2.1.1共价键的特征与类型 学案（含答案）

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1、第一节第一节 共价键共价键 第第 1 1 课时课时 共价键的特征与类型共价键的特征与类型 学业要求 核心素养建构 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。 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(即原子轨道重叠)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，大多数电负性相差不大的 金属与非金属原子之间形成

2、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：决定分子的空间结构。 微自测 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.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 决定分子的空间结构，饱和性则决定分子中各原子的数量关系。 答案 B 二、共价键的类型： 键与 键 1. 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 HH 的 ss 键的形

3、成 s- p 型 HCl 的 sp 键的形成 p- p 型 ClCl 的 pp 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； 键的强度较大 2. 键 形成 由两个原子的 p 轨道“肩并肩”重叠形成 pp 键 pp 键的形成 特征 键的电子云具有镜面对称性，即每个 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； 键不能旋转；不如 键牢固，较易断裂 3. 键、 键的存在规律 共价单键为 键；共价双键中有一个 键、一个 键；共价三键是由一个 键和 两个 键组成。 微自测

4、2.判断正误，正确的打“” ；错误的打“” 。 (1)HF 和 HCl 分子中共价键都是 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 键相结合，其成键轨道完全相同。( ) (5)1 mol 丙酮分子中含有 键的数目为 96.021023。( ) (6)CS2分子里有一个 键和一个 键。( ) (7)两个原子间可以只形成 键，但不能只形成 键。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 探究一、共价键的本质特征 从微观认知共价键的形成和特征 探究素材 1.共价键的形成 共价键是由键合原

5、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原子轨道的重叠，原 子轨道重叠越多，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。 2.共价键的特征 (1)饱和性。 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 NN 共价三键， 一个 N 可与 3 个氢形成， 含有 3 个共价

6、键。 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： HFHClHBrHI。 共价键的方向性决定了分子的空间结构。 探究题目 1.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

7、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 从共价键的表示方法建构思维模型 探究素材 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。

8、如 HClO 的电子式为 、结构式为 HOCl。 探究题目 2.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)：HO=OH 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 从宏观和微观结合判断共价键的存在范围 探究素材 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(

9、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。 探究题目 3.下列说法正确的是( ) 共价键的本质是相互吸引的电性作用 共价化合物一定含共价键，一定不含离子键 水的非直线结构是由共价键的饱和性决定的 由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 分子中不一定

10、存在共价键 烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的 键比烯烃中的键稳定 A. B. C. D. 解析 共价键的本质是电性作用而不是相互吸引，错；有离子键的化合物为离 子化合物，所以共价化合物中没有离子键，正确；水的非直线结构是由共价键 的方向性决定的， 错； 氯化铵中只有非金属元素， 但是它是离子化合物， 错； 稀有气体分子中没有共价键，正确；烯烃比烷烃活泼是因为烯烃中的 键比较 活泼，错。 答案 A 探究二、共价键的类型与 键和 键的比较 从不同视角认知共价键的类型 探究素材 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

11、式 键、 键 探究题目 4.有下列十种物质：CH4 CH3CH2OH N2 HCl CO2 CH3CH3 C2H4 C2H2 H2O2 HCHO 请按要求回答下列问题(填写编号)： (1)只有 键的有_，既有 键又有 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：单键只 有 键，双键中有 1 个 键和 1 个 键，三键中有 1 个 键和 2 个 键；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) (2

12、) (3) 从微观探析键与键的区别 探究素材 键与 键的区别 键类型 键 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 ss 键、sp 键、 pp 键 pp 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 键， 共价双键、 三键中含有一个 键 共价双键、三键分别含有 1 个、 2 个 键。 两原子间最多 能形成 2 个 键 探究题目 5.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 键 B.氮气分子中氮氮三

13、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 键和两个 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原子轨道的重叠方式决定的，以“肩并肩”的方式 重叠而成的是 键， 以“头碰头”的方式重叠而成的是 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 键和两个 键，D 选项正确。 答案 D 从微观组成建构键与键的判断模型 探究素材 分子中 键与 键的判断方法 1.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

14、该共价键一定是 键； 如果形成多个共用电子对时， 则先形成 1 个 键， 另外的原子轨道形成 键。 2.所有共价键不一定均有方向性，如 ss 键无方向性。 3.分子中不一定必须含有 键，如稀有气体分子中不含有化学键。 4.共价分子中不一定含有 键，只有分子中含有双键或三键时，才含有 键。 5.并不是所有的原子轨道都能形成 键。 探究题目 6.下列物质中 键和 键数目比为 12 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 键和 键数目比为 11，A 错误；HCN 的结构式是 HCN，分子中 键和 键数目 比为11，

15、B错误； CO2的结构式是O=C=O， 分子中键和键数目比为11， C 错误；N2的结构式是 NN，分子中 键和 键数目比为 12，D 正确。 答案 D 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.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

16、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 H 3O ，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 HH 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 3.下列说法中错误的是( ) A.p 轨道之间以“肩并肩”重叠可形成 键 B.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成 键，不能形成 键 C

17、.CO2分子中 键与 键的个数比为 11 D.含有 键和 键的分子在反应时， 键总是先断裂，优先参与化学反应 解析 p 轨道“肩并肩”重叠形成 键，不形成 键。 答案 A 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 ss 键 B.两者都为 pp 键 C.前者为 pp 键，后者为 sp 键 D.前者为 ss 键，后者为 sp 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 pp 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 sp 键。 答案 C 5.在下列分子中，HF，Br2，H2O，N2，CO2，H2，H2O2，HCN。 分子中只有 键的是_(填序号，下同)，分子中含有 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 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 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 键的是_。 答案