第1课时共价键的特征与类型
学业要求素养对接
1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解
共价键具有饱和性和方向性。
2.能说出共价键的主要类型、特征和实质。
微观探析：共价键的形成。
模型认知：共价键类型的判断。
[知识梳理]
一、共价键的形成与特征
1.共价键的形成
(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。
(2)成键的粒子：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)键的本质：原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈相互作用。
(4)键的形成条件：非金属元素的原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。
(5)含共价键的物质：非金属单质、共价化合物和某些离子化合物。
2.共价键的特征
(1)饱和性：决定分子的组成。
(2)方向性：决定分子的立体构型。
二、共价键的类型：σ键与π键
1.σ键
形成成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠而形成类
型
s-s
型H—H的s-s σ键的形成
s-p
型
H—Cl的s-p σ键的形成
类p-p
型
型Cl—Cl的p-p σ键的形成
特征
以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图
形不变，这种特征称为轴对称；σ键的强度较大
续表
2.π键
形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
p-p π键
p-p π键的形成
特征π键的电子云具有镜像对称性，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂
3.σ键、π键的存在规律
共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键是由一个σ键和两个π键组成。
[自我检测]
1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。
(1)HF和HCl分子中共价键都是σ键。( )
(2)所有的共价键都有方向性。( )
(3)HF比HCl的稳定性强。( )
(4)氢原子和氟原子、氯原子均可以σ键相结合，其成键轨道完全相同。( )
(5)1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023。( )
(6)CS2分子里有一个σ键和一个π键。( )
(7)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。( )
答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√
2.指出下图所表示的共价键名称，并列举含有该共价键的一种物质，写出其分子式：
共价键名称举例
①________________，___________________________________________；
②________________，___________________________________________；
③________________，___________________________________________；
④________________，___________________________________________；
⑤________________，___________________________________________；
答案①s-sσ键H2②s-pσ键HCl ③p-pσ键Cl2④p z-p zπ键N2
⑤p y-p yπ键N2
3.在下列分子中，①HF，②Br2，③H2O，④N2，⑤CO2，⑥H2，⑦H2O2，⑧HCN。
分子中只有σ键的是________(填序号，下同)，分子中含有π键的是________，分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是________，分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________，分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________，分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
答案①②③⑥⑦④⑤⑧②④⑤⑥①③⑦⑧②④⑤⑦⑧
学习任务一共价键的本质特征
【合作交流】
共价键是由键合原子双方各提供自旋方式相反的未成对价电子用以成对，核间电子概率密度大吸引原子核而成的。即共价键形成的本质就是电子云的重叠，电子云重叠越多，分子越稳定。且两个原子的未成对电子，只有自旋相反，才能配对形成一个共价键。
1.任何分子中的共价键都有方向性吗？
提示不是。如H2分子中的共价键没有方向性。
2.所有单质都有共价键吗？
提示并不是所有的单质中都有共价键，稀有气体中不存在化学键，金属单质中不存在共价
键。
【点拨提升】
1.共价键的特征
(1)饱和性。
①一个原子有几个未成对电子，便和几个自旋状态相反的电子配对成键，形成几个共价键。如H、Cl都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，即分子中只有一个共价键，而不能形成H3、HCl2、Cl3分子；一个N有3个未成对电子，两个N可以形成N≡N共价三键，
一个N可与3个氢形成，含有3个共价键。
②共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。
(2)方向性。
共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，重叠程度越大，形成的共价键越牢固。同种分子(如HX)中成键原子电子云(原子轨道)重叠程度越大，形成的共价键越牢固，分子结构越稳定。如HX的稳定性：HF>HCl>HBr>HI。
共价键的方向性决定了分子的立体构型。
2.共价键的表示方法
(1)用电子式表示：用小黑点(或×)表示原子最外层电子。
(2)用结构式表示：用一条短线表示一对共用电子。如HClO的电子式为、结构式为H—O—Cl。
3.共价键的存在范围
(1)共价化合物：以共用电子对(形成共价键)形成分子的化合物称为共价化合物。共价化合物的组成粒子(原子)通过共价键结合成分子，因此共价化合物中一定存在共价键。如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。
(2)非金属单质分子中(稀有气体除外)，如O2、F2、H2、C60等。
(3)部分离子化合物中，如Na2SO4中的SO2－4中存在共价键，NaOH中的OH－中存在共价键，NH4Cl 中的NH＋4中存在共价键，Na2O2中的O2－2中存在共价键，等等。
【例1】下列说法中正确的是( )
A.若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性
B.H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性
C.所有共价键都有方向性
D.两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间
解析S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O能结合1个H＋形成H3O＋，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的H—H键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的机会大，D项错。
答案 A
原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大共价键越牢固，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系。【变式训练】
1.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高概率出现
B.共用的电子必须配对
C.成键后体系能量降低，趋于稳定
D.两原子核体积大小要适中
解析共价键的成因和本质是，当成键原子相互靠近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。
答案 D
2.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.形成共价键原子的大小
D.共价键的稳定性
解析原子间形成分子时，形成了共价键，共价键具有饱和性和方向性，方向性决定分子的立体构型，饱和性则决定分子中各原子的数量关系。
答案 B
3.共价键具有饱和性和方向性，下列关于共价键这两个特征的叙述中，不正确的是( )
A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系
D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
解析一般地，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，故A、C两项正确；形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越好，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向存在着必然的联系，故B项正确、D项错误。
答案 D
学习任务二共价键的类型与σ键和π键的比较
【合作交流】
观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答：
1.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？
提示乙烷分子由7个σ键组成；乙烯分子由5个σ键和1个π键组成；乙炔分子由3个σ键和2个π键组成。
2.乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢？
提示乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。
3.H原子和H原子、H原子和Cl原子、Cl原子和Cl原子分别均以σ键结合成H2、HCl和Cl2分子，共价键轨道完全相同吗？
提示不相同。H原子的未成对电子位于1s轨道，Cl原子的未成对电子位于3p轨道，即H 原子和H原子成键以1s和1s轨道“头碰头”重叠，H原子和Cl原子以1s和3p轨道“头碰头”重叠，Cl原子和Cl原子以3p和3p轨道“头碰头”重叠。
【点拨提升】
1.共价键的类型
分类标准类型
共用电子对数单键、双键、三键
共用电子对是否偏移极性键、非极性键
原子轨道重叠方式σ键、π键
2.σ键与π键的区别
键类型σ键π键
原子轨道
重叠方式
沿键轴方向“头碰头”重叠沿键轴方向“肩并肩”重叠类型
s-s σ键、s-p σ键、
p-p σ键
p-p π键
原子轨道重叠部分两原子核之间，在
键轴处
键轴上方和下方，键轴处为零
原子轨道
重叠程度
大小键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼
键的存在
共价单键为σ键，
共价双键、三键中含有一个σ键共价双键、三键分别含有1个、2个π键。两原子间最多能形成2
个π键
【例2】有下列十种物质：①CH4②CH3CH2OH
③N2④HCl⑤CO2⑥CH3CH3⑦C2H4⑧C2H2
⑨H2O2⑩HCHO
请按要求回答下列问题(填写编号)：
(1)只有σ键的有________，既有σ键又有π键的有________。
(2)只含有极性键的化合物有__________，既含有极性键，又含有非极性键的化合物有________。
(3)含有双键的有________，含有三键的有________。
解析十种物质的结构式分别为
。根据以下两点判断化学键类型：①单键是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键；②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键，不同种元素原子之间形成的共价键是极性键。
答案(1)①②④⑥⑨③⑤⑦⑧⑩(2)①④⑤⑩
②⑥⑦⑧⑨(3)⑤⑦⑩③⑧
分子中σ键与π键的判断方法
根据成键原子的价电子数来判断能形成几个共用电子对。如果只有一个共用电子对，则该共价键一定是σ键；如果形成多个共用电子对时，则先形成1个σ键，另外的原子轨道形成π键。
【变式训练】
4.根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和HF分子中形成的共价键描述正确的是( )
A.两者都为s-s σ键
B.两者都为p-p σ键
C.前者为p-p σ键，后者为s-p σ键
D.前者为s-s σ键，后者为s-p σ键
解析H原子的1个电子排布在1s轨道，F原子的最外层7个电子的排布为2s、2p轨道，F2单质中共价键是p-p σ键，而HF分子中是H原子的1s轨道与F原子的2p轨道头碰头重叠，形成s-p σ键。
答案 C
5.下列物质中σ键和π键数目比为1∶2的是( )
A.O2
B.HCN
C.CO2
D.N2
解析O2的结构式是O===O，分子中两个氧原子形成共价双键，分子中σ键和π键数目比为1∶1，A错误；HCN的结构式是H—C≡N，分子中σ键和π键数目比为1∶1，B错误；CO2的结构式是O===C===O，分子中σ键和π键数目比为1∶1，C错误；N2的结构式是N≡N，分子中σ键和π键数目比为1∶2，D正确。
答案 D
6.P元素的外围电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，对此判断正确的是( )
A.磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3
B.PCl3分子中的P—Cl键含有π键
C.PCl5分子中的P—Cl键都是π键
D.磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷
解析PCl3的电子式为，P—Cl键都是σ键。PCl5分子中有5个P—Cl σ键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统价键理论存在缺陷。
答案 D
分层训练
基础练
1.下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是( )
A.CH4与NH3
B.C2H6与C2H4
C.H2与Cl2
D.Cl2与N2
解析A项中全是s－pσ键；而B项中C2H6只存在σ键，而C2H4存在σ键和π键；C项中H2为s－sσ键，Cl2为p－pσ键；D项中Cl2中只存在σ键，而N2中存在σ键和π键。
答案 A
2.下列分子既不存在s－pσ键，也不存在p－pπ键的是( )
A.HCl
B.HF
C.SO2
D.SCl2
解析A项和B项的分子都含有H原子，能提供s电子云与p电子云形成s－pσ；C项的分子
含有S＝O键，应有π键存在；D项SCl2分子中只存在2个p－pσ键()。
答案 D
3.关于乙醇分子的说法正确的是( )
A.分子中共含有8个极性键
B.分子中不含非极性键
C.分子中只含σ键
D.分子中含有1个π键
解析乙醇的结构简式为CH3CH2OH，共有8个共价键，其中C—H、C—O、O—H键为极性键，共7个，C—C键为非极性键，由于全为单键，故无π键。
答案 C
4.下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )
A.H2
https://www.doczj.com/doc/d61588349.html,l4
C.Cl2
D.F2
解析A项中H2是由两个1s轨道形成σ键；B项中Cl的3p轨道与C的2s轨道或2p轨道形成σ键；C项是由两个3p轨道形成σ键；D项中是由两个2p轨道形成σ键。
答案 A
5.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是( )
A.H2O2(过氧化氢)：H—O===O—H
B.N2H4(肼)：
C.C2H5SH(乙硫醇)：
D.SiHCl3(三氯氢硅)：
解析由共价键的饱和性可知：C、Si均形成4个共价键，H形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S均形成2个共价键。A项中O原子间是双键，且每个氧原子与1个氢原子再形成1个单键，即每个氧原子形成3个共价键，与其饱和性不相符。
答案 A
6.下列说法正确的是( )
A.p轨道之间以“肩并肩”的方式重叠可形成σ键
B.氮气分子中氮氮三键易断裂
C.共价键是两个原子轨道以“头碰头”的方式重叠而成的
D.CO2分子中有两个σ键和两个π键，且均是通过p轨道相互重叠而成的
解析共价键的成键方式是由电子云的重叠方式决定的，以“肩并肩”的方式重叠而成的是π键，以“头碰头”的方式重叠而成的是σ键，A、C选项均错误。氮气分子中的氮氮三键不易断裂，B错误；CO2的结构式为O===C===O，根据共价键的成键规律可知，该分子中有两个σ键和两个π键，D选项正确。
答案 D
7.香蕉是我们喜爱的水果之一，香蕉产于南方，到北方之前是未成熟的，但买到的却是成熟的香蕉，这是因为喷洒了催熟剂的缘故。其中乙烯就是一种常用的催熟剂，下列对于乙烯中化学键的分析中正确的是( )
A.在乙烯分子中有一个σ键、一个π键
B.乙烯在发生加成反应时，断裂的是碳原子间的σ键
C.乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯，在该过程断裂的是C—H σ键
D.乙烯分子中的σ键关于镜面对称
解析在乙烯分子中存在4个C—H σ键和1个C—C σ键，同时还含有1个C—C π键，A
错误；由于σ键要比π键稳定，故乙烯在发生加成反应时断裂的是C—C π键，B错误；由乙烯制得氯乙烯可看作是乙烯中的一个氢原子被氯原子取代，故断裂的是C—H σ键，C正确；σ键是轴对称，D错误。
答案 C
8.下列说法中不正确的是( )
A.σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B.两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C.气体单质分子中，一定有σ键，可能有π键
D.HClO分子中有s-p σ键和p-p σ键
解析气体单质分子中，可能有σ键，如Cl2，可能有π键，如N2，也可能没有化学键，如稀有气体。H—O—Cl分子中，H—O键是s-p σ键，O—Cl键是p-p σ键。
答案 C
9.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。
(1)只含有极性键的是________；只含有非极性键的是________；既有极性键又有非极性键的是________。
(2)只有σ键的是________；既有σ键又有π键的是________。
(3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________。
(4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
(5)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
解析(1)由同一种非金属元素形成的共价键是非极性共价键，由不同种非金属元素形成的共价键是极性键，故只含有极性键的是①、③、⑨；只含有非极性键的是②、④、⑦；既有极性键又有非极性键的是⑤、⑥、⑧。(2)σ键是“头碰头”的方式形成的，而π键是以“肩并肩”的方式形成的，即单键都是σ键，而双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①、②、③、⑥、⑦、⑧；既有σ键又有π键的是④、⑤、⑨。(3)构成H2的H原子都是只有s轨道，故含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只能是H2。(4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键，说明σ共价键中一定含有H原子，故正确答案为①、③、⑤、⑥、⑧、⑨。(5)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键，说明构成这种σ键的原子中一定没有H原子，故正确答案为②、④、⑤、⑥、⑧、⑨。答案(1)①③⑨②④⑦⑤⑥⑧
(2)①②③⑥⑦⑧④⑤⑨(3)⑦
(4)①③⑤⑥⑧⑨(5)②④⑤⑥⑧⑨
10.有A、B、C、D、E五种元素，已知：
①它们分别位于3个不同的短周期，核电荷数依次增大。
②E元素的电离能(kJ·mol－1)数据见下表：
③A、E分别都能与D按原子个数比1∶1或2∶1形成化合物。
④B、C分别都能与D按原子个数比1∶1或1∶2形成化合物。
(1)写出两种只含有A、B、D、E四种元素的无水盐的化学式：________、________。
(2)B2A2分子中存在________个σ键和________个π键。
(3)分别写出③和④中按原子个数比1∶1和1∶2形成的化合物的化学式：________、________、________、________。
解析根据五种元素分别位于3个不同的短周期，且核电荷数依次增大，可知A为H元素；根据E的电离能数据可知E为第ⅠA族的碱金属元素，为Na元素；H、Na分别都能与O形成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物，所以D为O元素；原子序数比O小且与O可以按照原子个数比1∶1或1∶2形成化合物的元素为C元素和N元素，所以B、C分别为C元素和N元素。
答案(1)NaHCO3CH3COONa(或其他有机酸的盐)
(2)3 2 (3)H2O2Na2O2CO2NO2
素养练
11.a、b、c、d为四种由短周期元素组成的物质，它们的组成微粒中都含有14个电子，且四种物质中均只含共价键。试回答下列问题：
(1)a是单质，可用作半导体材料，则构成a物质的原子的核外电子排布式为_______________________________________________________。
(2)b是双核化合物，常温下为无色无味的气体，则b的化学式为________。
(3)c是双核单质，其电子式为__________________________________，
c分子中所含共价键类型为________(填“极性键”或“非极性键”)。
(4)d是四核化合物，其结构式为________，1个d分子中含有________个σ键，________个π键，其中σ键的强度________(填“＞”“＜”或“＝”)π键，原因是
_______________________________________________________。
解析a是单质，可用作半导体材料，且含有14个电子，则a是Si；b是双核化合物，含有14个电子，且常温下为无色无味的气体，则b为CO；c是双核单质，每个原子中含有7个电子，则c为N2；d是四核化合物，即4个原子共有14个电子，则d为C2H2，C2H2的结构式为H—C≡C—H，1个C2H2分子中含有3个σ键，2个π键。
答案(1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(2)CO
(3)··N??N··非极性键
(4)H—C≡C—H 3 2 ＞形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键大，形成的共价键强12.甲、乙、丙、丁四种有机物的结构如下：
(1)甲分子中有________个σ键，________个π键。
(2)乙分子中有________个σ键，________个π键，________(填“有”或“没有”)非极性键。
(3)丙分子中每个碳原子形成________个σ键，________个π键。
(4)丁分子中σ键与π键的数目之比为________。
解析(1)甲分子中除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。故甲分子中σ键总数为7，π键总数为3。
(2)乙分子中有3个C—H σ键，2个C—C σ键，2个C—O σ键，1个O—H σ键；
C==C和C==O中分别有1个π键；有C==C、C—C非极性键。
(3)丙分子中C与O原子之间形成1个σ键和1个π键，C与两个Cl原子之间分别形成1个σ键。
(4)丁分子中含有1个C==C键，1个键，3个C—H键和1个C—C键，故丁分子中共
有6个σ键和3个π键。
答案(1)7 3 (2)8 2 有(3)3 1 (4)2∶1
13.回答下列问题：
(1)1 mol CO2中含有的σ键数目为________。
(2)已知CO和CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。HCN分子内σ键与π键数目之比为________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 038.7 kJ·mol－1
若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键有________mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数比为________。
(5)1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为________个，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。
(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中，共价键的极性由强到弱的顺序是________。
解析(1)CO2分子内含有碳氧双键，双键中一个是σ键，另一个是π键，则1 mol CO2中含有的σ键为2N A。
(2)N2的结构式为，推知：CO结构式为，含有1个σ键、2个π键；CN－结构式为，HCN分子结构式为
，HCN分子中σ键与π键均为2个。
(3)反应中有4 mol N—H键断裂，即有1 mol N2H4参加反应，生成1.5 mol N2，则形成的π键有3 mol。
(4)设分子式为C m H n，则6m＋n＝16，解之得m＝2，n＝4，即C2H4，结构式为
。单键为σ键，双键有1个σ键和1个π键，所以C2H4中共含有5个σ键和1个π键。
(5)乙醛和CO(NH2)2的结构简式分别为，故1 mol乙醛中含有σ键6N A个，1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。
(6)两个成键原子的电负性差别越大，它们形成共价键的极性就大(或从非金属性强弱上来判断)。由于电负性：F＞O＞N＞C，因此四种元素与H形成的共价键的极性：F—H＞O—H＞N—H ＞C—H。
答案(1)2N A(2)1∶21∶1(3)3 (4)5∶1
(5)6N A7 (6)HF、H2O、NH3、CH4
14.现有四种短周期元素A、B、C、D，已知：①C、D在同一周期，A、B在同一主族；②它们可以组成化合物A2C、B2C2、DC2、D2A4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反应生成气体A2，A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃发生爆炸，其产物是一种常温下常见的无色无味的液体。请回答：
(1)写出元素符号：A________、B________、C________、D________。
(2)在A2C、B2C2、DC2和D2A4中，同时含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为_______________________________________________________；
按原子轨道重叠方式，其非极性键的类型是________。化合物DC2的结构式为________。(3)A2C分子的电子式为________，按原子轨道重叠方式，其共价键的类型是________。D2A4是平面形分子，其分子中含有________个σ键，________个π键。
(4)写出化学方程式或离子方程式：
B2C2与A2C反应的化学方程式____________________________________
_______________________________________________________；
B2C2与DC2反应的化学方程式_______________________________
_______________________________________________________；
B与A2C反应的离子方程式_______________________________
_______________________________________________________。
解析由A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种常温下常见的无色无味的液体，可知该液体是H2O，A是H元素，C是O元素；由B与A2C反应生成气体A2知，B 是Na元素；由B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2知，D是碳元素。
答案(1)H Na O C
(2) p-p σ键O===C===O
(3) s-p σ键 5 1
(4)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
第一节共价键 第1课时共价键的特征与类型 [目标定位] 1.熟知共价键的概念与形成，知道共价键的特征——具有饱和性和方向性。 2.能够从不同的角度对共价键分类，会分析σ键和π键的形成及特点。 一、共价键的形成与特征 1．共价键的形成 (1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。 (2)成键的粒子：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。 (3)键的本质：原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈作用。 (4)键的形成条件：非金属元素的原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于 1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。 2．共价键的特征 (1)饱和性 ①按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋状态相反的 电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。 ②用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下： ③由以上分析可知，F原子与H原子间只能形成1个共价键，所形成的简单化合物为HF。
同理，O原子与2个H原子形成2个共用电子对，2个N原子间形成3个共用电子对。 (2)方向性 除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原 子轨道重叠的愈多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将 尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。 共价键的形成与特征 (1)当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋状态相反的未成对电子形成共用电子对， 两原子核间的电子密度增大，体系的能量降低。 (2)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。共价键的方向性决定了 分子的立体构型。 (3)并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。 1．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高概率出现 B．共用的电子必须配对 C．成键后体系能量降低，趋于稳定 D．两原子体积大小要适中 答案 D 解析两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的概率更大；两原子 电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然 联系。 2．下列说法正确的是() A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性 B．H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性 C．所有共价键都有方向性 D．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间 答案 A 解析S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为H2S，A项对；H2O 能结合1个H＋形成H3O＋，不能说明共价键不具有饱和性，B项错；H2分子中，H原子的s 轨道成键时，因为s轨道为球形，所以H2分子中的H—H键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率大，D项错。 二、共价键的类型
共价键 1.共价键的形成 (1)概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。 (2)成键的粒子：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。 (3)本质：原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈作用。 (4)形成条件：非金属元素的原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。 2.共价键的特征 (1)饱和性 ①按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。 ②用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下： ③由以上分析可知，F原子与H原子间只能形成1个共价键，所形成的简单化合物为HF。同理，O原子与2个H原子形成2个共用电子对，2个N原子间形成3个共用电子对。(2)方向性 除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的愈多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。 共价键的特征及应用 (1)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。 (2)共价键的方向性决定了分子的立体构型，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。 例1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高概率出现 B.共用的电子必须配对 C.成键后体系能量降低，趋于稳定 D.两原子体积大小要适中 【考点】共价键的形成与特征 【题点】共价键的形成与判断 答案D 解析两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的概率更大；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。 例2下列说法正确的是()
化学键主要有三种基本类型，即离子键、共价键和金属键。 一、离子键 离子键是由电子转移（失去电子者为阳离子，获得电子者为阴离子）形成的。即正离子和负离子之间由于静电引力所形成的化学键。离子既可以是单离子，如Na+、CL-；也可以由原子团形成；如SO4 2-，NO3-等。 离子键的作用力强，无饱和性，无方向性。离子键形成的矿物总是以离子晶体的形式存在。 二、共价键 — 共价键的形成是相邻两个原子之间自旋方向相反的电子相互配对，此时原子轨道相互重叠，两核间的电子云密度相对地增大，从而增加对两核的引力。共价键的作用力很强，有饱和性与方向性。因为只有自旋方向相反的电子才能配对成键，所以共价键有饱和性；另外，原子轨道互相重叠时，必须满足对称条件和最大重叠条件，所以共价键有方向性。共价键又可分为三种： （1）非极性共价键形成共价键的电子云正好位于键合的两个原子正中间，如金刚石的C—C 键。 （2）极性共价键形成共价键的电子云偏于对电子引力较大的一个原子，如Pb—S 键，电子云偏于S一侧，可表示为Pb→S。 （3）配价键共享的电子对只有一个原子单独提供。如Zn—S键，共享的电子对由锌提供，Z：+ ¨．．S：=Z n→S 共价键可以形成两类晶体，即原子晶体共价键与分子晶体。原子晶体的晶格结点上排列着原子。原子之间有共价键联系着。在分子晶体的晶格结点上排列着分子（极性分子或非极性分子），在分子之间有分子间力作用着，在某些晶体中还存在着氢键。关于分子键精辟氢键后面要讲到。 · 三、金属键 由于金属晶体中存在着自由电子，整个金属晶体的原子（或离子）与自由电子形成化学键。这种键可以看成由多个原子共用这些自由电子所组成，所以有人把它叫做改性的共价键。对于这种键还有一种形象化的说法：“好象把金属原子沉浸在自由电子的海洋中”。金属键没有方向性与饱和性。 和离子晶体、原子晶体一样，金属晶体中没独立存在的原子或分子；金属单质的化学式（也叫分子式）通常用化学符号来表示。
1.下列分子的电子式书写正确的是( ) A.氮气:∶N??N∶ B.过氧化氢:H+[∶∶]2-H+ C.氨气:H∶∶H D.二硫化碳:∶∶ 解析:选项B中H2O2为共价化合物,分子中原子间形成共用电子对,电子式应为H∶∶H;C项中N的最外层电子未完全标出;D项中CS2的分子结构和CO2相似,电子式应为∶∶C∶∶。 答案:A 2.根据表中的数据, ( ) ①Na和Cl ②Mg和Cl ③Al和Cl ④H和O ⑤Al和O ⑥C和Cl A.①②⑤ B.③④⑥ C.④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥ 解析:非金属元素之间易形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属元素的原子之间形成共价键。Na和Cl:3.0-0.9=2.1>1.7;Mg和Cl:3.0-1.2=1.8>1.7;Al和O:3.5-1.5=2.0>1.7;Al 和Cl:3.0-1.5=1.5<1.7;H和O:3.5-2.1=1.4<1.7;C和Cl:3.0-2.5=0.5<1.7;故①②⑤不能形成共价键,③④⑥可形成共价键。 答案:B 3.下列说法正确的是( ) A.σ键强度小,容易断裂,而π键强度较大,不易断裂 B.共价键都具有方向性 C.π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的 D.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键 解析:形成σ键原子轨道的重叠程度比π键大,稳定性更好,不易断裂,A项错误;s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性,B项错误;原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键,以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键,C项错误;两个原子之间形成共价键时,单键为 σ键,双键和三键中只有一个σ键,D项正确。 答案:D 4.化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式为,下列说法中正确的是( ) A.A分子中只有极性键没有非极性键 B.A分子中的共用电子对数为11 C.1 mol A分子中所含的σ键数目为10N A D.A是共价化合物
一、选择题 1．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高概率出现 B．共用的电子必须配对 C．成键后体系能量降低，趋于稳定 D．两原子体积大小要适中 答案：D 点拨：两原子形成共价键时电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的机会更多；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。 2．(双选)下列说法正确的是() A．π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成 B．σ键是镜面对称，而π键是轴对称 C．σ键比π键的重叠程度大，形成的共价键强 D．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 答案：CD 点拨：原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键，以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键；σ键是轴对称，而π键是镜面对称；从原子的重叠程度看，π键是重叠程度比σ键的重叠程度小，故π键稳定性低于σ键；单键为σ键，双键和三键中只有一个σ键。 点评：比较σ键和π键形成的特点及本质，变抽象为具体。 3．相距很远的两个氢原子相互逐渐靠近，在这一过程中体系能量将()
A．先变大后变小B．先变小后变大 C．逐渐变小D．逐渐增大 答案：B 点拨：相距很远的两原子之间作用力几乎为零，能量为两原子能量之和，随着距离的减小两原子相互吸引，使体系能量缓慢下降，当原子继续靠近时，它们的原子轨道相互重叠，各未成对电子配对成键，能量最低，再进一步接近，两原子核之间的相互斥力又将导致体系能量上升。 4．(2013·经典习题选萃)下列关于σ键和π键的理解不正确的是() A．σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成 B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转 C．双键中一定有一个σ键，一个π键，叁键中一定有一个σ键，两个π键 D．CH3—CH3、CH2===CH2、CH≡CH中σ键都是C—C键，所以键能都相同 答案：D 点拨：p电子云重叠时，首先以“头碰头”的方式最大重叠形成σ键，p y、p z电子云垂直于p x所在平面，只能以“肩并肩”的方式重叠形成π键，双键中有一个σ键，一个π键，叁键中有一个σ键，两个π键，π键不能单独形成，A、C正确。σ键呈轴对称，π键呈镜像对称，不能绕键轴旋转，B正确。 5．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是() ①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2 A．①②③B．③④⑤⑥ C．①③⑥D．③⑤⑥
共价键第一课时 学习目标： 1.知道化学键地概念，能用电子式表示常见物质地离子键或共价键地形成过程. 2.知道共价键地主要类型δ键和π键. 3.说出δ键和π键地明显差别和一般规律. 教学重点：理解σ键和π键地特征和性质 教学难点：σ键和π键地特征 教学过程：【复习提问】什么是化学键？物质地所有原子间都存在化学键吗？ [学生活动]请同学们思考，填写下表：离子化合物和共价化合物地区别 比较项目离子化合物共价化合物 化学键 概念 达到稳定结 构地途径 构成微粒 构成元素 表示方法电子式：(以NaCl为例) 离子化合物地结构： NaCl地形成过程： 以HCl为例： 结构式：H—C1 电子式：： HCl地形成过程： 一、共价键 1．共价键地形成条件和本质 定义：间通过形成形成共价键. 2.共价键地本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反地未成对电子形成共用电子对，两原子核间地电子云密度增加，体系能量降低 [讨论交流]列表比较σ键和π键 键型 项目 σ键π键
成键方向电子云形状牢固程度 成键判断规律共价单键全是σ键，共价双键中一个是σ键，另一个是π键；共价叁键中一个σ键，另两个为π键 【科学探究】1.已知氮分子地共价键是三键(N三N)，你能模仿图2—1、图2—2、图2—3，通过画图来描述吗?(提示：氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成1个σ键和两个π键 例1：画出下列物质地电子式，并指出其中地化学键类型 NH3 H2O2 NaCl MgCl2 Na2O2 NaOH 【科学探究】2.钠和氯通过得失电子同样形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从电子地电负性地差别来理解吗？讨论后填写下表： 原子Na Cl H Cl C O 电负性 电负性之差 （绝对值） 0.9 结论： 形成条件：(1) 两原子相同或相近 (2) 一般成键原子有 (3) 成键原子地原子轨道在空间上发生重叠 【科学探究】3.乙烷：σ键乙烯：σ键π键乙炔：σ键π键 2．共价键地特征： 饱和性：共价键饱和性是指每个原子形成共价键地数目是确定地. 方向性：根据电学原理，成键电子云越密集，共价键越强.要使成键地原子轨道最大程度地重叠，原子轨道必须沿一定方向重叠. 相关知识：画出s、p电子云地示意图 例：下列分子中，原子地最外层不能都满足8电子稳定结构地是（） A．CO2 B．PCl3 C．PCl5 D．SO2 E.NO2 F.SO3 G.H2O2
《共价键》——详细教案 王思佳10091550122 一、教学目标： （一）知识与技能 1 理解共价键的概念，初步掌握共价键的形成过程。 2. 能用电子式表示共价化合物的形成过程。 3. 理解化学键的概念以及化学反应的本质。 （二）过程与方法 1. 通过共价键的形成过程，培养学生的抽象思维及概括能力。 2. 培养对微观粒子运用的想象力。 （三）情感态度与价值观 1. 通过共价键的形成过程，培养求实、创新的精神。 2. 培养从个别到一般的研究问题的方法。从现象到本质的科学方法。 二、教学重点 1.理解共价键的本质。 2.用电子式、结构式表示共价键和共价化合物。 教学难点 1.用电子式、结构式表示共价键和共价化合物。 2.用共价键去解释某些化学性质。 三、教学过程 【师】上节课，我们学习了离子键，哪位同学能告诉我，什么是离子键呢？ 【生】使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，叫做离子键。 【师】很好，那么离子键适合于什么样的阳、阴离子吗？ 【生】适合于活泼的金属和非金属之间。 【师】同学们掌握的还不错，还应该有特殊的阳离子：NH4+。对吧？ 【生】…… 【师】看来同学们的掌握情况真的不错。后来我们又学习了怎么用电子式表示一个离子，及离子化合物的电子式，还学习了用电子式表示离子化合物的形成过程。那么请同学们，写出NaCl、MgCl2、NH4Cl的电子式，并且用电子式，表示NaCl的形成过程。 【生】…… 【师】同学们注意下，用电子式表示离子化合物时，阴阳离子所带的电荷要标注出来，并且要阴离子要用中括号括起来。 好的，看来同学们对于离子键的学习情况还是很不错的。我们说活泼金属元素和活泼非金属元素的原子之间化合时形成离子键。那么，非金属元素的原子之间能形成离子键吗？为什么？ 【生】…… 【师】不能，因为非金属元素的原子都有获得电子的倾向。 （思考）那么请同学们，分析下H和Cl的原子结构，你认为H2、Cl2、HCl的形成和NaCl一样吗？【生】…… 【师】我们现在先以Cl原子为例，来分析下Cl2分子的形成过程。 我们知道Cl原子最外层有7个电子，要达到稳定的8电子结构，都需要获得1个电子，而两个氯原子间难以发生电子的得失，要形成Cl2分子，那该怎么办呢？请你猜想下。 【生】两个原子都拿出一个电子，放在中间公用呗。
第二章第一节第1课时共价键的特征和类型 基础巩固 一、选择题 1．下列关于化学键的说法不正确的是( D ) A．化学键是一种作用力 B．化学键可以是原子间作用力，也可以是离子间作用力 C．化学键存在于分子内部 D．化学键存在于分子之间 解析：化学键是分子内原子之间强烈的相互作用，不是分子间作用力。 2．共价键具有饱和性和方向性，下列关于共价键这两个特征的叙述中，不正确的是( D ) A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的 B．共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的 C．共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系 D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关 解析：一般地，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，故A、C两项正确；形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越好，为了达到原子轨道的最大重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向存在着必然的联系，故B项正确、D项错误。 3．关于乙醇分子的说法正确的是( C ) A．分子中共含有8个极性键 B．分子中不含非极性键 C．分子中只含σ键 D．分子中含有1个π键 解析：乙醇的结构简式为CH3CH2OH，共有8个共价键，其中C—H、C—O、O—H键为极性键，共7个，C—C键为非极性键，由于全为单键，故无π键。 4．已知：元素X的电负性数值为2.5，元素Y的电负性数值为3.5，元素Z的电负性数值为1.2，元素W的电负性数值为 2.4。你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是( B ) A．X与Y B．X与W C．Y与Z D．Y与W 解析：一般来说，电负性小于1.8的为金属，且电负性越小，金属性越强；电负性大于1.8的为非金属，且电负性越大，非金属性越强，电负性差别小的两元素最可能形成共价键。
专题三第三单元共价键原子晶体 第一课时共价键的形成 【学习目标】 1.复习化学键的概念，用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2.知道共价键的形成和特征。 【阅读要求及检测】 一．共价键： （1）概念：原子间通过形成的相互作用。 （2）用电子式表示H2、HCl、Cl2的形成过程 H2 HCl Cl2 （3）形成共价键的条件 ①两原子都有②两原子电负性_____或________③成键原子的原子轨道在空间上发生 _____ （4）成键原因：原子通过共用电子对形成共价键后，体系总能量降低。 （5）存在范围：①非金属单质②共价化合物③离子化合物中的原子团（6）共价化合物：主要以共价键结合形成的化合物，叫做共价化合物。 包括：。 （7）强弱比较：共价键的强弱：相似的共价键，成键原子的半径越，键长越，键越强，越不容易断裂。 [例1].关于共价键的说法正确的是( ) A. 金属原子在化学反应中只能丢失电子，因而不能形成共价键 B. 离子化合物中不可能含有共价键 C. 共价键也存在电子得失； D. 由共价键形成的分子可以是单质分子，也可以是化合物分子 [例2].下列微粒中，既含有离子键又含有共价键的是（） A．Ca(OH)2B．H2O2C．Na2O D．MgCl2 【要点精讲及典型例题】 二．共价键的形成过程与表示方法 1.共价键的形成过程：成键原子相互接近，原子轨道重叠，自旋方向相反电子形成共用电子对，核间电子密度增加，体系能量降低，引力与斥力达到平衡状态，形成稳定的共价键。 2.表示方法： （1）能量变化图 （2）原子轨道重叠图
三：共价键的饱和性与方向性（共价键的特征） 1. 共价键的饱和性：一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相的电子 配对成键，这就是共价键的饱和性。 2. 共价键的方向性：共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能着， 而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越_______，形成的共价键越。 共价键的_______性决定了共价化合物的分子组成，共价键的_______性决定了分子空间构型。 3. 由于原子轨道在空间有一定取向，除了s轨道呈球对称外，p、d、f轨道在空间都有 一定的伸展方向。只有沿着一定的方向才能最大程度的重叠，故共价键是有方向性的。两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。 [例3] 关于化学键的下列叙述中，正确的是（） A、离子化合物可能含共价键，共价化合物中不含离子键 B、共价化合物可能含离子键，离子化合物中只含离子键 C、构成单质分子的微粒一定含有共价键 D、在氧化钠中，除氧离子和钠离子的静电吸引作用外，还存在电子与电子、原子核 与原子核之间的静电排斥作用。 [例4] H2O分子中每个O原子结合2个H原子的根本原因是() A．共价键的方向性 B．共价键的饱和性 C．共价键的键角D．共价键的键长 【自我检测】 1.能证明AlCl3为共价化合物的是（） A.AlCl3溶液容易导电 B.AlCl3溶液呈酸性 C.熔融AlCl3不能导电 D.AlCl3溶于水可以电离出Al3+和Cl- 2.下列每组物质发生状态变化所克服的微粒间的作用属于同种类型的是（）A．食盐和蔗糖熔化B．钢和硫熔化 C．碘和干冰升华D．二氧化碳和氧化钠熔化 3.相距很远的两个氢原子相互逐渐接近，在这一过程中体系能量将() A.先变大后变小B．先变小后变大 C.逐渐变小D．逐渐增大 4.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高概率出现 B.共用的电子必须配对 C.成键后体系能量降低，趋于稳定 D.两原子核体积大小要适中 12.下列说法正确的是：（） A. 若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性 B. H3O＋离子的存在，说明共价键不应有饱和性 C. 所有共价键都有方向性 D. 两个原子轨道发生重叠后，两核间的电子不仅仅存在于两核之间，而是绕两个原子核运动
知识点一：共价键 1、共价键的实质 共用电子对与原子核之间的静电作用使原子结合起来 说明：原子之间通过核间高概率出现的共用电子对所产生的强烈相互作用 2、共价键形成过程的表示方法 说明：由于在化学反应中，一般是原子的最外层电子发生变化，所以，为了简便起见，我们可以在元素符号周围用小黑点（或×）来表示原子的最外层电子。这种式子叫做电子式 例如： 说明：注意书写分子的电子式和分子形成过程的电子式的区别。 3、共价键的特征 ⑴饱和性：是指每个原子成键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，因为共价键是有原子轨道重叠和共用电子形成的，而每个原子能提供的轨道和成单电子数目是一定的。 例如：当两个H原子结合成H2分子后，不可能再结合第三个H原子形成“H3分子”。同样，甲烷的化学式是CH4，说明碳原子最多能与四个氢原子结合。这些事实说明，形
成共价键时，每个原子有一个最大的成键数，每个原子能结合其他原子的数目不是任意的。 ⑵方向性：是指一个原子与周围原子形成的共价键具有一定的方向，角度。这是由于原子轨道（S轨道除外）有一定的方向性，它和相邻原子的轨道重叠要满足最大重叠原理。 最大重叠原理：在形成共价键时，原子间总是尽可能的沿着原子轨道最大重叠的方向成键。成键电子的原子轨道重叠程度越高，电子在两核间出现的概率密度也越大，形成的共价键也越稳固。 说明：共价键的方向性使共价分子都具有一定的空间构型。例如，在硫原子和氢原子结合生成H2S分子时，因为硫原子的最外层两个不成对的3p电子的电子云互成直角，氢原子的1s电子云要沿着直角的方向跟3p电子云重叠，这样H2S分子中两个共价键的夹角应接近90度。 4、共价键的类型 (1)σ键：（以“头碰头”重叠形式） a、特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的图形不变，轴对称图形。 b、种类：s-s σ键 s-p σ键 p-p σ键 (2)π键：（以“肩并肩”重叠形式）
化学键的三种基本类型 This manuscript was revised on November 28, 2020
化学键主要有三种基本类型，即离子键、共价键和金属键。 一、离子键 离子键是由电子转移（失去电子者为阳离子，获得电子者为阴离子）形成的。即正离子和负离子之间由于静电引力所形成的化学键。离子既可以是单离子，如Na+、CL-；也可以由原子团形成；如SO42-，NO3-等。 离子键的作用力强，无饱和性，无方向性。离子键形成的矿物总是以离子晶体的形式存在。 二、共价键 共价键的形成是相邻两个原子之间自旋方向相反的电子相互配对，此时原子轨道相互重叠，两核间的电子云密度相对地增大，从而增加对两核的引力。共价键的作用力很强，有饱和性与方向性。因为只有自旋方向相反的电子才能配对成键，所以共价键有饱和性；另外，原子轨道互相重叠时，必须满足对称条件和最大重叠条件，所以共价键有方向性。共价键又可分为三种： （1）非极性共价键形成共价键的电子云正好位于键合的两个原子正中间，如金刚石的C—C键。 （2）极性共价键形成共价键的电子云偏于对电子引力较大的一个原子，如Pb—S键，电子云偏于S一侧，可表示为Pb→S。 （3）配价键共享的电子对只有一个原子单独提供。如Zn—S键，共享的电子对由锌提供，Z：+¨．．S：=Zn→S 共价键可以形成两类晶体，即原子晶体共价键与分子晶体。原子晶体的晶格结点上排列着原子。原子之间有共价键联系着。在分子晶体的晶格结点上排列着分子（极性分子或非极性分子），在分子之间有分子间力作用着，在某些晶体中还存在着氢键。关于分子键精辟氢键后面要讲到。 三、金属键 由于金属晶体中存在着自由电子，整个金属晶体的原子（或离子）与自由电子形成化学键。这种键可以看成由多个原子共用这些自由电子所组成，所以有人把它叫做改性的共价键。对于这种键还有一种形象化的说法：“好象把金属原子沉浸在自由电子的海洋中”。金属键没有方向性与饱和性。 和离子晶体、原子晶体一样，金属晶体中没独立存在的原子或分子；金属单质的化学式（也叫分子式）通常用化学符号来表示。 上述三种化学键是指分子或晶体内部原子或离子间的强烈作用力。但它没有包括所有其他可能的作用力。比如，氯气，氨气和二氧化碳气在一定的条件下都可以液化或凝固成液氯、液氨和干冰（二氧化碳的晶体）。说明在分子之间还有一种作用力存在着，这种作用力叫做分子间力（范德华力），有的叫分子键。分子间力的分子的极性有关。分子有极性分子和非极性分子，其根据是分子中的正负电荷中心是否重合，重合者为非极性分子，不重合者为极性分子。分子间力包括三种作用力，即色散力、诱导力和取向力。（1）当非极性分子相互靠近时，由于电子的不断运动和原子核的不断振动，要使每一瞬间正、负电荷中心都重合是不可能的，在某一瞬间总会有一个偶极存在，这种偶极叫做瞬时偶极。由于同极相斥，异极相吸，瞬时偶极之间产生的分子间力叫做色散力。任何分子（不论极性或非极性）互相靠近时，都存在色散力。（2）当极性分子和非极性分子靠近时，除了存在色散力作用外，由于非极性分子受极性分子电场的影响产生诱导偶极，这种诱导偶极和极性.
第二章分子结构与性质 第一节共价键 第1课时共价键的特征与类型 一、教学设计 在化学必修2中学习了化学键的初步知识，知道了离子键和共价键的形成过程。本节将在电子云和原子轨道等概念基础上继续学习共价键的知识，包括共价键的主要类型σ键和π键。教学时要注意运用图片引导学生形象思维，理解σ键和π键的特征；充分利用数据和具体例子帮助学生理解共价键与简单分子的某些性质的关系。 教学重点： 1．知道共价键的主要类型，了解σ键和π键的形成特点及其本质。 2．能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 教学难点： σ键和π键的特征。 具体教学建议： 1.可以通过制作原子轨道模型的方式来帮助学生理解σ键和π键的特征。 2.可以介绍一些学生比较熟悉的分子的键角，如CO2、H2O、CH4、NH3等，并引出共价键具有方向性。介绍键角时不要求对具体角度做解释，留待下一节继续学习。 教学方案参考 【方案】制作模型学习σ键和π键 创设问题情景：（1）复习以NaCl为代表的离子键的形成过程；（2）复习共价键的概念。提出问题：（1）两个H在形成H2时，电子云如何重叠？（2）在HCl、Cl2中，电子云如何重叠？ 制作模型：学生以小组合作学习的形式，利用泡沫塑料、彩泥、牙签等材料制作s轨道和p 轨道的模型。根据制作的模型，以H2、HCl、Cl2为例，研究它们在形成分子时原子轨道的重叠方式，即σ键和π键的成键过程，体会σ键可以旋转而π键不能旋转。 归纳总结：σ键是两原子在成键时，电子云采取“头碰头”的方式重叠形成的共价键，这种重叠方式符合能量最低，最稳定；σ键是轴对称的，可以围绕成键的两原子核的连线旋转。π键是电子云采取“肩并肩”的方式重叠，π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成
共价键 教学目标： 知识目标： 1．使学生理解共价键的概念，初步掌握共价键的形成，加深对电子配对法的理解。 2．能较为熟练地用电子式表示共价分子的形成过程和分子结构。 3．使学生了解化学键的概念和化学反应的本质。 能力目标： 1．通过对共价键形成过程的教学，培养学生抽象思维和综合概括能力； 2．通过离子键和共价键的教学，培养学生对微观粒子运动的想象力。 情感目标： 1．培养学生用对立统一规律认识问题。 2．通过对共价键形成过程的分析，培养学生怀疑、求实、创新的精神。 3．培养学生由个别到一般的研究问题的方法。从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法。教学重点：共价键 难点：化学键概念，化学反应的本质。 教学过程： 引入：回顾氯化钠的形成，离子键的概念。提出氯化氢是如何形成的呢？ 播放动画：共价键，引出共价键的概念 板书：二、共价键 1．概念：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。 2．成键微粒：一般为非金属原子。 形成条件：非金属元素的原子之间或非金属元素的原子与不活泼的某些金属元素原子之间形成共价键。 分析：成键原因：当成键的原子结合成分子时，成键原子双方相互吸引对方的原子，使自己成为相对稳定结构，结构组成了共用电子对，成键原子的原子核共同吸引共用电子对，而使成键原子之间出现强烈的相互作用，各原子也达到了稳定结构。 板书：3．用电子式表示的形成过程。 练习： 讲解：从离子键和共价键的讨论和学习中，看到原子结合成分子时原子之间存在着相互作用。这种作用不仅存在于直接相邻的原子之间，也存在于分子内非直接相邻的原子之间。而前一种相互作用比较强烈，破坏它要消耗比较大的能量，是使原子互相联结形成分子的主要因素。这种相邻的原子直接强烈的相互作用叫做化学键。 板书：三、化学键 相邻原子之间的强烈的相互作用，叫做化学键。 讨论：用化学键的观点来分析化学反应的本质是什么？ 教师小结：一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 列表对比离子键和共价键
专题三 第三单元 共价键 原子晶体 第二课时 共价键的类型 【学习目标】 1.知道共价键的主要类型δ键和π键。 2. 说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 【阅读要求及检测】 一. σ键的形成 （1） s-s σ键的形成 例：H 2的形成 （2）s-p σ键的形成 （3）p-p σ键的形成 （4）小结： ①σ键重叠方式：采用“__________”重叠。在任何方向都能最大重叠，使作用力最大，即化学键不易断裂。②σ键的特征：以形成_______的两个原子核的连线为轴作______操作，共价键电子云的_____，这种特征称为___________。③种类：σ键、σ键、 σ键 注意：P 轨道和P 轨道除能形成σ键外，还能形成π键 二.π键的形成：p 轨道和p 轨道形成π键的过程如图所示： （1）π键的重叠方式:是由个原子的轨道“”重叠形成的。形成π键时原子轨道重叠程度比σ键__________，故π键不如σ键__________，比较容易。个人收集整理 勿做商业用途 子云相互靠拢 电子云相互重叠 未成对电子的 电子云相互靠拢 电子云相互重叠 两个原子相互接近 原子轨道重叠 π键的电子云
（2）π键的特征：每个π键的原子轨道由块组成，分别位于由构成的平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为_______，这种特征称为____________。 【要点精讲及典型例题】 三.σ键、π键比较 1.小结 2.共价键类型与化学性质的关系 （1）σ键：在形成σ键时，原子轨道发生了最大程度的重叠，键能，稳定性，且σ键的两成键原子绕着键轴可以任意相对旋转而键不被。因此，σ键强度大，不易。 （2）π键：是原子轨道沿着键轴“”重叠形成的。π键重叠程度较，其键能于σ键，稳定性较；另外，形成π键的两原子不能相对自由旋转，否则π键将被破坏。因此，π键的稳定性于σ键，π键的电子活动性较，含有π键的物质化学性质活泼，发生化学反应。例如，乙烯比乙烷活泼。 [例1]乙烷分子中由__________键组成；乙烯分子中由__________________________键组成；乙炔分子中由______________________键组成。 [例2] 对δ键的认识不正确的是() A．δ键不属于共价键，是另一种化学键B．S-Sδ键与S-Pδ键的对称性相同C．分子中含有共价键，则至少含有一个δ键 D．含有π键的化合物与只含δ键的化合物化学性质不同 [例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 四．非极性键和极性键 1.判断方法：A-A,非极性键；A-B，极性键。 2.难点突破： （1）非金属单质（稀有气体除外）都含非极性键； （2）共价化合物中一定含极性键；某些离子化合物中也存在极性键；
第一节共价键第1课时共价键的特征与类型 一、选择题 1.下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是() A.CH4与NH3 B.C2H6与C2H4 C.H2与Cl2 D.Cl2与N2 答案 A 2.下列分子既不存在s－p σ键，也不存在p－p π键的是() A.HCl B.HF C.SO2 D.SCl2 答案 D 3.关于乙醇分子的说法正确的是() A.分子中共含有8个极性键 B.分子中不含非极性键 C.分子中只含σ键 D.分子中含有1个π键 答案 C 4.下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是() A.H2 https://www.doczj.com/doc/d61588349.html,l4 C.Cl2 D.F2 答案 A 5.香蕉是我们喜爱的水果之一，香蕉产于南方，到北方之前是未成熟的，但买到的却是成熟的香蕉，这是因为喷洒了催熟剂的缘故。其中乙烯就是一种常用的催熟剂，下列对于乙烯中化学键的分析中正确的是() A.在乙烯分子中有一个σ键、一个π键 B.乙烯在发生加成反应时，断裂的是碳原子间的σ键 C.乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯，在该过程断裂的是C—H σ键
D.乙烯分子中的σ键关于镜面对称 答案 C 6.下列说法中不正确的是() A.σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强 B.两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C.气体单质分子中，一定有σ键，可能有π键 D.HClO分子中有s－p σ键和p－p σ键 答案 C 7.P元素的外围电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，对此判断正确的是() A.磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3 B.PCl3分子中的P—Cl键含有π键 C.PCl5分子中的P—Cl键都是π键 D.磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷 答案 D 8.下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法错误的是() A.32 g S8分子中含有0.125 mol σ键 B.SF6是由极性键构成的分子 C.1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键 D.1 mol S8中含有8 mol S—S键 解析 A.1 mol S8中有8 mol σ键，因此32 g S8即0.125 mol S8中含有σ键为8×1 8mol＝1 mol， 答案 A 二、非选择题 9.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。 (1)只含有极性键的是________；只含有非极性键的是________；既有极性键又有非极性键的是________。 (2)只有σ键的是________；既有σ键又有π键的是________。 (3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________。 (4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
第三章探索原子构建物质的奥秘 3.3 共价键（共3课时） 第1课时共价键的形成（B） 一．教学目标 1．知识与技能 通过探究活动、分组讨论理解共价键概念，以及非金属元素间形成化学键的规律性，并学会用化学用语表达。 2．过程与方法 （1）通过参与共价键形成的学习，感受科学探究的一般方法，以及认识结构决定性质、性质决定用途的规律； （2）通过课前资料收集，关注专题信息收集、加工、输出和分析能力的培养； （3）通过小组分工，提高学习效率，培养团队合作的能力。 3．情感态度与价值观目标 （1）通过课堂探究、讨论，感触科学方法在化学研究中的重要性，体验化学科学的内在规律，培养实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神，树立辩正唯物主义观点； （2）通过课程设计，培养严谨求实、勇于探索的科学态度。 二．教学重点和难点 1．重点 （1）巩固共价键的概念； （2）共价键的形成过程； （3）学会用电子式书写共价键的形成过程。 2．难点 离子键、共价键的区别。 三．教学用品
“班班通”电脑、投影仪，集气瓶等。 四．教学流程 1．设计思想 通过食盐、氯化氢形成过程的动画引入，并通过师生课堂的互动由探究?讨论?概念层层深入、步步为营，解决本课题。 2．流程图 3．流程图说明 [情景引入]幻灯片：食盐形成的示意图，氯化氢分子形成的示意图，引入课题。
[探究1]稳定结构和不稳定结构。 [实验1]氢气和氯气混合光照实验。 [学生讨论1]共价键（1）概念、共价键实质（2）成键粒子（3）成键性质（4）成键条件（5）成键原因（6）存在（7）用电子式表示共价化合物的形成过程（8）用结构式表示共价化合物（9）电子式的书写方法（10）重要物质电子式的书写。 [探究2]离子键和共价键的的比较（1）定义（2）成键条件（3）成键粒子（4）表示方法（5）用电子式表示形成过程（6）存在。 [探究3]化学键强弱的比较（1）离子键强弱的影响因素（2）影响共价键强弱的因素。 [学生讨论2]离子键和共价键通常是在哪些元素原子之间形成，举例，表达他的形成过程。 [学生讨论3]共价键的进一步讨论（1）定义（2）原子吸引电子能力（3）共用电子对（4）成键原子电性（5）判断依据。 [学生讨论4]（1）举例说明化学反应的过程，本质上是旧化学键断裂和新化学键形成的过程（2）稀有气体为什么不能形成双原子分子。 [动画]《中学化学学习网》共价键、极性键、非极性键的形成（动画可放前）。 五．教学案例 1．主题引入 [引入新课] 请同学们观察食盐、氯化氢形成的动画。 2．课的展开 [讨论]原子相互化合时，什么时候稳定，什么时候不稳定。 分组讨论、交流讨论结果、教师小结。 [实验]教师演示氢气和氯气光照实验。 引导学生注意观察哪些现象、完成化学方程式、追问氢气和氯气是怎样化合成氯化氢的、分析氢原子和氯原子的结构特点，讨论他们是通过什么方式使原子最外层电子达到稳定结构的。 给出学生下载的氯化氢分子形成的动画演示。 [设问]氢原子和氯原子通过什么作用形成分子的呢？
第一节 共价键 【课标要求】知识与技能要求：复习巩固本节知识 【重点知识再现】 一、离子化合物与共价化合物的区别 电子式：(以NaCl 为例) 离子化合物的结构：Na ＋[··Cl ·· ]－ NaCl 的形成过程： Na ·＋·Cl ·· ―→Na ＋[··Cl ··]－ 以HCl 为例：结构式：H —Cl 电子式：H ··Cl ·· HCl 的形成过程：H ·＋·Cl ··―→H ·· Cl · · 1．共价键实质：在原子间形成共用电子对。 2．σ键与π键的对比及判断σ键、π键的方法
3.共价键的特征是既有饱和性，又有方向性。 4．形成共价键的条件 同种或不同种非金属原子之间相遇时，若原子的最外层电子排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。 三．键参数的应用 1．共价键的键能和键长反映了共价键的强弱程度，键长和键角常被用来描述分子的空间构型。 2．一般来讲，形成共价键的两原子半径之和越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。 如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用电子对数相同(1对)，因F、Cl、Br、I 的原子半径依次增大，故共价键牢固程度H—F>H—Cl>H—Br>H—I，因此，稳定性HF>HCl>HBr>HI，氧族元素气态氢化物的稳定性递变规律可用类似的方法加以解释。同理，可用共价键牢固程度解释酸性HF
共价键与分子的空间构型（提高） 编稿：房鑫审稿：张灿丽 【学习目标】 1、认识共价键的主要类型σ键和π键；会用电子式表示共价键的形成；理解共价键的形成条件及其本质。 2、认识键能、键长、键角等概念，能用它们说明简单分子的某些性质；认识等电子原理，了解其应用。 3、认识共价分子立体结构的多样性和复杂性。 4、认识杂化轨道理论的要点，进一步了解有机化合物中碳的成键特征，能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型，培养分析、归纳、综合的能力和空间想象能力。 5、了解分子的对称性和分子的极性。 【要点梳理】 要点一、共价键的形成及其本质 1．共价键的形成 通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。那么两个成键原子为什么能通过共用电子对结合在一起呢?下面我们以氢分子的形成过程为例来说明共价键是怎样形成的。 当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。随着核间距的减小，核间电子出现的机会 增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。核间距进一步减小时，两原子间的斥力 使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。能量（主要指势能） 随核间距的变化如图中曲线a所示。 2．共价键的本质： 共价键的本质是电子与原子核之间的电性作用。同种或不同种非金属元素（或某些非金属与金属）之间原子相遇时，若原子的最外层电子排布未达到稳定状态，则原子间通过共用电子对形成共价键。形成共价键的微粒是同种或不同种原子。 要点二、共价分子的表示方法 1．电子式：通常人们在元素符号周围用小黑点（或×）来描述分子中原子共用电子以及原子中未成键的价电子的情况，这种式子叫电子式。如： 2．结构式：在化学上，常用一根短线“一”表示一对共用电子，所以氯气分子也可以表示为：C1—Cl，这种式子叫结构式。 注意在不熟练的情况下，书写结构式时往往先写出电子式，原子间有几对共用电子，就用几根短线表示，未共用的电子不加以考虑。结构式可形象地表示出分子内各原子的连接顺序。因此，同种原子不能合并，只有通过共价键形成的分子才能写结构式，离子化合物不能用结构式表示。 3．用电子式表示共价化合物的形成过程 用电子式表示共价化合物的形成过程时，在“→”的左侧写成键原子的电子式，同种原子可以合并，右侧写形成的单质或化合物的电子式，但应注意，相同的原子要对称写，不能合并。如：