知识点3　σ键、π键的判断

6．下列分子中含有两个π键的是(　　)

A．O₂ B．N₂ C．H₂O D．C₂H₄

7．下列分子中，既含有σ键又含有π键的是(　　)

A．CH₄ B．HCl C．CH₂===CH₂ D．F₂

练方法技巧

共价键的表示方法

8．下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是(　　)

9．下列电子式书写错误的是(　　)

10．下列关于MgCl₂的电子式书写正确的是(　　)

共价键特征的应用技巧

11．原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是(　　)

A．共价键的方向性 B．共价键的饱和性

C．共价键原子的大小 D．共价键的稳定性

化学键类型与作用力强弱的判断技巧

12．只有在化合物中才能存在的化学键是(　　)

①离子键　②共价键　③极性键　④非极性键

A．①② B．②③ C．①③ D．②④

13．下列说法中正确的是(　　)

A．共价化合物中可能含有离子键

B．非金属元素之间不能形成离子键

C．气体分子单质中一定存在非极性共价键

D．离子化合物中可能含有共价键

14．对比以下几个反应式：Cl＋Cl―→Cl₂　ΔH₁＝－247 kJ·mol^－1；

O＋O―→O₂　ΔH₂＝－493 kJ·mol^－1；

N＋N―→N₂　ΔH₃＝－946 kJ·mol^－1。

可以得出的结论是(　　)

A．在常温下氮气比氧气和氯气稳定

B．氮、氧和氯的单质常温下为气体

C．氮、氧和氯都是双原子分子

D．氮气、氧气和氯气的密度不同

练综合拓展

15．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的高概率出现

B．共用的电子必须配对

C．成键后的体系能量降低，趋于稳定

D．两原子核体积大小要适中

16.某有机物的结构如下：

则分子中有________个σ键，________个π键。

17．有A、B、C、D四种元素。已知：①它们均为周期表中前20号元素，C、D在同一周期，A、B在同一主族；②它们可以组成化合物B₂C₂、A₂C、DC₂等；③B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同；④B₂C₂同A₂C或DC₂反应都生成气体C₂，B与A₂C反应产生气体A₂，A₂与气体C₂按体积比2∶1混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种无色无味的液体(在常温下)。请回答下列问题：

(1)写出A、B、C、D四种元素的元素符号：

A________、B________、C________、D________。

(2)在B₂C₂、A₂C和DC₂中，属于离子化合物的是________，其电子式是___________，属于共价化合物的是____________________，其结构式是_____________________。

第二章　分子结构与性质

第一节　共价键

第1课时　共价键

基础落实

1．原子间通过共用电子对形成的化学键

2．共用电子对对两原子的电性作用

3．饱和　方向

4．(1)①头碰头　②s　s　s　p　p　p　s－s　s－p

p－p　③连线　不变　轴对称　较大　(2)①肩并肩　②σ键和π键　③镜面对称　两原子核　镜像

不能　牢固　断裂

5．单键　双键　三键

课堂练习

2．C　[在离子化合物中也有共价键，如NaOH；由不同元素的原子形成的共价键分子是共价化合物，由相同元素的原子形成的共价键分子是单质，如H₂、Cl₂等；对于D项，也存在金属元素的原子与非金属元素的原子间形成共价键的化合物，如AlCl₃等。]

3．C　[σ键较稳定，不易断裂，而不是不能断裂。化学反应的实质是：旧键的断裂和新键的形成。]

4．D　5.C

课时作业

1．C　[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。]

2．B　[本题主要考查共价键的形成条件，非金属原子之间易形成共价键，活泼的金属原子和活泼的非金属原子之间易形成离子键。结合电负性与元素的性质之间的关系，我们可以得到元素的电负性差值越大，越易形成离子键；差值越小，越易形成共价键。]

3．D　[本题主要考查σ键和π键的形成。由于π键的键能小于σ键的键能，所以反应时易断裂，A项正确；在分子形成时为了使其能量最低，必然首先形成σ键，根据形成的原子的核外电子排布来判断是否形成π键，所以B项正确；像H原子跟Cl原子只能形成σ键，所以C项正确。]

4．C　5.C　6.B　7.C

8．D　[H₂O₂、HF都为共价化合物，其正确的电子式应不带“[]”，无阴、阳离子。NH₃为共价化合物，结构式中未共用的孤电子对不写在元素符号的周围。]

9．D　[BF₃为共价化合物，其正确的电子式应不带“[]”，无离子。]

10．C　[MgCl₂属于离子化合物，在书写时各离子要标明所带电荷的情况，故A项错误；化合物电子式中相同部分不可合并，故B项错误；标明阴离子及原子团带电情况时应用“[]”，故C项正确。]

11．B

12．C　[由离子键、极性键的定义及形成条件可知这两种键型只存在于化合物中，单质分子内可形成共价键、非极性键(如H₂、Cl₂中的H—H、Cl—Cl)，故①、③正确。]

13．D　[只含有共价键的化合物是共价化合物，故A错；铵盐(如NH₄Cl、NH₄NO₃)是非金属元素间形成的离子键，故B错；C项应注意稀有气体单质分子内不存在化学键。]

14．A　[原子结合成分子时释放的能量越多，表示形成的共价键越牢固，含有该键的分子越稳定，分子的稳定性与物质的物理性质无关，故A正确。]

15．D　[共价键形成时，成键原子通过形成共用电子对为两原子核吸引，体系能量降低。参与成键的原子轨道重叠越多，电子对在核间出现概率越多。]

16．7　3

解析　除5条单键全是σ键外，双键中1个是σ键，另1个是π键，三键中1个是σ键，另2个是π键。故该有机物分子中σ键总数为7，π键总数为3。

17．

解析　本题的解题突破口为B₂C₂，可联想为H₂O₂、Na₂O₂、C₂H₂等。再根据B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同可确定B为钠、C为氧，气体C₂即为氧气。由④又可推测A₂C为水，DC₂为二氧化碳，Na与H₂O反应生成H₂，H₂与O₂按体积比2∶1混合能发生爆炸，这样A为氢，D为碳。其他依次推出。