第二章分子结构与性质
第一节共价键
一、离子化合物与共价化合物的区别
离子化合物共价化合物
化学键
离子键或离子
键与共价键
共价键
概念以离子键形成的化合物
以共用电子对
形成的化合物
达到稳定结
构的途径
通过电子得失达到稳定结构
通过形成共用电子
对达到稳定结构
构成微粒阴、阳离子原子
构成元素活泼金属与活泼非金属不同种非金属
表示方法
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。
键型
项目
σ键π键
成键方向沿轴方向“头碰头”平行或“肩并肩”
电子云形状轴对称镜像对称
牢固程度
σ键强度大，
不易断裂
π键强度较小，
容易断裂
成键判
断规律
共价单键是σ键；共价双键中有一个是σ键，另一个是π键；共价三键
中一个是σ键，另两个为π键
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 3．当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠，重叠程度越大，键长越短，键能越大。4．有机物中碳原子与碳原子形成的共价键的键长规律如下：C—C>C===C>C≡C。 5．键能与化学反应过程中的能量关系 (1)化学反应过程中，旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，否则，反应为放热反应。反应热(ΔH)＝反应物总键能－生成物总键能。 (2)反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化。 化学反应的实质是反应物分子内旧化学键的断裂和生成物分子内新化学键的形成。 四、等电子原理 1．等电子原理及等电子体 原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多化学性质是相近的，这条规律称之为等电子原理，这样的分子叫做等电子体。 2．等电子原理的应用 等电子原理可以较快的判断一些分子的构型以及其键合的情况，在科学研究中也有一定的用途，但在应用它时也应注意实际情况，以免误判。例如SiO2－3的结构就不同于CO2－3的结构。这是因为中心原子用于成键的轨道及杂化类型不同而导致的离子或分子的构型不同的缘故。 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 解析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值相差越大，越易形成离子键；相差越小，越易形成共价键。 答案 B 做这类题时主要还是从常规出发，判断元素的种类。我们已了解电负性能衡量不同元素的原子吸引电子的能力，因此元素原子之间形成化学键的类型取决于电负性的相对大小。根据理论得知当两个原子的电负性差值大于1.7时，化学键就以离子键为主，两个原子的电负性差值小于1.7时，化学键就以共价键为主。 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 解析本题主要考查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，根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键，所以B项正确，D错误，像H、Cl原子跟其他原子只能形成σ键。 答案 D 该题的设置选项相似度较大，对本题的C项很容易错选，如果我们对π键的形成理解的不深 刻，就会掉入题目设置的陷阱。π键是否形成是在原子之间形成σ键之后根据形成化学键原子的核外电子排布来决定的，即π键的形成是有条件的，当然在很多活泼的物质内部都会存在π键，如乙烯、乙炔。 下列事实不能用键能的大小来解释的是( ) A ．N 元素的电负性较大，但N 2的化学性质很稳定 B ．惰性气体一般难发生反应 C ．HF 、HCl 、HBr 、HI 的稳定性逐渐减弱 D ．F 2比O 2更容易与H 2反应 解析 本题主要考查键参数的应用。由于N 2分子中存在三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N 2的化学性质很稳定；惰性气体都为单原子分子，分子内部没有化学键；卤族元素从F 到I 原子半径逐渐增大，其氢化物中的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性逐渐减弱；由于H —F 的键能大于H —O ，所以二者比较，更容易生成HF 。 答案 B 键参数和分子的性质有一定的关系，通过数据我们可以归纳出某些定性或半定性的规律用以 说明分子的某些性质，如分子的稳定性，物质的熔、沸点，溶解性等有关性质。一般来说，两原子之间所形成的键愈短(主要由原子半径决定)，键能就愈大，键愈强，愈牢固，因此键能和键长两个参数定量地描述化学键的特征。 1919年，Langmuir 提出等电子原理：原子数相同、价电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。 (1)根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：______和________；______和______。 (2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期 元素组成的物质中，与NO －2互为等电子体的分子有：________、________。 解析 (1)第二周期元素中，只有B 、C 、N 、O 、F 可形成共价分子，同素异形体间显然不能形成等电子体，若为含2个原子的等电子体，则可能是某元素的单质与其相邻元素间的化合物，如N 2和CO ，在此基础上增加同种元素的原子可得其他的等电子体，如N 2O 和CO 2。 (2)NO －2 的最外层的电子数为：5＋6×2＋1＝18，平均每个原子的最外层电子数为6，则可能为O 3或SO 2，经过讨论知其他情况下，只能形成离子化合物，不合题意。 答案 (1)N 2 CO CO 2 N 2O (2)SO 2 O 3 本题要抓住题目中给的有关“等电子体”信息，原子数相同，各原子最外层电子数之和相同 即可顺利求解。 你能用电子式表示H 2、HCl 、Cl 2分子的形成过程吗？ 提示 H·＋·H ―→H ··H ；H ×＋·Cl ···· ··―→H ×·Cl ···· ··； ··Cl ·＋×C l ××××××―→··Cl ·····×C l ×× ×× ××。 1．已知氮分子的共价键是三键(N ≡N)，你能模仿课本中图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一个σ键和两个π键) 提示 2．钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，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？你能从原子的电负性差别来理解吗？讨论后请填写下表： 原子Na Cl H Cl C O 电负性0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5 电负性之差 2.1 0.9 1.0 (绝对值) 结论：当原子的电负性相关很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是离子键；而共价键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。 提示乙烷分子中由7个σ键组成；乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成；乙炔分子中由3个σ键和2个π键组成。 1．试利用课本中表2－1的数据进行计算，1 mol H2分别跟1 mol Cl2、1 mol Br2(蒸气)反应，分别形成2 mol HCl分子和2 mol HBr分子，哪一个反应释放的能量更多？如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？ 提示对于H2＋Cl2===2HClΔH＝436.0kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－2×431.8kJ·mol－1＝－184.9kJ·mol－1。 对于H2＋Br2===2HBrΔH＝436.0 kJ·mol－1＋193.7 kJ·mol－1－2×366 kJ·mol－1＝－102.3kJ·mol－1。 由计算结果可知：生成2 mol HCl比生成2 mol HBr释放的能量高，即生成的HBr分子中H—Br 键的键能比HCl分子中H—Cl键的键能小，说明打开H—Br比H—Cl键容易，所以HBr分子更容易发生热分解生成相应的单质。 2．N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实？ 提示由表中键能数值可知：H—F>H—O>H—N，而键长H—F 3．通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？ 提示一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定。 1．略 2．O 原子最外层有6个电子，其中有两个未成对的电子，而H 原子只有一个未成对原子，根据共价键的饱和性只能形成H 2O 分子，而不能形成H 3O 等分子。 3．二氧化碳的电子式为O ········C ····O ····，结构式为O ＝C ＝O ，分子中有两个σ键，两个π键。 4．Cl 、Br 、I 原子半径依次增大，分别以3p 、4p 、5p 电子形成p-p σ键构成双原子分子，所以键长依次增大，键能依次降低。 5．由于N —N 、N ＝N 、N ≡N 的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，说明N 2分子中p-p π键键能也很大，不易断裂，故不易发生加成反应；而C —C 、C ＝C 、C ≡C 的键能之比为1.00∶1.77∶2.34，说明乙烯、乙炔分子中p-p π键不牢固，易断开，所以易发生加成反应。 6． 分子 键长/pm 键能/kJ·mol －1 热分解温度 HCl 136.1 431.8 1 000℃开始分解 HBr 151.3 366 500～600℃开始分解 HI 170.4 298.7 300℃明显分解 不容易分解。 1．下列物质中含离子键的是( ) A.Cl 2 B ．CO 2 C ．NaCl D ．CH 4 答案 C 解析 本题考查了物质类别与化学键的关系。多原子非金属单质、共价化合物中含有共价键，离子化合物中含有离子键，本题答案为C 。 2．下列过程中，共价键被破坏的是( ) A ．碘升华 B ．溴蒸气被活性炭吸附 C ．蔗糖溶于水 D ．SO 2溶于水 答案 D 解析 碘升华、溴蒸气被活性炭吸附和蔗糖溶于水破坏的是范德华力；SO 2溶于水，与H 2O 反应生成H 2SO 3，共价键被破坏，形成新的共价键。 3．下列既有离子键又有共价键的化合物是( ) A ．Na 2O B ．NaOH C ．CaBr 2 D ．HF 答案 B 解析 典型的非金属元素O 与H 之间形成的是共价键，Na ＋与OH －之间形成的是离子键。 4．下列关于共价键的说法，正确的是( ) A ．分子内部一定会存在共价键 B ．由非金属元素组成的化合物内部不一定全是共价键 C ．非极性键只存在于双原子单质分子中 D ．离子化合物的内部可能存在共价键 答案 BD 解析 本题可用举例法去做。惰性气体为单原子分子，分子内部没有共价键；铵盐是全部含有非金属元素的化合物，但属于离子化合物，既存在离子键，也存在共价键；乙烯、过氧化氢分子中存在非极性键；在强碱中存在共价键如NaOH 。 5．从键长的角度来判断下列共价键中最稳定的是( ) A ．H —F B ．N —H C ．C —H D ．S —H 答案 A 解析 原子半径越小，与氢化合形成的化学键键长越短，键能越大，键越稳定。 6．根据π键的成键特征判断C ＝C 的键能是C —C 键能的( ) A．2倍B．大于2倍C．小于2倍D．无法确定 答案 C 解析由于π键的键能比σ键键能小，双键中有一个π键和一个σ键，所以双键的键能小于单键的键能的2倍。 7．下列分子中存在的共价键类型完全相同的是() A．CH4与NH3B．C2H6与C2H4C．H2与Cl2D．Cl2与N2 答案 A 解析A项中全是s-p σ键；B项中C2H6只存在σ键，而C2H4存在σ键和π键；C项中H2中的键为s-s σ键，Cl2中的键为p-p σ键；D项与B项类似。 8．下列反应中化学键断裂只涉及π键断裂的是() A．CH4的燃烧B．C2H4与Cl2的加成反应 C．CH4与Cl2的取代反应D．C2H4被酸性KMnO4溶液氧化 答案 B 解析有机物的燃烧和被KMnO4酸性溶液氧化，断裂了所有的化学键，包括单键和双键，CH4与Cl2的取代反应只有单键断裂，故A、C、D三项中断裂了σ键，选B项。 9．X、Y两元素的原子，当它们分别获得两个电子，形成稀有气体元素原子的电子层结构时，X放出的能量大于Y放出的能量；Z、W两元素的原子，当它们分别失去一个电子形成稀有气体元素原子的电子层结构时，W吸收的能量大于Z吸收的能量，则X、Y和Z、W分别形成的化合物中，最不可能是共价化合物的是() A．Z2X B．Z2Y C．W2X D．W2Y 答案 A 解析X比Y易得电子，Z比W易失电子，故X、Z的电负性相差最大，最不可能形成共价化合物。 10．关于乙醇分子的说法正确的是() A．分子中共含有8个极性共价键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 解析乙醇的结构式为，共含有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。 11．在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是() A．白磷分子的键角为109°28′B．分子中共有4对共用电子对 C．白磷分子的键角为60°D．分子中有6对孤对电子 答案 C 解析联想甲烷的空间结构，但需要注意的是白磷分子无中心原子，根据共价键的方向性和饱和性，每个磷原子都以3个共价键与其他3个磷原子结合形成共价键，从而形成正四面体结构，所以键角为60°，6个共价单键，4对孤对电子。 12．一般认为：如果两个成键元素间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。请查阅下列化合物中元素的电负性数值，判断它们哪些是共价化合物，哪些是离子化合物。 元Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si 素 电 负 性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8 32 (6)CO2 共价化合物_____________________________________________________________。 离子化合物______________________________________________________________。 答案(2)(3)(5)(6)(1)(4) 学案1共价键 1.现有如下各说法： ①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合。 ②金属和非金属化合形成离子键。 ③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引。 ④根据电离方程式HClH＋＋Cl－，判断HCl分子里存在离子键。 ⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键的过程。 上述各种说法正确的是() A.①②⑤正确B．都不正确 C.④正确，其他不正确D．仅①不正确 答案 B 解析水中存在分子内H、O原子之间的相互作用，分子间的H、O原子也相互作用。而化学键只指分子内相邻原子间强烈的相互作用。故①叙述不正确。 离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间，只是活泼金属和活泼非金属化合时，才可形成离子键。故②叙述不正确。 在离子化合物中，阴、阳离子间存在相互作用，但不单指吸引力，还有相互排斥力。故③叙述也不正确。 HCl分子中不存在离子，它属于共价化合物，分子中没有离子键。故④叙述不正确。 化学反应的本质是旧键断裂、新键形成的过程，但HCl中存在共价键而非离子键。故⑤不正确。 2.下列电子式中，正确的是() A.[H··N H H · · H]＋Cl B．[NH＋4][··Br··]－ C.Na＋[··O··O··]2－Na＋ D.··Cl·－·[Ca2＋]··Cl·－·答案 C 3.下列分子中，既含有σ键，又含有π键的是() A.CH4B．HCl C.CH2===CH2D．F2 答案 C 解析乙烯分子中碳原子发生平面三角形 ，其中碳碳原子和碳原子与氢原子之间分别“头碰头”重叠形成σ键，由于每个碳原子上均有一个垂直于杂化平面的p轨道，两个p轨道间通过“肩并肩”的重叠方式形成π键。 4.下列化学式及结构式中成键情况，不合理的是() A.CH3N B.CH2SeO C.CH4S D.CH4Si 答案 D 解析由共价键的饱和性可知：C、Si都形成4个共价键，H形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S、Se都形成2个共价键。 5.乙烷分子中有____个σ键____个π键。 乙烯分子中有____个σ键____个π键。 乙炔分子中有____个σ键____个π键。 答案70513 2 6.氮原子核外电子排布式为 ________________________________________________________________________， 有3个未成对电子，当结合成分子时， ________________________________________________________________________ 轨道“________”方式重叠，______________________轨道“__________”方式重叠，我们把原子轨道间沿核间连线方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键叫σ键；原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫π键。所以在N2分子中有______个σ键和______个π键。结构式为______________，电子式为____________。 答案1s22s22p3p x-p x头碰头p y-p y和p z-p z肩并肩一两N≡N··N??N·· 1.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 答案 B 解析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；当两原子继续靠近时，两原子轨道重叠；各成单电子配对成键，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。 2.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 答案 D 解析A、B、C三项为共价键成键的因素及结果。 3.共价键的断裂有均裂和异裂两种方式，即均裂：A··B―→A·＋B·，异裂：A··B―→A＋＋[··B]－。 下列化学反应中发生共价键均裂的是( ) A.2K ＋2H 2O===2KOH ＋H 2↑ B.2Na ＋2C 2H 5OH ―→2C 2H 5ONa ＋H 2↑ C.Na 2CO 3＋H 2O NaHCO 3＋NaOH D.CH 3COOH ＋C 2H 5OH H 2O ＋CH 3COOC 2H 5 答案 D 解析 均裂不产生阴、阳离子，故只有D 符合题意。 4.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.气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D.N 2分子中有一个σ键，两个π键 答案 C 解析 气体单质分子中，可能有σ键，如Cl 2；也可能既有σ键又有π键，如N 2；但也可能没有化学键，如稀有气体，故C 不正确。 5.下列分子的电子式书写正确的是( ) A.氨气 H ··N H ··H B ．四氯化碳 Cl ·· C Cl Cl ·· Cl C.氮气 ··N ??N ·· D ．二氧化碳 ··O ··C ··O ·· 答案 C 解析 在书写共价分子的电子式时，应注意：①各原子最外层的电子即使未参与成键也必须全部标出；②要正确标出共用电子对的对数；③较复杂的分子要标对原子间的连接方式，原 子间的连接方式不一定是分子式书写的顺序。如HClO 的电子式为H ··O ··Cl ··而不是H ··Cl ·· O ··。选项A 中N 原子的最外层电子没有全部标出；B 项中Cl 原子的最外层电子也没有全部标出； D 项中C 、O 共用电子对数目标错，也不满足8电子稳定结构，正确写法为··O ····C ····O ·· 。 6.下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是( ) A.光气(COCl 2) B ．六氟化硫 C.二氟化氙 D ．三氟化硼 答案 A 解析 光气分子中C 、O 、Cl 原子以共价键相连的顺序是。电子式为： 即所有原子都满足最外层8电子结构；而B 、C 、D 中，氟原子能形成一个共价键，满足8电子结构，但它们分子中的硫、氙、硼原子都不能满足8电子结构。 7.下列关于化学键的叙述正确的是( ) A.化学键既存在于相邻原子之间，又存在于相邻分子之间 B.两个原子之间的相互作用叫化学键 C.化学键通常指的是相邻的两个或多个原子之间的强烈相互作用 D.阴阳离子之间有强烈的吸引作用而没有排斥作用，所以离子键的核间距相当小 答案 C 解析 化学键的定义强调两个方面：一是“相邻的两个或多个原子之间”；二是“强烈相互作用”。选项A 、B 中都没有正确说明这两点，所以不正确；选项D 只强调离子键中阴、阳 离子之间的吸引作用而忽略排斥作用，所以不正确。 浓硫酸 △ 8.据权威刊物报道，1996年，科学家在宇宙中发现H 3分子。甲、乙、丙、丁四位同学对此报道的认识，正确的是( ) A.甲认为上述发现绝对不可能，因为H 3分子违背了共价键理论 B.乙认为宇宙中还可能存在另一种氢单质，因为氢元素有三种同位素，必然有三种同素异形 体 C.丙认为H 3分子实质上是H 2分子与H ＋以特殊共价键结合的产物，应写成H ＋3 D.丁认为如果上述发现存在，则证明传统的价键理论有一定的局限性，有待于继续发展 答案 CD 解析 科学总是以实验为基础，以事实为根据，理论总是在实验事实基础上不断发展完善的。 9.分析下列化学式中划有横线的元素，选出符合要求的物质，填空。 A.NH 3 B ．H 2O C ．HCl D ．CH 4 E ．C 2H 6 F ．N 2 (1)所有的价电子都参与形成共价键的是 ________________________________________________________________________； (2)只有一个价电子参与形成共价键的是 ________________________________________________________________________； (3)最外层有未参与成键的电子对的是 ________________________________________________________________________； (4)既有σ键又有π键的是 ________________________________________________________________________。 答案 (1)D 、E (2)C (3)A 、B 、C 、F (4)F 解析 NH 3中N 原子分别与3个H 原子形成3个σ键，还有一对不成键电子；H 2O 中O 原子与2个H 原子形成2个σ键，还有两对不成键电子；HCl 中Cl 原子与1个H 原子形成1个σ键，还有三对不成键电子；CH 4中C 原子与4个H 原子形成4个σ键，所有价电子都参与成键；C 2H 6中C 原子分别与3个H 原子及另1个C 原子形成4个σ键，所有电子都参与 成键；N 2中N 原子与另1个N 原子形成1个σ键，2个π键，还有一对不成键电子。 10.乙烯分子中C —C 之间形成一个σ键和一个π键；乙炔分子C —C 之间形成一个σ键和2 个π键。 根据所学理论，写出： (1)在乙烯和乙炔分子与溴发生加成反应中，断裂何种类型键？ (2)写出加成反应方程式。 答案 (1)π键 (2)CH 2===CH 2＋Br 2―→ 11.化合物A 是一种不稳定的物质，它的分子组成可用O x F y 表示，10 mL A 气体能分解生成 15 mL O 2和10 mL F 2(同温、同压下)。 (1)A 的化学式是________，推断的依据是________。 (2)已知A 分子中x 个氧原子呈…OOO …链状排列，则A 分子的电子式是________，结构式 是____________________。 答案 (1)O 3F 2 质量守恒定律和阿伏加德罗定律 (2)··F ···· ··O ···· ··O ···· ··O ···· ··F ···· ·· F OOOF 解析 由体积之比等于物质的量之比，2A===3O 2＋2F 2，故A 为O 3F 2。 12.现有短周期A 、B 、C 三种元素，原子序数依次增大，A 元素的单质是密度最小的气体，B 获得2个电子可达到稳定结构，C 与A 同主族。 (1)判断A 、B 、C 各为何种元素。 A________，B________，C________。 (2)用电子式表示三种元素原子之间可能构成的化合物的形成过程，若含共价键请指出共价键是σ键还是π键，并标明该键的个数。 ①A与B________________________________________________________________。 ②A与C____________________________________________________________________。 ③B与C______________________________________________________________________。 ①A、B、C：______________________________________________________________。 答案(1)氢氧钠 (2)①H·＋·O ·＋·H―→H··O··H(含2个σ键)、 H·＋·O ·＋·O ·＋·H―→H··O··O··H(含3个σ键) ②Na·＋·H―→Na＋[··H]－ ②Na·＋·O ·＋·Na―→Na＋[··O··]2－Na＋、 Na·＋·O ·＋·O ·＋Na·―→Na＋[··O··O··]2－Na＋(含1个σ键) ④Na·＋·O ·＋H·―→Na＋[··O··H]－(含一个σ键) 解析(1)A的单质为密度最小的气体，则A为氢元素，B得到2个电子达到稳定结构，则B 为ⅥA族的短周期元素(O或S)，C与A同主族，则为Na，结合原子序数递增顺序可知A、 B、C依次为H、O、Na。 (2)用电子式表示化合物的形成过程时，首先应判断形成的化合物是离子化合物，还是共价化合物。其次是要考虑完整，有时两种元素形成的化合物不止一种。如H和O可形成H2O和H2O2两种共价化合物，Na和O通常形成Na2O和Na2O2两种离子化合物。 13.某有机物的结构式如下：，则分子中有____个σ键，____个π键。 答案7 3 解析5条单键全是σ键，双键中有一个σ键，一个π键，三键中有一个σ键，2个π键。 学案2键参数及等电子体 1.碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子与硅原子的位置是交替的，在下列三种晶体中，它们的熔点从高到低的顺序是() ①金刚石②晶体硅③碳化硅 A.①③②B．②③① C.③①②D．②①③ 答案 A 解析这三种晶体属同种类型，熔化时需破坏共价键，①金刚石中为C—C键，②晶体硅中为Si—Si键，③SiC中为Si—C键，由原子半径可知Si—Si键键长最大，C—C键键长最小，键长越短共价键越稳定，破坏时需要的热量越多，故熔点从高到低顺序为①③②。 2.1919年，Langmuir提出等电子体的概念，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相近。据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是() A.SO2和O3B．CO2和NO2 C.CS2和NO2D．PCl3和BF3 答案 A 解析由题中信息可知，只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。B的最外层电子数为3；C的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数为5；O、S的最外层电子数为6； F、Cl的最外层电子数为7。 3.比较下列化合物中共价键键长。 (1)HF、HCl、HBr、HI(2)CO2、CS2 答案(1)HF 4.某些化学键的键能如下表所示(单位kJ·mol－1)： 键H—H Br—Br I—I Cl—Cl H—Cl H—I H—Br 键能436.0 193.7 152.7 242.7 431.8 298.7 366 22 (2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的是________。 A.Cl2>Br2>I2B．I2>Br2>Cl2 预测 1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热________________(填“多”或“少”)。 答案(1)184.9(2)A多 解析由题中键能数据求反应热： H2＋Cl2===2HCl ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－2×431.8 kJ·mol－1＝－184.9 kJ·mol－1 H2＋Br2===2HBr ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋193.7 kJ·mol－1－2×366 kJ·mol－1＝－102.3 kJ·mol－1 H2＋I22HI ΔH＝436.0 kJ·mol－1＋152.7 kJ·mol－1－ 2×298.7 kJ·mol－1 ＝－8.7 kJ·mol－1 1.能够用键能解释的是() A.氮气的化学性质比氧气稳定 B.常温常压下，溴呈液体，碘为固体 C.稀有气体一般很难发生化学反应 D.硝酸易挥发，硫酸难挥发 答案 A 解析N≡N比O＝O的键能大而难于断裂，一般条件下不易发生化学反应，所以化学性质比氧气稳定，A选项正确；溴与碘的熔点，与其分子间作用力有关，而与分子内的原子间的共价键的强弱无关，B选项错误；稀有气体一般很难发生化学反应的原因是其原子的电子层结构为稳定状态，具有很大的电离能，C选项错误；硝酸与硫酸的沸点，与其分子间作用力有关，而与分子内的原子间的共价键的强弱无关，D选项错误。 2.H2S分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是() A.共价键的饱和性B．S原子电子排布 C.共价键的方向性D．S原子中p轨道的形状 答案CD 解析S原子的价电子构型是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的3p x和3p y 轨道中，当与2个H原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角应接近90°，这体现了共价键的方向性是由轨道的伸展方向决定的。 3.下列说法中正确的是() A.双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定 B.双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定 C.双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定 D.在双键中，σ键的键能要小于π键的 答案 A 解析在双原子分子中没有键角，故C错；当其键能越大，键长越短时，分子越稳定，故A 对，B错；D中σ键的重叠程度要大于π键的，故σ键的键能要大于π键的。 4.下列说法正确的是() A.π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成的 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分子中还含π键 答案 C 解析π键是两个p电子“肩并肩”重叠而成，是镜面对称，σ键是轴对称，故A、B均不对；D中Cl2分子中含的是p—p σ键，故D也不对。 5. A.HCl 22 答案 D 解析分子中共价键键能越大，键长越短，键越牢固，分子越稳定。 6.能说明BF3分子的4个原子在同一平面的理由是() A.任意两个B—F键之间的夹角为120° B.B—F键为极性共价键 C.三个B—F键的键能相同 D.三个B—F键的键长相同 答案 A 解析三个B—F键中任意两个键之间的夹角为120°，说明四个原子在同一平面内，且形成以B为中心、三个F为顶点的平面正三角形结构。 7.下列说法正确的是() A.键能越大，表示该分子越容易受热分解 B.共价键都具有方向性 C.在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长 D.H—Cl的键能为431.8 kJ·mol－1，H—Br的键能为366 kJ·mol－1，这可以说明HCl比HBr分 子稳定 答案 D 解析键能越大，分子越稳定，A项错，D项正确；H—H键没有方向性，B项错；形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长，C项错。 8.已知H—H键能为436 kJ·mol－1，N—H键能为391 kJ·mol－1，根据化学方程式： N 2＋3H 22NH 3,1 mol N 2反应放出的热量为92.4 kJ·mol －1，那么N ≡N 键的键能是( ) A.431 kJ·mol －1 B ．945.6 kJ·mol －1 C.649 kJ·mol －1 D ．896 kJ·mol －1 答案 B 9.能够用键能的大小作为主要依据来解释的是( ) A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态 B.硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸 C.稀有气体一般难于发生化学反应 D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定 答案 D 解析 共价分子构成的物质的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难于发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构；氮气比氧气稳定是由于N 2分子中形成共价键的键能(946 kJ·mol －1)比O 2分子中共价键的键能(497.3 kJ·mol －1)大，在化学反应中更难断裂。 10.下列分子中，键角最大的是( ) A.CH 4 B ．NH 3 C.H 2O D ．CO 2 答案 D 解析 CH 4为正四面体形，键角为109°28′，NH 3分子为三角锥形，键角为107°；H 2O 为V 形分子，两个H —O 键的键角为105°；CO 2为直线形分子，键角为180°。 11.下列分子的稳定性的比较正确的是( ) A.HF>HI B ．CH 4 解析 本题主要考查键能，同类型的分子的键能越大，分子越稳定，而键能的大小取决于键 长，键长取决于原子半径。 12.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol 化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P 4O 6的分子结构如图所示。现提供以下化学键的键能(kJ·mol －1)：P —P ：198 P —O ：360 O===O ：498，则反应P 4(白磷)＋3O 2===P 4O 6的反应热ΔH 为( ) A ．-1 638 kJ·mol-1 B ．＋1 638 kJ·mol －1 C.－126 kJ·mol －1 D ．＋126 kJ·mol －1 答案 A 解析 由反应方程式知，该反应的能量变化包括1 mol P 4和3 mol O 2断键吸收的能量和1 mol P 4O 6成键放出的能量。由各物质的分子结构知1 mol P 4含6 mol P —P 键，3 mol O 2含3 mol O===O 键，1 mol P 4O 6含12 mol P —O 键，故ΔH ＝(198 kJ·mol －1×6＋498 kJ·mol －1×3)－360 kJ·mol －1×12＝－1 638 kJ·mol －1 催化剂 高温、高压 学案3 本节知识归纳 1.已知尿素的结构简式为，回答： (1)该分子中有____个σ键____个π键。 (2)请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式。 答案 (1)7 1 (2) 解析 (1)由尿素的结构简式和σ键、π键规律：分子中4个N —H σ键、2个C —N σ键、一 个C —O σ键、一个C —O π键。 (2)由C 、N 、H 三原子的成键规律，同分异构体为：。 2.据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似C 60的物质N 60，已知N 60分子中每个氮原子 均以N —N 键结合三个N 原子而形成8电子稳定结构。已知N —N 键键能为159 kJ·mol －1， 试回答下列问题： (1)根据上述信息推测N 60的结构特点： ________________________________________________________________________。 (2)1 mol N 60分解成N 2时__________(填“吸收”或“放出”)的热量是____kJ·mol －1。(已知 N ≡N 的键能为946 kJ·mol －1) (3)由(2)列举N 60的一些用途： ________________________________________________________________________。 (4)若N 60分子中只含x 个五边形和y 个六边形，则x ＝________，y ＝____________。 (5)∠NNN ＝________。 (已知：多面体中，棱边数＝顶点数＋面数－2) 答案 (1)全部为N —N 单键，共90个N —N 单键构成一个N 60 (2)放出 14 070 (3)N 60可 作炸药 (4)12 20 (5)108°或120° 解析 (1)N 60中化学键全部为N —N 单键，共有60×32 ＝90个，即由90个N —N 键构成一个 N 60分子。 (2)ΔH ＝30×946 kJ·mol －1－90×159 kJ·mol －1＝14 070 kJ·mol －1。 (3)由于N 60分解成N 2时放出大量的热量，故可制作高能炸药。 (4)N 60的多面体分子共有90条棱边(N —N 键)，则可得方 程式：52x ＋62 y ＝90，根据多面体欧拉定律可得方程式：60＋(x ＋y )－90＝2，解上述方程式得 x ＝12，y ＝20。 (5)∠NNN 有两种，一种为正五边形夹角，另一种为正六边形夹角。 3.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B 2 C 2、A 2C 、DC 2等；③B 的阳离子与C 的阴离子的核外电子排布相同；④B 2C 2同A 2C 或DC 2反应都生成气体C 2，B 与A 2C 反应产生气体A 2，A 2与气体C 2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 四种元素的符号： A________、B________、C________、D________。 (2)在B 2C 2、A 2C 和DC 2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____________________。并指出含几个σ键，几个π键。 (3)写出有关的化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)H Na O C (2)Na 2O 2 Na ＋[·×O ··O ·×]2－Na ＋ H 2O 、CO 2 (2个σ键)、OCO(2个σ键、2个π 键) (3)2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑、2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2、 2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑、2H 2＋O 2=====点燃 2H 2O 解析 本题解题突破口为B 2C 2，可联想为H 2O 2、Na 2O 2、C 2H 2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C 2即氧气。由④又可推测A 2C 为水，DC 2为二氧化碳，Na 与H 2O 反应生成H 2，H 2与O 2的混合按体积比2∶1反应能发生 爆炸，这样A 为氢，D 为碳。其他依次推出。 1.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 答案 C 解析 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组成的化合物是共价化合物，由相同元素的原子形成的共价键分子组成的化合物质是单质，如H 2、Cl 2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 AlCl 3等。 2.下列物质的分子中，没有π键的是( ) A.CO 2 B ．N 2 C.CH ≡CH D ．HClO 答案 D 3.下列反应中化学键断裂只涉及σ键断裂的是( ) A.C 2H 2与H 2的加成 B ．C 2H 4与Cl 2的加成 C.CH 4与Cl 2的取代 D ．C 2H 4的燃烧 答案 C 4.从键能的角度来看，下列物质中与H2化合时，最难的是() A.氟气B．氮气 C.氯气D．氧气 答案 B 5.下列共价键的键能最大的是() A.H—F B．H—O C.H—N D．H—C 答案 A 6.下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是() A.F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高 B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 C.金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅 D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低 答案BC 解析F2、Cl2、Br2、I2形成晶体时属分子晶体，它们的熔、沸点高低决定于分子间的作用力，与共价键的键能无关，A错；HF、HCl、HBr、HI的分子内存在共价键，它们的热稳定性与它们内部存在的共价键的强弱有关，B正确；金刚石和晶体硅都是原子间通过共价键结合而成的原子晶体，其熔、沸点高低决定于共价键的键能，C正确；NaF、NaCl、NaBr、NaI都是由离子键形成的离子晶体，其内无共价键，D错。 7.固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子结构，则下列有关说法中不正确的是() A.1 mol NH5中含有5N A个N—H键(N A表示阿伏加德罗常数) B.NH5中既有共价键又有离子键，它形成的晶体是离子晶体 C.NH5的电子式为 D.它与水反应的化学方程式为：NH5＋H2O===NH3·H2O＋H2↑ 答案 A 解析氢原子可以失去电子成为H＋，也可以得到一个电子成为H－，而N原子在NH＋4结构 中 达到8电子稳定结构，所以A为NH4H，即NH＋4与H－组成的离子化合物。 8.下列物质结构图中，●代表原子序数从1到10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键(示例： F2) 根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式： A：________；B：________；C：________；D：________。 答案NH3HCN CO(NH2)2BF3 解析根据图示结合“原子序数从1到10的元素”可知，它们分别代表的是：NH3、HCN、CO(NH2)2、BF3。 9.由N2和H2每生成1 mol NH3放热46 kJ，而每生成1 mol NH2—NH2却吸收96.1 kJ。又知H—H 键键能为436.0 kJ·mol－1，N≡N三键键能为940. 0 kJ·mol－1。试求： (1)N—H键的键能； (2)N—N单键的键能。 答案(1)382.3 kJ·mol－1(2)186.7 kJ·mol－1 解析N2＋3H2===2NH3 ΔH＝(E N≡N＋3E H—H)－6×E N—H 即－46 kJ＝(940.0 kJ·mol－1＋3×436.0 kJ·mol－1)－6×E N—H ∴E N—H＝382.3 kJ·mol－1，即N—H键的键能为382.3 kJ·mol－1。 N2＋2H2===NH2—NH2 ΔH＝E N≡N＋2E H—H－(4E N—H＋E N—N) 96.1 kJ＝(940.0 kJ·mol－1＋2×436.0 kJ·mol－1)－(4×382.3 kJ·mol－1＋E N—N) ∴E N—N＝186.7 kJ·mol－1，即N—N单键的键能为186.7 kJ·mol－1。 10.化学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构并推断不同物质的性质，如CH4和NH＋4有 CH4CO2－3C2O2－4 NH＋4N2H2＋6NO＋2N2 答案(263224 解析通过CH4和NH＋4的比较可知，由于C的原子序数比N的原子序数小1，所以C原子的电子数与N＋的电子数相等，因此只要C、N原子数相等且其他元素种类和原子总数相同 即 符合题意，不要忘了所带的电荷数，如N2H2＋6和C2H6。 11.已知五种元素的原子序数的大小顺序为C>A>B>D>E；A、C同周期，B、C同主族；A与B形成离子化合物，A2B中所有离子的电子层数相同，其电子总数为30；D和E可形成4核10电子分子。试回答下列问题： (1)写出五种元素的名称。 A________，B________，C________，D__________，E________。 (2)用电子式表示离子化合物A2B的形成过程 ________________________________________________________________________。 (3)写出D元素形成的单质的结构式 ________________________________________________________________________。 其中含____个σ键、______个π键。 (4)写出下列物质的电子式：E与B形成的化合物(任写一种)________________；A、B、E形成的化合物________________；D、E形成的化合物 ________________________________________________________________________。 (5)A、B两元素组成的化合物A2B2属于________(选“离子”或“共价”)化合物，存在的化学键是____________，写出A2B2与水反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。 答案(1)钠氧硫氮氢 (2) (3)N≡N1 2 (4) (5)离子离子键和共价键 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 解析因为A、B离子的电子层数相同，在电子总数为30的A2B型化合物中，每个离子的电子数为10个，可推出A是Na，B是O；又因为D和E形成4核10电子分子，只能是NH3，原子序数D>E，故D是N，E是H。C与A(Na)同周期，与B(O)同主族，所以C位于第三周期第ⅥA族，它是S。 高中化学选修3知识点总结 二、复习要点 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。 2、构造原理 （1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 （2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。 （3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。 根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。 （5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道 （1）电子云：电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。 （2）原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，n p能级各有3个原子轨道，相互垂直（用p x、p y、p z表示）；n d能级各有5个原子轨道；n f能级各有7个原子轨道。 4、核外电子排布规律 （1）能量最低原理：在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 （2）泡利原理：1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。 （3）洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，且自旋方向相同。 （4）洪特规则的特例：电子排布在p、d、f等能级时，当其处于全空、半充满或全充满时，即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14，整个原子的能量最低，最稳定。 能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”。 电子数 （5）（n-1）d能级上电子数等于10时，副族元素的族序数=n s能级电子数 （二）元素周期表和元素周期律 1、元素周期表的结构 元素在周期表中的位置由原子结构决定：原子核外的能层数决定元素所在的周期，原子的价电子总数决定元素所在的族。 （1）原子的电子层构型和周期的划分 周期是指能层（电子层）相同，按照最高能级组电子数依次增多的顺序排列的一行元素。即元素周期表中的一个横行为一个周期，周期表共有七个周期。同周期元素从左到右（除稀有气体外），元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 （2）原子的电子构型和族的划分 族是指价电子数相同（外围电子排布相同），按照电子层数依次增加的顺序排列的一列元素。即元素周期表中的一个列为一个族（第Ⅷ族除外）。共有十八个列，十六个族。同主族周期元素从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 （3）原子的电子构型和元素的分区 按电子排布可把周期表里的元素划分成5个区，分别为s区、p区、d区、f区和ds区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 2、元素周期律 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 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第一课时 教学目标: 1．复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2．知道共价键的主要类型δ键和π键。 3．说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 教学重点、难点: 价层电子对互斥模型 教学过程: [复习引入] NaCl、HCl的形成过程 [设问] 前面学习了电子云和轨道理论，对于HCl中H、Cl原子形成共价键时，电子云如何重叠？例:H2的形成 [讲解、小结] [板书] 1．δ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-Sδ键 S-Pδ键 P-Pδ键 [过渡] P电子和P电子除能形成δ键外，还能形成π键 [板书] 2．π键 [讲解] a.特征:每个π键的电子云有两块组成，分别位于有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镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。 3．δ键和π键比较 ①重叠方式 δ键:头碰头 π键:肩并肩 ②δ键比π键的强度较大 ②成键电子:δ键 S-S S-P P-P π键 P-P δ键成单键 π键成双键、叁键 ４．共价键的特征 饱和性、方向性 [科学探究] 讲解 [小结] 生归纳本节重点，老师小结 [补充练习] 1．下列关于化学键的说法不正确的是( ) 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 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键的化合物的化学性质不同3．下列物质中，属于共价化合物的是( ) A．I2 B．BaCl2 C．H2SO4 D．NaOH 4．下列化合物中，属于离子化合物的是( ) A．KNO3 B．BeCl C．KO2 D．H2O2 5．写出下列物质的电子式。 H2、N2、HCl、H2O ６．用电子式表示下列化合物的形成过程 HCl、NaBr、MgF2、Na2S、CO2 [答案] 1．D 2．Ａ３．Ｃ４．ＡＣ５．略６．略 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第二课时 ［教学目标］: 课题：第二章第一节共价键(2)授课班级 课时 教学目标知识 与 技能 1.认识键能、键长、键角等键参数的概念 2.能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质 3.知道等电子原理,结合实例说明“等电子原理的应用 w.w.w.zxxk.c.o.m 重点用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质难点键角 知识结构与板书设计二、键参数—键能、键长与键角 1.键能：气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。通常取正值。 键能越大,化学键越稳定。 2.键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。 键长越短,键能越大,共价键越稳定。 3.键角：在原子数超过2的分子中,两个共价键间的夹角称为键角。 键角决定了分子的空间构型 三、等电子原理 等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,它们的许多性质是相近的。 教学过程 教学步骤、内容 教学方法、手段、 师生活动 ［创设问题情境］Ｎ２与Ｈ２在常温下很难反应,必须在高温下才能发生反应,而Ｆ２与Ｈ２在冷暗处就能发生化学反应,为什么？ [复习]σ键、π键的形成条件及特点。 [过渡]今节课我们继续研究共价键的三个参数。 [板书]二、键参数—键能、键长与键角 [问]电离能概念。 [讲]在第一章讨论过原子的电离能,我们知道,原子失去电子要吸收能量。反过来,原子吸引电子,要放出能量。因此,原子形成共价键相互结合,放出能量,由此形成了键能的概念。键能是气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。例如,形成l mol H—H键释放的最低能量为436.0 kJ,形成1 molN三N键释放的最低能量为946 kJ,这些能量就是相应化学键的键能,通常取正值。 [板书]1、键能：气态基态原子形成l mol化学键释放的最低 第二章分子结构与性质 第一节共价键第一课时 知识与技能： 1. 复习共价键的概念，能用电子式表示物质的形成过程。 2．知道共价键的主要类型为σ键和π键。 3. 说出σ键和π键的明显差别和一般规律。 过程与方法： 类比、归纳、判断、推理的方法，注意概念之间的区别和联系，熟悉掌握各知识点的共性和差异性。 情感态度与价值观： 使学生感受到在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念，能从物质结构决定性质的角度解释分子的某些性质，并预测物质的有关性质，体验科学的魅力，进一步形成科学的价值观。 教学重点：σ键和π键的特征和性质。 教学难点：σ键和π键的特征。 教学过程： [引入] 在第一章中我们学习了原子结构和性质，知道了大多数原子是会构成分子。那么原子是如何构成分子的呢？通过必修二的学习我们知道原子之间可以通过离子键形成离子化合物，通过共价键形成分子。这节课我们先来讨论共价键。 [板书]第一节共价键 [复习] 请大家回忆如何用电子式表示H2,HCl,C12的形成过程？ [学生活动] 请学生写在黑板上。 [师生讨论] 讨论H2,HCl,C12 的共同点。 ]板书]一.共价键的本质：原子之间形成共用电子对。 [师生互动]“按共价键的共用电子对理论,不可能有H3,H2Cl和Cl3分子,这表明共价键具有饱和性. ”此句话的含义。 [总结]共价键的饱和性：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，便可和几个自旋相反的未成对电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H 原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。 [设问]我们在第一章学习了H原子1s原子轨道是球形，那么当两个氢原子形成氢分子时，它们的原子轨道的是如何重叠的呢？请同学们不看课本，用橡皮泥做出两个S轨道，从数学的角度试试他们有几种重叠方式呢？ [师生互动]请学生讲讲他们的想法。 [阅读教材]图2-1 第二章分子结构与性质 教材分析： 本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。 化学2已介绍了共价键的概念，并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上，运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键，以及它们的差别，并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。 在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。在介绍这两个理论时要求比较低，文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。 在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性外，对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识，如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性；根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响；根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响；根据极性分子与非非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等；对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用 第一节共价键 第一课时 教学目标： 1、复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2、知道共价键的主要类型δ键和π键。 3、说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 教学重点、难点： 价层电子对互斥模型 教学过程： [复习引入] NaCl、HCl的形成过程 限时练共价键 A级 1．下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是() A．H2B．HCl C．Cl2D．N2 2．对σ键的认识不正确的是() A．σ键不属于共价键，是另一种化学键 B．s-s σ键与s-p σ键的对称性相同 C．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键 D．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同 3．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 4．下列说法中正确的是() A．双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定 B．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定 C．双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定 D．在双键中，σ键的键能要小于π键 5．根据等电子原理，下列分子或离子与NO－3有相似结构的是() ①SO3②BF3③CH4④NO2 ~ A．①②B．②③ C．③④D．②④ 6．根据下表中所列的键能数据，判断下列分子中最不稳定的是() 化学键H—H H—Cl H—Br Br—Br 键能/(kJ·mol－1)，366 C．H2D．Br2 7．下列各组物质化学性质不相似的是() A．HF和H2O B．NH3和PH3 C．CO和N2D．H3O＋和NH3 8．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．两个原子之间形成共价键时，可形成多个σ键 9．(1)如图，写出下列价键的名称，并各举一例说明含有这种价键类型的物质。 最新版高二化学选修3共价键测试题（提高篇） 学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________ 一、单选题（每题3分，共48分） 1、根据陈述的知识，类推得出的结论正确的是（） A. 钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O2，则锂在空气中燃烧生成的氧化物是Li2O2 B. NH3和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 C. CO2和SiO2化学式相似，则CO2与SiO2的物理性质也相似 D. 第二周期元素氢化物稳定性顺序是HF＞H2O＞NH3；则第三周期元素氢化物稳定性顺序也是HCl＞H2S＞PH3 2、氰气的分子式为(CN)2，结构式为N≡C-C≡N，性质与卤素相似。下列正确的是（） A. 不能和氢氧化钠溶液发生反应 B. 分子中N≡C键的键长大于C-C键的键长 C. 该分子与H2O2分子的空间构型类似 D. 分子中原子的最外层均满足8电子结构 3、根据等电子原理，等电子体之间结构相似．物理性质也相近。以下各组粒子不能互称为等电子体的是( ) A. CO和N2 B. O3和SO2 C. CO2和N2O D. N2H4和C2H4 4、下列事实不能用键能的大小来解释的是( ) A. 氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B. 稀有气体一般难发生反应 C. HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D. F2比O2更容易与H2反应 5、CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是( ) A. 它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化 B. CH与NH3、H3O＋互为等电子体，立体构型均为正四面体形 C. CH中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面 D. CH与OH－形成的化合物中含有离子键 6、下列各选项所述的两个量，前者一定大于后者的是( ) ①Al原子和N原子的未成对电子数②Ag＋、Cu2＋与NH3形成配合物时的配位数③H—F 的键能与H—I的键能④F元素和O元素的电负性⑤N和O元素的第一电离能 A. ①④⑤ B. ②④ C. ②④⑤ D. ③④⑤ 7、下列关于丙烯（CH3—CH =CH2）的说法正确的（） A. 丙烯分子有7个δ键，1个π键 B. 丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化 C. 丙烯分子存在非极性键 D. 丙烯分子中3个碳原子在同一直线上 8、根据等电子原理判断，下列说法中错误的是（） A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上 B．B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应 高中化学选修3知识点全部归纳（物质的结构与性质 第一章原子结构与性质. 一、认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 1.电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式. ①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。 ②根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。 3.元素电离能和元素电负性 第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。 (1).原子核外电子排布的周期性. 随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化:每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化. (2).元素第一电离能的周期性变化. 随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化: ★同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小； ★同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势. 说明： ①同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第ⅡA 族、第ⅤA 族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。Be、N、Mg、 限时练共价键 A级 1.下列分子中得σ键就是由一个原子得s轨道与另一个原子得p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成得就是( ) A.H2 B.HCl C.Cl2 D.N2 2.对σ键得认识不正确得就是( ) A.σ键不属于共价键,就是另一种化学键 B.s-s σ键与s-p σ键得对称性相同 C.分子中含有共价键,则至少含有一个σ键 D.含有π键得化合物与只含σ键得化合物得化学性质不同 3.下列物质得分子中既有σ键,又有π键得就是( ) ①HCl ②H2O ③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2 A.①②③ B.③④⑤⑥ C.①③⑥ D.③⑤⑥ 4.下列说法中正确得就是( ) A.双原子分子中化学键键能越大,分子越稳定 B.双原子分子中化学键键长越长,分子越稳定 C.双原子分子中化学键键角越大,分子越稳定 D.在双键中,σ键得键能要小于π键 5.根据等电子原理,下列分子或离子与NO－3有相似结构得就是( ) ①SO3②BF3③CH4④NO2 A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 6.根据下表中所列得键能数据,判断下列分子中最不稳定得就是( ) 化学键H—H H—Cl H—Br Br—Br 键能/(kJ·mol－1) 436、0 431、8 366 193、7 A、HCl B.HBr C.H2 D.Br2 7.下列各组物质化学性质不相似得就是( ) A.HF与H2O B.NH3与PH3 C.CO与N2 D.H3O＋与NH3 8.下列说法正确得就是( ) A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键得饱与性 B.H3O＋离子得存在,说明共价键不应有饱与性 C.所有共价键都有方向性 D.两个原子之间形成共价键时,可形成多个σ键 9.(1)如图,写出下列价键得名称,并各举一例说明含有这种价键类型得物质。 ①②③④⑤ 化学键类型 举例 高中化学选修 3 知识点全部归纳（物质的结构与性质） 第一章 原子结构与性质 . 一、认识原子核外电子运动状态， 了解电子云、电子层 （能层） 、原子轨道（能级）的含义 . 1. 电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云 图. 离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子 云密度越小 . 电子层 （能层）： 根据电子的能量差异和主要运动区域的不同， 核外电子分别处于不同的电 子层 . 原子由里向外对应的电子层符号分别为 K 、L 、 M 、 N 、 O 、 P 、 Q. 原子轨道（能级即亚层）： 处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道 上运动，分别用 s 、 p 、 d 、f 表示不同形状的轨道， s 轨道呈球形、 p 轨道呈纺锤形， d 轨道 和 f 轨道较复杂 . 各轨道的伸展方向个数依次为 2.( 构造原理） 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理， 外电子的排布 . 1、 3、 5、7. 能用电子排布式表示 1～ 36 号元素原子核 (1). 原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道 ( 亚层 ) 和自旋方向来进行描述 . 在含 有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子 . (2). 原子核外电子排布原理 . ①. 能量最低原理 : 电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道 . ②. 泡利不相容原理 : 每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子 . ③. 洪特规则 : 在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同 . 6 10 14 3 5 7 p 、 d 、 f ）、半充满（ p 、d 、 f ）、全空时 0、 洪特规则的特例 : 在等价轨道的全充满（ (p 0 0 5 1 10 1 d 、f ) 的状态，具有较低的能量和较大的稳定性 . 如 24Cr [Ar]3d 4s 、 29Cu [Ar]3d 4s . (3). 掌握能级交错图和 1-36 号元素的核外电子排布式 . ①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。 ②根据构造原理， 可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示， 由下而上表示七个能 级组， 其能量依次升高； 在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排 布按能量由低到高的顺序依次排布。 3. 元素电离能和元素电负性 第一电离能： 气态电中性基态原子失去 1 个电子， 转化为气态基态正离子所需要的能量叫做 kJ/mol 。 第一电离能。常用符号 I 1 表示，单位为 (1). 原子核外电子排布的周期性 . 随着原子序数的增加 , 元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化 : 每隔一定数目的元素， 元 1 2 6 素原子的外围电子排布重复出现从 ns 到 . ns np 的周期性变化 . (2). 元素第一电离能的周期性变化 随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化 : 稀有气体的第一电离能最大， ★同周期从左到右， 第一电离能最小； 第一电离能有逐渐增大的趋势， 碱金属的 高中化学选修三《共价键》试卷 考查点一 共价键的特征及表示方法 1.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 答案 B 2.下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是 （ ）。 A.H ＋[··O ····—O ······]2－H ＋ B.H ＋[··F ······]－ C.N ··HHH D.H ··O ···· ,H ·· 答案 D 考查点二 σ键、π键 3.下列有关σ键和π键的说法正确的是 （ ）。 A.单键既有σ键也有π键 B.所有的π键都容易打开 C.σ键可沿键轴自由旋转而不影响键的强度 D.π键比σ键重叠程度大，形成的共价键强 解析 单键中只存在σ键，A 项错误；N ≡N 很稳定，其分子中的π键不易 打开，B 项错误；σ键的特征便是轴对称，C 项正确；σ键重叠程度比π键 大，D 项错误。 答案 C 4.下列说法正确的是 （ ）。 A.π键是由两个p 电子“头碰头”重叠形成的 B.σ键是镜像对称，而π键是轴对称 C.乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含有σ键和π键 D.H 2分子中含σ键而Cl 2分子中除σ键外还含有π键 解析 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键是镜像对称； 分子中所有的单键都是σ键，双键及三键中均含有σ键和π键。 答案 C 5.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是（）。 ①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2 A.①②③ B.③④⑤⑥ C.①③⑥ D.③⑤⑥ 解析含双键、三键的物质中既有σ键又有π键。 答案 D 考查点三键参数 6.下列说法中错误的是（）。 A.原子间通过共用电子对形成的化学键叫共价键 B.对双原子分子来说，键能越大，断开时需要的能量越多，该化学键越不牢 固 C.一般而言，化学键的键长越短，化学键越强，键越牢固 D.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 解析键能越大，断开时需要的能量越多，该化学键越牢固。键长越短，化学键越牢固。 答案 B 7.下列事实能够用键能的大小作为主要依据来解释的是（）。 A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态 B.硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸 C.稀有气体一般难以发生化学反应 D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定 解析通过共价键形成的分子，其物质聚集的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关； 稀有气体是单原子分子，无化学键，难以发生化学反应的原因是它们的价电子层已形成稳定结构；氮气比氧气稳定是由于N2中共价键的键能（946 （109）§2.1.2 共价键 【教学目标】 1．知识与技能：认识键能、键长、键角等键参数的概念。能用键参数―键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用。 2．过程与方法：通过模型、动画培养学生抽象思维能力，使学生掌握透过现象看本质的认识事物的方法。 3．情感、态度、价值观：体验科学研究的艰辛和成功的喜悦 【预习任务】精读教材P30——P32页回答以下内容： 二． 1.理解并记住，键能、键长、键角等键参数的概念。 ⑴键能： ⑵键长： ⑶键角： 2．记住键能、键长、键角与分子中化学健的稳定性及分子的空间结构的关系。 ⑴键能和键长对共价键稳定性的影响： ⑵键角决定了分子空间构型，表明。 三．1．理解等电子原理，并熟知几种常见的等电子体 如：二原子10电子的等电子体—— 三原子16电子的等电子体—— 三原子18电子的等电子体—— 2．等电子原理的应用：等电子体具有相似的化学键特征和空间构型，许多性质是相似的，所以可以利用等电子体来预测分子的化学键类型、空间构型和性质。 如：CO和N2是等电子体，二者的化学键类型和空间构型相似，所以1个CO分子中含有1个σ键，2个π键。 3．完成教材P32 [思考与交流] 【自主检测】 1．下列说法中正确的是 A．分子中键能越大，键越长，则分子越稳定 B．失电子难的原子获得电子的能力一定强 C．在化学反应中，某元素由化合态变为游离态，该元素被还原 D．电子层结构相同的不同离子，其半径随核电荷数增多而减小 2．能用键能大小来解释的是 A．N2的化学性质比O2更稳定B．非金属元素最低价气态氢化物稳定性 C．稀有气体一般难发生化学反应D．通常情况下，Br2呈液态，碘呈固态 3．教材P34页，3、4、5题。 正确判断非极性键和极性键； 构。 NaCl、HCl的形成过程 【学习过程】： 一、共价键： (一)定义：原子通过而形成的化学键称为共价键； (二)共价键的形成及本质： 1、共价键的本质是； 2、形成规律：通常，电负性或的非金属元素的原子形成的化 学键为共价键。 3、表示方法：电子式：是指在符号周围用小点(或×)来描述分子中原子__ __ _ 以及原子中________________________的情况的式子。 (三)共价键分类 1、按共用电子对的数目分类：、、 2、按共用电子对是否偏移分类：、 3、按轨道重叠方式不同可分为键、键。 (1)δ键：（以“头碰头”重叠形式）人们把原子轨道以导致 而形成的共价键称为σ键。 例：H HCL、CL2的形成 2 、 归纳δ键： a、特征： b、种类： (2)π键：人们把原子轨道以导致而形成的共价键称为π键。 π键特征 (3)δ键和π键比较 ①重叠方式 δ键：π键：②δ键比π键的强度 ③成键电子：δ键π键 ④δ键形成π键形成（双键中含有 和，叁键中含有） ⑤在由两个原子形成的多个共价键中，只能有一个键，而键可以是一个或多个。 【预习检测】、分析下列化学式中划有横线的元素，选出符合要求的物质， 填空A、NH 3 B、H 2 O C、HCl D、CH 4 E、C 2 H 6 F、N 2 （1）所有的电子都参与形成共价键的是（2）只有一个价电子参与形成共价键的是（3）最外层有未参与成键电子对的是（4）既有σ键又有π键的是 【课堂探究】 1、判断下列物质中的化学键类型：H 2 N 2 HCl H 2 O NH 3 AlCl 从组成元素、元素的电负性角度回答共价键的形成条件： 2、以H 2 为例分析原子在形成共价键前后的能量变化。从能量的角度分析共价键的形成条件 2.1.2w高中化学选修三第二章共价键练习题 2.1.2 1．根据π键的成键特征判断C==C双键键能是C—C单键键能的() A．2倍B．大于2倍 C．小于2倍D．无法确定 2．下列单质分子中，键长最长，键能最小的是() A．H2B．Cl2 C．Br2D．I2 3．下列说法中正确的是() A．难失去电子的原子，获得电子的能力一定强 B．易得到电子的原子所形成的简单阴离子，其还原性一定强 C．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定 D．电子层结构相同的简单离子，核电荷数越多，离子半径越小 4．下列事实不能用键能的大小来解释的是() A．N元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定 B．稀有气体一般难发生反应 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D．F2比O2更容易与H2反应 5．已知通常分子中所含的键能越大，分子越稳定。参考下表中化学键的键能数据，判断下列分子中，受热时最不稳定的是导学号 09440244() 化学键H—H H—Cl H—Br H—I 键能kJ·mol－1436.0 431.8 366 298.7 A.氢气 6．在白磷(P4)分子中，4个P原子分别处在正四面体的四个顶点，结合有关P原子的成键特点，下列有关白磷的说法正确的是() A．白磷分子的键角为109°28′B．分子中共有4对共用电子对 C．白磷分子的键角为60°D．分子中有6对孤电子对 7．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－a kJ·mol－1 已知： (a、b、c均大于零)。 下列说法正确的是() A．H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键 B．断开2 mol HI分子中的化学键所需能量约为(c＋b＋a)kJ C．相同条件下，1 mol H2(g)和1 mol I2(g)总能量小于2 mol HI(g)的总能量 第1节共价键模型 （第1课时） 【学习目标】 1、知识与技能目标 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；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；正确判断非极性键和极性键；初步了解键能、键长、键角的概念，能根据其数据认识共价键的强弱。 2、过程与方法目标 （１）通过学生对离子键和共价键的认识与理解，培养学生的抽象思维能力；通过电子式的书写，培养学生的归纳比较能力。 （2）在学习过程中，激发学生的学习兴趣和求知欲。 （3）培养学生从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法。 3、情感态度·价值观目标 （１）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。（2）通过观察模拟微观结构的三维动画，增强空间想象能力。 【学习重点】： 掌握共价键的形成，并能较为熟练地用电子式表示简单共价分子的形成过程。【学习难点】： １、较复杂的物质电子式和结构式分析。 ２、从微观的角度和三维空间上想象物质的结构。 【学法指导】小组讨论、课前预习、习题练习、 【知识链接】 NaCl、HCl的形成过程 【学习过程】： 一、共价键： (一)定义：原子通过而形成的化学键称为共价键； (二)共价键的形成及本质： 1、共价键的本质是； 2、形成规律：通常，电负性或的非金属元素的原子形成的化学键为共价键。 3、表示方法：电子式：是指在符号周围用小点(或×)来描述分子中原子__ __ _ 以及原子中________________________的情况的式子。 (三)共价键分类 1、按共用电子对的数目分类：、、 2、按共用电子对是否偏移分类：、 3、按轨道重叠方式不同可分为键、键。 (1)δ键：（以“头碰头”重叠形式）人们把原子轨道以导致而形成的共价键称为σ键。 例：H2 、HCL、CL2的形成 归纳δ键： a、特征： b、种类： (2)π键：人们把原子轨道以导致而形成的共价键称为π键。 分子结构与性质 一、共价键 1.本质：原子间形成共用电子对分类 {非极性共价键：两个相同的非金属元素的原子间形成的共价键 极性共价键：两个不相同的非金属元素的原子间形成的共价键 思考：用电子式表示H2、HCl的形成 共价键特征： ①饱和性：每个原子形成共价键的数目是确定的 ②方向性：原子轨道沿一定方向重叠使成键的原子轨道最大程度地重叠 2.σ键和π键 ①σ键--原子轨道沿着连线方向以“头碰头”方式重叠形成的共价键特点：以形成化学键的两个原子核的连线为轴旋转，σ键电子云的图形不变 电子云描述氢原子形成氢分子的过程（s-s σ键） ②π键--原子轨道沿着连线方向以“肩并肩”方式重叠形成的共价键特点：（1）电子云为镜像，即是每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两个原子核构成的平面的两侧（2）不稳定,容易断裂 p-p π键的形成 键型特点成键方向电子云形状牢固程度 σ键 沿轴方向“头碰头” 轴对称强度大，不易断裂 共价单键全是σ键 成键判断规律 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 π键 平行方向“肩并肩” 镜像对称强度较小，易断裂 N2分子中的N≡N 思考：分析CH3CH3、CH2=CH2、CH≡CH、CO2分子中键的类别和个数 3.键参数--键能、键长与键角 ①键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，化学键越稳定 应用--计算化学反应的反应热ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和②键长：形成共价键的两个原子之间的核间距键长是衡量共价稳定性的另一个参数 规律：键长越短，一般键能越大，共价键越稳定 一般地，形成的共价键的键能越大，键长越短，共价键越稳定，含有该键的分子越稳定，化学性质越稳定 ③键角：两个共价键之间的夹角 键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关思考：N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强，从键能的角度如何理解 4.等电子原理 等电子体：原子总数相同、价电子（最外层电子）总数相同的分子如N2和CO是等电子体，但N2和C2H4不是等电子体 等电子体原理：原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的物理性质是相近的。例如N2和CO的熔沸点、溶解性、分子解离能等都非常接近 5.用质谱测定分子的结构 原理：不同质核比的粒子在磁场中运动轨迹不同 eg：1.下列物质中能证明某化合物中一定有离子键的是（） A.可溶于水 B.熔点较高 C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电 2.下列关于化学键的叙述中，正确的是（）A.离子化合物可以含共价键B.共价化合物可能含离子键C.离子化合物中只含离子键 D.只有活泼金属与活泼非金属间才能形成离子键 3.能够用键能解释的是（）A.氮气的化学性质比氧气稳定高中化学选修3知识点总结
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