下载文档原格式
第一节共价键—————————————————————————————————————[课标要求]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、键角等说明简洁分子的某些性质。
1．σ键的特征是轴对称，键的强度较大；π键的特征为镜像对称，一般不如σ键坚固，比较简洁断裂。
2．共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键，一个π键；共价三键中有一个σ键和两个π键。
3．键长越短，键能越大，共价键越坚固，含有该共价键的分子越稳定，键角打算分子的空间构型，共价键具有方向性和饱和性。
4．原子总数相同，价电子总数相同的等电子体，具有相像的化学键特征和相近的化学性质。
共价键1．本质和特征(1)本质：原子之间形成共用电子对。
(2)特征：饱和性——打算分子的组成；方向性——打算分子的立体构型。
2．类型(按成键原子轨道的重叠方式分类)(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s-p型p-p型特征①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；②σ键的强度较大(2)π键形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成p-p型特征①π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，分别位于由原子核构成平面的两侧，假如以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像；②π键不能旋转；一般不如σ键坚固，较易断裂现有①N2②CO2③CH2Cl2④C2H4四种分子(1)只存在σ键的分子有哪些？(2)同时存在σ键和π键的分子有哪些？(3)σ键和π键的数目之比为1∶1的是哪种分子？提示：(1)③(2)①②④(3)②分子中σ键和π键的推断方法(1)依据成键原子的价电子数来推断能形成几个共用电子对。
假如只有一个共用电子对，则该共价键肯定是σ键；假如形成多个共用电子对，则先形成1个σ键，另外的原子轨道形成π键。
(2)一般规律：共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键中有一个σ键，另两个是π键。
第一节共价键第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ss σ键的形成s-p型H—Cl的sp σ键的形成类型p-p型Cl—Cl的pp 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pp π键pp 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。
化学选修3《第二章分子结构与性质》知识点总结一．共价键1．共价键的本质及特征共价键的本质是在原子之间形成共用电子对，其特征是具有饱和性和方向性。
2．共价键的类型①按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键、三键。
②按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。
③按原子轨道的重叠方式分为σ键和π键，前者的电子云具有轴对称性，后者电子云具有镜像对称性。
3．键参数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，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，共价键越稳定。
③键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。
④键参数对分子性质的影响键长越短，键能越大，分子越稳定．4．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，它们的许多性质相近。
如CO和N2、CO2和N2O。
二．分子的立体构型1．分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。
杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间形状不同。
2．分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤对电子。
(1)当中心原子无孤对电子时，两者的构型一致；(2)当中心原子有孤对电子时，两者的构型不一致。
3．配位化合物（1）配位键与极性键、非极性键的比较（2）配位化合物①定义：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。
②组成：如[Ag(NH3)2]OH，中心离子为Ag＋，配体为NH3，配位数为2。
三．分子的性质1．分子间作用力的比较2．分子的极性(1)极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子。
(2)非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。
3．溶解性(1)“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂．若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。
共价键的键参数一、什么是共价键共价键是指两个非金属原子间的电子对共享形成的键。
在共价键中，原子通过共享其外层电子以实现更稳定的电子构型。
共价键的形成使得原子能够在化学反应中共享电子，从而形成化学键。
二、共价键的特点共价键具有以下几个特点：1.电子共享：共价键是通过原子间的电子共享来形成的。
原子之间的电子对被共享，每个共价键共享两个电子。
这种共享使得原子能够达到更稳定的电子构型。
2.方向性：共价键具有方向性，即它们的形成会导致化学键在空间中有一个特定的方向。
这种方向性对于分子的构型和性质具有重要影响。
3.强度：共价键的强度取决于原子之间的电负性差异。
电负性差异越大，共价键的键能越强。
三、键参数对共价键的影响共价键的键能和键长是描述共价键强度和长度的两个主要参数。
键能决定了键的强度，而键长则反映了两个原子之间的距离。
1. 键能键能取决于两个原子之间的电负性差异。
电负性是指原子吸引和保持与之结合的电子的能力。
当两个原子之间的电负性差异越大时，共价键的键能越高。
键能越高意味着共价键越强，化学键的断裂能量也越大。
2. 键长键长取决于原子的大小和键的强度。
当原子间的键强度增加时，键长会缩短。
这是因为更强的键需要更紧密地将两个原子靠在一起，使得它们之间的距离更短。
四、键参数的实际应用键参数在化学领域有广泛的应用，可以用于解释和预测化学反应和分子性质。
以下是几个实际应用的例子：1. 化学键的强度和稳定性通过测量共价键的键能，可以比较不同键的强度和稳定性。
这对于预测和了解分子的性质和反应过程非常重要。
例如，高键能的化学键通常比低键能的化学键更难断裂，因此对于高键能的化合物来说，它们的反应性可能较低。
2. 预测化学反应通过比较反应物和生成物之间的键能变化，可以预测化学反应的进行与不进行。
如果反应中形成的键的键能比反应物中断裂的键的键能更高，那么反应有可能是自发的。
这种预测有助于理解和设计化学反应。
3. 分子构型预测共价键的方向性和键长可以用于预测分子的构型。
第一章有机化合物的结构特点与研究方法第一节有机化合物的结构特点............................................................................................ - 1 - 第1课时有机化合物的分类方法.............................................................................. - 1 -第2课时有机化合物中的共价键和同分异构现象.................................................. - 5 - 第二节研究有机化合物的一般方法.................................................................................... - 8 - 第1课时有机物的分离、提纯和确定实验式.......................................................... - 8 -第2课时有机物分子式与分子结构的确定............................................................ - 12 - 章末总结 ............................................................................................................................... - 15 -第一节有机化合物的结构特点第1课时有机化合物的分类方法一、依据碳骨架分类1．脂肪烃一般包括烷烃、烯烃和炔烃。
2．环状化合物这类有机化合物分子中含有由碳原子构成的环状结构。
(1)脂环化合物：分子中含有碳环(非苯环)的化合物。
第2课时共价键的键参数学业要求素养对接知道键能、键长、键角等键参数的概念，能用键参数说明简单分子的某些性质。
微观探析：用键参数说明简单分子的某些性质。
[知识梳理]1. 键参数概念和特点概念特点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，键越稳定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，键越稳定键角分子内两个共价键之间的夹角表明共价键有方向性，决定分子的立体结构2. 键参数对物质性质的影响【自主思考】1.试从键长和键能的角度分析卤素氢化物稳定性逐渐减弱的原因。
提示卤素原子从F到I原子半径逐渐增大，分别与H原子形成共价键时，按H—F、H—Cl、H—Br、H—I，键长逐渐增长，键能逐渐减小，故分子的稳定性逐渐减弱。
2.是否原子半径越小、键长越短，键能越大，分子就越稳定？提示不一定，电负性大的双原子分子，键长较短的键能不一定大。
如F2中氟原子的半径很小，因此键长比较短，而两个氟原子形成共价键时，核间距离很小，排斥力很大，即其键能不大，因此F2的稳定性差。
[自我检测]1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。
(1)键长越短，键能一定越大。
()(2)等电子体并不都是电中性的。
()(3)双原子分子中化学键键能越大，分子越牢固。
()(4)双原子分子中化学键键长越长，分子越牢固。
()(5)双原子分子中化学键键角越大，分子越牢固。
()(6)同一分子中，σ键与π键的原子轨道重叠程度一样多，只是重叠的方向不同。
()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×2.关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是()A.键角是描述分子立体结构的重要参数B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C.键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D.键角的大小与键能的大小无关解析键长越短，键能越大，共价键越稳定。
答案 C3.HBr气体的热分解温度比HI气体的热分解温度高的原因是()A.HBr分子中的键长比HI分子中的键长短，键能大B.HBr分子中的键长比HI分子中的键长长，键能小C.HBr的相对分子质量比HI的相对分子质量小D.HBr分子间作用力比HI分子间作用力大解析HBr和HI均是共价化合物，含有共价键。
由于HBr分子中的键长比HI分子中的键长短，键能大，破坏共价键消耗的能量多，所以HBr气体的热分解温度比HI气体的热分解温度高。
答案 A学习任务共价键参数与分子的性质【合作交流】键能与键长是衡量共价键稳定性的参数，键长和键角是描述分子立体构型的参数。
一般来说，如果知道分子中的键长和键角，这个分子的几何构型就确定了。
如NH3分子的H—N—H键角是107°，N—H的键长是101 pm，就可以断定NH3分子是三角锥形分子，如图1.根据元素周期律可知NH3的稳定性强于PH3，你能利用键参数加以解释吗？提示键长：N—H＜P—H，键能：N—H＞P—H，因此NH3更稳定。
2.N2、O2、F2与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？提示由教材表2－1中键能的数值可知：H—F>H—O>H—N，而键长：H—F＜H—O＜H—N，说明分子的稳定性：HF＞H2O＞NH3，所以N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强。
3.一般来说，键长越短，键能越大。
但为什么F—F键键长短，键能小？提示氟原子的半径很小，因此其键长短，而由于键长短，两个氟原子形成共价键时，原子核之间的距离很近，排斥力很大，因此键能不大，F2的稳定性差，很容易与其他物质反应。
【点拨提升】1.共价键参数的应用(1)键能的应用①表示共价键的强弱键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。
②判断分子的稳定性结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。
③判断化学反应的能量变化在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH＜0时，为放热反应；ΔH＞0时，为吸热反应。
(2)键长的应用①一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。
②键长的比较方法a.根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。
b.根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。
(3)键角的应用①键长和键角决定分子的空间构型②常见分子的键角与分子空间构型化学式结构式键角空间构型CO2180°直线形NH3107°三角锥形H2O 105°V形BF3120°平面三角形CH4109°28′正四面体形2.共价键强弱的判断(1)由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，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。
(2)由键能判断：共价键的键能越大，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。
(3)由键长判断：共价键的键长越短，共价键越牢固，破坏共价键消耗的能量越多。
(4)由电负性判断：元素的电负性越大，该元素的原子对共用电子对的吸引力越大，形成的共价键越稳定。
特别提醒由分子构成的物质，其熔、沸点与共价键的键能和键长无关。
而分子的稳定性，由键长和键能共同决定。
【例1】下列说法不正确的是()A.键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂B.成键的两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定C.破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量D.键能、键长只能定性地分析化学键的强弱解析键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越牢固，性质越稳定，故A 错误；B、C、D均正确。
答案 A(1)通过键长、键角可以判断分子的几何构型及多原子分子的极性，一般呈中心对称的分子为非极性分子。
(2)键长不是成键两原子半径的和，而是小于其半径和。
【变式训练】1.三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形，下列关于三氯化磷分子空间构型理由的叙述，正确的是()A.PCl3分子中P—Cl三个共价键的键长、键角都相等B.PCl3分子中P—Cl三个共价键键能、键角均相等C.PCl3分子中的P—Cl键属于极性共价键D.PCl3分子中P—Cl键的三个键角都是100.1 °，键长相等解析PCl3分子是由P—Cl极性键构成的极性分子，其结构类似于NH3。
答案 D2.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是()A.键能：C—N＜C===N＜C≡NB.键长：I—I＞Br—Br＞Cl—ClC.分子中的键角：H2O＞CO2D.相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＞π键解析C、N原子间形成的化学键，三键键能最大，单键键能最小，A正确；原子半径：I＞Br＞Cl，则键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl，B正确；H2O分子中键角是105°，CO2分子中键角是180°，C错误；相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大，D正确。
答案 C3.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.稀有气体一般难发生化学反应D.空气中氮气的化学性质比氧气稳定解析共价分子构成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N2分子中共价键的键能(946 kJ·mol－1)比O2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。
答案 D4.能说明BF3分子中四个原子在同一平面的理由是()A.任意两个键的夹角为120°B.B—F键是非极性共价键C.三个B—F键的键能相同D.三个B—F键的键长相等解析本题考查共价键键参数的运用。
当键角为120°时，BF3的空间构型为平面三角形，故分子中四个原子共面。
答案 A分层训练基础练1.下列说法正确的是()A.分子的结构是由键角决定的B.共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X===F、Cl、Br、I)键的键长、键角均相等D.H2O分子中两个O—H键的键角为180°解析分子的结构是由键参数——键角、键长决定的，A项错误；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X(X===F、Cl、Br、I)键的键长不相等，C项错误；H2O 分子中两个O—H键的键角为105°，D项错误。
答案 B2.根据π键的成键特征判断C===C的键能与C—C键能的数量关系()A.双键的键能等于单键的键能的2倍B.双键的键能大于单键的键能的2倍C.双键的键能小于单键的键能的2倍D.无法确定解析由于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。
答案 C3.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.HF比H2O稳定解析由于N2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N2的化学性质很稳定；稀有气体都为单原子分子，没有化学键；卤族元素从F到I，原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI；由于H—F键的键能大于H—O键，所以稳定性HF ＞H2O。
答案 B4.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是()A.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小D.分子中共价键的键能越大，分子的熔、沸点越高解析三者的键角分别为109°28′、120°、180°，依次增大，A选项正确。
因为F、Cl、Br的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键长依次增长，B选项正确。
O、S、Se的原子半径依次增大，故与H形成共价键的键长依次增长，键能依次减小，C选项正确。
分子的熔、沸点与分子间作用力有关，与共价键的键能无关，D 选项错误。
答案 D5.下列有关性质的比较中，正确的是()A.微粒半径：O2－＜F－＜Na＋＜Li＋B.第一电离能：He＜Ne＜ArC.分子中的键角：CH4＞H2O＞CO2D.共价键的键能：C—C＜C===C＜C≡C解析Li＋的电子层数最少，所以离子半径最小，其余三种离子的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以O2－＞F－＞Na＋＞Li＋，A错误；稀有气体元素的第一电离能随电子层数的增多而减小，所以He＞Ne＞Ar，B错误；甲烷分子为正四面体形，键角是109°28′，水为V形分子，键角是105°，二氧化碳为直线形分子，键角为180°，所以二氧化碳分子中的键角最大，C错误；键长：C—C＞C===C ＞C≡C，所以键能：C—C＜C===C＜C≡C，D正确。
