2020高中化学专题三微粒间作用力与物质性质第三单元第一课时共价键的形成共价键的类型讲义测试苏教版.docx

第一课时共价键的形成共价键的类型学习目标1.理解共价键的概念与形成过程，知道共价键的特征，能从分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念。2.知道共价键的类型，掌握键与键的形成及特点。 自主学习区一、共价键的形成1.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。2.成键本质当成键原子相互接近时，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，两原子核间的电子密度增加，体系的能量降低。3.特点(1)共价键具有饱和性成键过程中，每个原子有几个未成对电子，通常只能和几个自旋方向相反的电子成键。故在共价分子中，每个原子形成键的数目是一定的。(2)共价键具有方向性成键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。二、共价键的类型1.键和键(1)分类依据：成键原子的原子轨道重叠方式。(2)键和键的比较键类型键键原子轨道重叠方式原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”方式重叠原子轨道沿核间连线两侧以“肩并肩”方式重叠键的强度大小成键规律判断共价单键是键，双键中一个是键，一个是键，叁键中一个是键，另两个是键2.非极性键和极性键(1)非极性键两个成键原子吸引电子的能力相同，共用电子对不发生偏移。(2)极性键两个成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。在极性键中，成键原子吸引电子的能力差别越大，共用电子对发生偏移的程度越大，共价键的极性越强。3.配位键(1)形成：由一个原子提供一对电子与另一个接受电子的原子形成的共价键。(2)表示：常用“”表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH的结构式可表示为 ，但NH中4个NH键是完全相同的。1.所有共价键都有方向性吗？提示：不是，如ss 键没有方向性。2.所有共价键都有饱和性吗？提示：是，且共价键成键数取决于原子的未成对电子数。3.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个键和几个键组成？提示：乙烷分子中的共价键由7个键组成；乙烯分子中的共价键由5个键和1个键组成；乙炔分子中的共价键由3个键和2个键组成。教师点拨区对应学生用书P032一、共价键的特征1.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，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。如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H2Cl、Cl3分子等。以HF分子为例，共用电子对的形成过程用轨道表示式表示为：因此，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对共用电子，2个N原子间形成3对共用电子。2.方向性根据原子轨道最大重叠原理，在形成共价键时，原子总是尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向成键。原子轨道重叠越多，共价键越稳定。由于原子轨道在空间有一定取向，除了s轨道呈球形对称外，p、d、f轨道在空间都有一定的伸展方向。在形成共价键时，除了s轨道与s轨道之间可以在任何方向上达到最大限度的重叠外，p、d、f轨道的重叠，只有沿着一定的方向才能发生最大限度的重叠，故共价键具有方向性。比如，几种轨道形成稳定的共价键的几种重叠方式如图所示(s轨道与p轨道、p轨道与p轨道重叠时一定是按图中的取向发生重叠，若按其他方向重叠，则重叠程度小，不能形成牢固的共价键)。特别提醒 (1)两原子形成共价键时，既存在共用电子对对两原子核的吸引作用，同时也存在两原子间的排斥作用。(2)成键原子的未成对电子数决定着共价键的饱和性，即决定着每个原子能形成共价键的数目。(3)原子轨道重叠的角度决定着共价键的方向性。(4)形成共价键后体系能量降低，稳定性增强。练习与实践1.硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90，其原因是()共价键的饱和性S原子的电子排布共价键的方向性S原子中p轨道的伸展方向A. B. C. D.答案D解析S原子的外围电子排布式是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的3px和3py轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角接近90，这体现了共价键的方向性，这是由轨道的伸展方向决定的。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.共价键的稳定性答案B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。方法规律共价键的特征在分子形成时的作用(1)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时互相结合的数量关系。(2)共价键的方向性决定了分子的立体结构。(3)并不是所有的共价键都具有方向性，如s轨道呈球形对称，ss 键没有方向性。二、共价键的类型1.共价键极性的判断方法2.键与键的比较键型键键轨道重叠方式“头碰头”“肩并肩”电子云形状轴对称镜面对称强度大小大小能量高低较低较高活泼性不活泼活泼3.正确认识键和键(1)键与键的实质相同都是由共用电子对而形成的化学键。(2)键与键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同。(3)由于s轨道没有方向性，所以两个s轨道只能形成键，不能形成键。(4)两个原子之间可以只形成键，但不能只形成键。练习与实践3.下列关于共价键的说法不正确的是()A.气体单质中，一定有键，可能有键B.N2分子中有一个键，两个键C.两个原子形成共价键时至少有一个键D.在双键中，键的键能大于键的键能答案A解析A气体单质分子中，可能有键，如Cl2；也可能既有键又有键，如N2；但也可能没有化学键，如稀有气体为单原子分子，不存在化学键BN2分子中有一个键两个键C两个原子形成的共价键，首先形成一个键，可能形成键D键的重叠程度比键大，故键能键大于键4.下列有关键和键的说法错误的是()A.含有键的分子在反应时，键易断裂B.当原子形成分子时，首先形成键，可能形成键C.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D.在分子中，化学键可能只有键而没有键答案D解析由于键的键能小于键的键能，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，必然首先形成键，根据形成的原子的核外电子排布来判断是否形成键，所以B项正确，D错误。像H原子跟其他原子只能形成键，故C项正确。本课小结1.共价键具有饱和性和方向性，饱和性决定了每个原子形成共价键的数目，方向性决定了分子的立体结构。2.原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫键，以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫键。3.共价单键是键；双键中一个是键，一个是键；叁键中一个是键，另两个是键。4.两成键原子形成共价键时，同种元素时为非极性键，不同元素时为极性键。在极性共价键中，两个成键原子间的电负性差值越大，共价键的极性越强。 学习效果检测对应学生用书P0331.关于共价键，下列说法不正确的是()A.共价键只存在于非金属元素形成的单质或化合物中B.共价键的形成是由于原子间形成了共用电子对C.只要两种元素电负性差值小于1.7，一般都可形成共价键D.由于共价键具有饱和性，所以不存在H3、H2Cl等分子答案A解析共价键也存在于金属元素形成的化合物中，如Na2O2中有非极性共价键，NaOH中有极性共价键，AlCl3、AlBr3、BeCl2中都是共价键，故A项错误。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，可形成多个键答案A解析当H2O分子遇到H时，H2O中O提供的孤电子对与H形成配位键而结合成H3O，并未违背共价键的饱和性。H2分子中的s轨道成键时，因s轨道为球形，故H2分子中的HH共价键无方向性。两原子间形成共价键时，只能形成一个键。3.下列说法不正确的是()A.双键、叁键都含有键B.成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固C.因每个原子未成对电子数量是一定的，故配对原子个数也一定D.每一个原子轨道在空间都具有自己的方向性答案D解析s轨道的形状是球形对称的，无方向性，D错误。4.下列说法正确的是()A.键是由两个p电子“头碰头”重叠形成的B.键是镜像对称，而键是轴对称C.乙烷分子中的键全为键而乙烯分子中含有键和键D.H2分子中含键而Cl2分子中除键外还含有键答案C解析原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为键，以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为键；键是轴对称，而键是镜像对称；分子中所有的单键都是键，双键及叁键中均含有键和键。5.下列物质的分子中既有键又有键的是()HClH2ON2H2O2C2H4C2H2A. B.C. D.答案D解析含双键、叁键的物质中既有键又有键。6.根据键的成键特征，判断C=C键的键能和CC键的键能的关系是()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.无法确定答案C解析根据碳碳双键中含有1个键，由于键电子云重叠程度小，不如键稳定，所以双键的键能小于单键键能的2倍，选项C正确。课时作业对应学生用书P0851.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；原子的大小与能否形成共价键无必然联系。2.在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是()A.Cl原子的2p轨道和H原子的1s轨道B.Cl原子的2p轨道和H原子的2p轨道C.Cl原子的3p轨道和H原子的1s轨道D.Cl原子的3p轨道和H原子的3p轨道答案C解析H原子只有1s轨道，Cl原子中最外电子层上未成对的电子是3p轨道上的电子，所以C项正确。3.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答案B解析成键元素的电负性的值相差越大，越易形成离子键，相差越小，越易形成共价键。4.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.分子中只含键D.分子中含有1个键答案C解析乙醇的结构式为，共含有8个共价键，其中CH、CO、OH键为极性键，共7个，CC键为非极性键。由于全为单键，故无键。5.键在有机化合物中广泛存在。下列说法正确的是()A.烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含键，而烯烃中只含键B.乙醇分子中既含键也含键，但键数少于键数C.结构式为的有机物中只含共价键，且键与键个数之比为73D.乙烯分子和乙炔分子中含有的键数目不同，但含有的键和键总数相同答案C解析烯烃中也含有键，A错误；乙醇中只含键，不合键，B错误；选项C给出的结构式中含有4个碳氢键，3个碳碳键，1个碳碳双键(1个键)，1个碳碳叁键(2个键)，C正确；乙烯分子中含有5个键，1个键，乙炔中含有3个键，2个键，D错误。6.关于键和键的比较，下列说法不正确的是()A.键是轴对称的，键是镜面对称的B.键是“头碰头”式重叠，键是“肩并肩”式重叠C.键不能断裂，键容易断裂D.H原子只能形成键，O原子可以形成键和键答案C解析键较稳定，不易断裂，而不是不能断裂。7.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D解析稀有气体为单原子分子，分子内部没有共价键。铵盐是只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。8.对键和键的认识不正确的是()A.键和键不属于共价键，是另一种化学键B.ss 键与sp 键的电子云均为轴对称图形C.分子中含有共价键，则至少含有一个键D.含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同答案A解析键和键都是共价键，A错，键的特征就是以成键两原子核的连线为对称轴，B正确；键重叠程度大，更稳定，所以优先形成，C正确；键不牢固易断裂发生化学反应，D正确。9.下列反应能说明键比键牢固的是()A.CH4Cl2 CH3ClHClB.CH2 CH2Br2 CH2BrCH2BrC.2H2O2 2H2OD.H2Cl2 2HCl答案B解析碳碳双键由1个键和1个键组成，CH2 CH2发生加成反应时键断裂，说明键比键牢固。10.氰气的化学式为(CN)2，结构式为NCCN，性质与卤素相似，下列叙述正确的是()A.分子中既有极性键，又有非极性键B.分子中NC键的键长大于CC键的键长C.分子中含有2个键和4个键D.不和氢氧化钠溶液发生反应答案A解析分子中NC键是极性键，CC键是非极性键；成键原子半径越小，键长越短，N原子半径小于C原子半径，故NC键比CC键的键长短；(CN)2分子中含有3个键和4个键；由于与卤素性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应。11.关于苯分子的说法正确的是()A.分子中只含有6个非极性键B.分子中不含非极性键C.分子中只含键D.分子中含有键答案D解析苯分子中的6个碳原子都以键与氢原子结合，形成6个极性键；每个碳原子以两个键与相邻两个碳原子结合，形成6个非极性键；同时，每个碳原子各有一个垂直于分子平面的p轨道，形成了一个以6个碳原子为中心的键。12.下列反应中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的是()A.NH4Cl NH3HClB.NH3CO2H2O NH4HCO3C.2NaOHCl2 NaClNaClOH2OD.2Na2O22CO2 2Na2CO3O2答案D解析A、B项中无非极性键的断裂和形成；C项中无非极性键的形成；D项中Na2O2既含有离子键又含有非极性共价键，CO2中含有极性共价键，生成物Na2CO3既含有离子键又含有极性共价键，O2中含有非极性共价键，故选D项。13.分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质，填空。A.NH3 B.H2O C.HCl D.CH4E.C2H6 F.N2(1)所有的外围电子都参与形成共价键的是_；(2)只有一个外围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)既有键又有键的是_。答案(1)DE(2)C(3)ABCF(4)F解析NH3中N原子分别与3个H原子形成3个键，还有一对孤电子对；H2O中O原子与2个H原子形成2个键，还有两对孤电子对；HCl中Cl原子与1个H原子形成1个键，还有三对孤电子对；CH4中C原子与4个H原子形成4个键，所有外围电子都参与成键；C2H6中C原子分别与3个H原子及另1个C原子形成4个键，所有外围电子都参与成键；N2中N原子与另1个N原子形成1个键，2个键，还有一对孤电子对。14.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)写出A、B、C元素名称。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键还是键，并标明该键的个数。A与B