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第5课共价键1．认识共价键的特征。
2．了解共价键的形成。
3．学会σ键和π键的判断。
1.共价键定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。
2.共价键本质：是在原子之间形成共用电子对。
共价键形成的原因是成键原子相互接近，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。
3.共价键特征特征概念作用存在情况饱和性每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的饱和性决定了分子的组成。
所有的共价键都具有饱和性方向性在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，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方向性决定了分子的空间结构。
并不是所有共价键都具有方向性：通常电负性相同或差值较小的非金属元素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.共价键表示方法(1)用“-”表示原子间一对共用电子所形成的共价键，如H-H(2)用“=”表示原子间两对共用电子所形成的共价键，如C=C(3)用“≡”表示原子间三对共用电子所形成的共价键，如C≡C6.共价键的分类σ键π键成键示意图(常见类型)原子轨道重叠方式“头碰头”重叠“肩并肩”重叠对称类型轴对称，因此，通过σ键连接的原子绕键轴旋转而不会破坏化学键。
镜面对称，因此，以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键原子轨道重叠程度大小键的强度轨道重叠程度大，键的强度较大，键越牢固轨道重叠程度较小，键比较容易断裂，不如σ键牢固活泼性不活泼活泼成键规律共价单键都是σ键；共价双键中一个键是σ键，另一个键是π键；共价三键中一个键是σ键，另外两个键是π键旋转情况以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏σ键的结构以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键的结构存在情况能单独存在，可存在于任何含共价键的分子或离子中不能单独存在，必须与σ键共存，可存在于共价双键和共价三键中联系只有在形成σ键后，余下的p轨道才能形成π键实例CH4、OH-N≡N中既含有σ键，又含有π键键牢固，但并不是所有分子中的键牢固（例如：2②并不是所有的分子都含有σ键，如稀有气体分子。
知识点一：一、共价键1．共价键的概念和特征原子间通过 所形成的相互作用。
微点拨【答案】共用电子对2．共价键的类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类) (1)σ键形成 由成键原子的s 轨道或p 轨道“头碰头”重叠形成类型s-s 型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。
知识精讲考点导航第05讲 共价键s-p型p-p型特征以形成化学键的两原子核的为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形，这种特征称为(2)π键形成由两个原子的p轨道“”重叠形成pp π键特征π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，它们互为，这种特征称为；π键旋转；不如σ键，较易(3)判断σ键、π键的一般规律共价单键为键；共价双键中有一个键，另一个是键；共价三键由一个键和两个键构成。
【答案】连线不变轴对称肩并肩镜像镜面对称不能牢固断裂σ σ π σ π【即学即练1】1．下列关于σ 键和π键的说法不正确的是A．σ 键能单独形成，π键不能单独形成B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转C．双键中一定有一个σ 键，一个π键，三键中一定有一个σ 键，两个π键D．CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同【答案】D【解析】A．分子中可只含σ键，但含π键时一定含σ键，则σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成，A正确；B．σ键为球对称，π键为镜面对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，B 正确；C．双键、三键中均只含1个σ键，其余为π键，则碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键，C正确；D．三种分子中分别含C-C、C=C、C≡C键和C-H键，所以σ键也包含C-H键，且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同，D错误；答案选D。
2．下列分子中既含σ键，又含π键的是A ．①B ．②C ．③D ．④【答案】D【解析】A ．水中只含σ键，A 错误； B ．乙醇中只含σ键，B 错误； C ．氨气中只含σ键，C 错误；D ．乙醛中含醛基，存在碳氧双键，既含σ键，又含π键的，D 正确； 故选D 。
3．下列物质中含有非极性共价键的是 A ．2CO B ．2FC ．2MgClD ．HClO【答案】B【解析】A ．2CO 中碳原子和氧原子之间存在极性共价键，A 不选； B ．2F 中只有F-F 非极性键，B 选；C ．2MgCl 中只存在镁离子和氯离子之间的离子键，C 不选；D ．HClO 中只存在极性共价键，D 不选； 故选：B 。
知识点二：二、键参数——键能、键长与键角 1．键能(1)键能是指 中 1 mol 化学键解离成 所吸收的能量。
键能的单位是 。
键能通常是 条件下的标准值。
例如，H —H 的键能为436.0 kJ·mol —1。
【答案】气态分子 气态原子 kJ·mol －1298.15 K 、101 kPa(2)下表中是H —X 的键能数据共价键 H —F H —Cl H —Br H —I 键能/(kJ·mol －1)568431.8366298.7①若使2 mol H—Cl断裂为气态原子，则发生的能量变化是。
②表中共价键最难断裂的是，最易断裂的是。
③由表中键能数据大小说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI的键能依次，说明四种分子的稳定性依次，即HF分子最稳定，最分解，HI分子最不稳定，最分解。
【答案】吸收863.6_kJ的能量H—F H—I 减小减弱难易2．键长(1)键长是构成化学键的两个原子的，因此决定化学键的键长，越小，共价键的键长越短。
(2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越，表明共价键越。
(3)下列三种分子中：①H2、②Cl2、③Br2，共价键的键长最长的是(填序号，下同)，键能最大的是。
【答案】核间距原子半径大稳定③ ①3．键角(1)键角是指。
在多原子分子中的键角是一定的，这表明共价键具有性。
键角是描述分子的重要参数。
(2)根据空间结构填写下列分子的键角：分子空间结构键角实例正四面体形CH4、CCl4平面形苯、乙烯、BF3三角锥形NH3V形(或角形) H2O直线形CO2、CS2、CH≡CH【答案】在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角方向空间结构109°28′ 120°107°105°180°【即学即练2】1．现代无机化学对硫一氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。
如图是已经合成的最著名的硫一氮化合物的分子结构。
下列说法正确的是A ．该物质的分子式为SNB ．该物质的分子中既含有极性键又含有非极性键C ．分子中所有共价键的键长一定相等D ．该物质与化合物22S N 互为同素异形体 【答案】B【解析】A ．由题图知该物质的分子式为44S N ，故A 错误；B ．非极性键由同种元素的原子间形成、极性键通常由不同种元素的原子间形成，由图可知，该物质的分子中既有极性键又有非极性键，故B 正确；C ．S 原子半径大于N ，键长：S-S>S-N ，故C 错误；D ．由同种元素形成的不同单质互为同素异形体，22S N 和44S N 都是化合物，故D 错误； 答案选B 。
2．键长是描述共价键的物理量之一，下列各项中的距离属于键长的是 A ．水分子中两个氢原子核之间的距离 B ．氯气分子中两个氯原子核之间的距离 C ．氩气中两个相邻氩原子核间的距离 D ．2CO 分子中两个氧原子核之间的距离 【答案】B【解析】A ．键长是成键原子间的核间距，水分子中两个氢原子不成键，A 错误； B ．氯气分子中两个氯原子间形成共价键，两个氯原子核之间的距离属于键长，B 正确； C ．氩气中两个相邻氩原子不成键，C 错误； D ．2CO 分子中两个氧原子不成键，D 错误； 故答案选B 。
3．能说明3BF 分子中的4个原子在同一平面的理由是 A ．B-F 键之间的夹角为120︒ B ．B-F 键为σ键 C ．3个B-F 键的键能相同 D ．3个B-F 键的键长相等【答案】A【解析】A ．B-F 键之间的夹角为120︒，3个B-F 键的夹角和为360°，能证明BF 3是平面结构，说明BF 3分子的4个原子在同一平面，A 正确；B ．B-F 键为σ键即为共价单键，不能证明BF 3为平面结构，即不能证明BF 3分子的4个原子在同一平面，B 错误；C ．3个B-F 键的键能相同，不能证明BF 3为平面结构，即不能证明BF 3分子的4个原子在同一平面，C 错误；D ．3个B-F 键的键长相等，不能证明BF 3为平面结构，即不能证明BF 3分子的4个原子在同一平面，D 错误； 答案选A 。
4．下列有关共价键的键参数的说法不正确的是 A ．4CH 、24C H 、2CO 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 ．2H O 、2H S 、2H Se 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 【答案】D【解析】A ．三者的键角分别为10928'︒、120︒、180︒，依次增大，A 正确；B ．因为F 、Cl 、Br 的原子半径依次增大，故与H 形成的共价键的键长依次增长，B 正确；C ．O 、S 、Se 的原子半径依次增大，故与H 形成的共价键的键长依次增长，键能依次减小，C 正确；D ．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 错误； 故选D 。
1．为什么两个氢原子形成氢分子，两个氯原子形成氯分子，而不是3个或4个呢？为什么1个氢原子和1个氯原子结合成氯化氢分子，而不是以其他的原子个数比相结合呢？【细剖精析】氢原子和氯原子都有一个未成对电子，从分子的形成过程来看，只有未成对电子才能形成共用电子对，在H 2、HCl 、Cl 2分子中，由两个原子各提供一个未成对电子形成一个共用电子对，因此H 2、HCl 、Cl 2只能由两个原子形成。
2．氮元素和氯元素的电负性相同，二者对应单质的活泼性是否相同？【细剖精析】不同。
N 2中存在N ≡N ，氮氮三键的键能比较大，断开氮氮三键需要较高的能量，故单质的活泼性：N 2<Cl 2。
3．N 2与H 2在常温下很难发生化学反应，必须在高温下才能发生化学反应，而Cl 2与H 2很容易发生化学反应，为什么？【细剖精析】易错精析化学反应包括旧键断裂和新键形成两个过程，N2中存在氮氮三键，N≡N断裂需要很高的能量，而Cl2中的Cl—Cl键断裂需要的能量相对较低，故氯气容易与氢气发生反应。
4．你能比较出HF、HCl、HBr、HI稳定性大小吗？【细剖精析】HF>HCl>HBr>HI。
因原子半径：F<Cl<Br<I，故键长：H—F<H—Cl<H—Br<H—I，键能：H—F>H—Cl> H—Br>H—I，稳定性：HF>HCl>HBr>HI。
5．如何判断原子成键时电子云的重叠方式？【细剖精析】电子云的重叠方式只有两种：“头碰头”和“肩并肩”。
其中以“肩并肩”的方式进行重叠的成键电子常发生在p电子云之间，在形成双键或三键时会出现。
s电子云参与成键时不存在“肩并肩”的方式。
故可从两个方面来判断电子云的重叠方式：其一是成键电子有s电子的，以“头碰头”的方式进行重叠；其二是根据成键数目判断，即有双键或三键时，一定存在“肩并肩”的重叠方式。
6．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？【细剖精析】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。
能力拓展1．共价键的特征(1)共价键的饱和性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而不是H2F。
同理，H原子、F原子分别只能形成H2、F2，不能形成H3、F3。
④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，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的概率越大，形成的共价键就越牢固。
电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要达到最大重叠，共价键必然有方向性。
共价键的方向性决定了分子的空间结构，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s轨道上的电子形成的共价键就没有方向性。
