选修3人教版第二章分子结构与性质2.1共价键学案.doc

第二章 分子结构与性质 第一节 共价键知识归纳（1）共价键的定义原子间通过_（电子云的重叠）所形成的相互作用。（2）本质：高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用，包括引力和斥力，当引力和斥力达到平衡时即形成了稳定的共价键。（3）特征饱和性：一个原子有几个未成对电子，就会和几个自旋方向相反的未成对电子成键，这就是共价键的饱和性。共价键的饱和性决定了分子内部原子间的数量关系。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，这样原子轨道重叠越多，形成的键就越牢固，这就是共价键的方向性。共价键的方向性决定了_。（4）共价键的分类分类标准类型共用电子对数单键、_、三键共用电子对的偏移程度极性键、_原子轨道重叠方式键、键（5）键参数键能：气态基态原子形成_化学键释放的最低能量。键能越大，化学键越稳定。键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。键长越短，往往键能越_，共价键越_。键角：在多原子分子中，两个共价键之间的夹角。它是描述分子立体结构的重要参数。（6）等电子原理等电子体：原子总数相同、_的粒子互称为等电子体。如n2与co、o3与so2是等电子体，但n2与c2h2不是等电子体。等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如co和n2的熔沸点、溶解性等都非常相近。常见的等电子体：n2与co，co2与n2o，o3、与so2，、与so3，、与，与b3n3h6（硼氮苯）等。【答案】共用电子对 分子的立体构型 双键 非极性键 1 mol 大 稳定 价电子总数相同知识重点一、键和键的对比键键定义未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠形成的共价键未成对电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠形成的共价键类型ss 键、sp 键、pp 键pp 键特征(电子云形状)原子轨道重叠部分沿键轴呈轴对称原子轨道重叠部分分别位于两原子核构成平面的两侧，互为镜像对称键的性质键可沿键轴自由旋转，不易断裂键不能旋转，易断裂存在的情况能单独存在，可存在于任何含共价键的分子中不能单独存在，必须与键共存，可存在于双键和三键中实例ch4中只有键ch2=ch2中既含有键，又含有键要注意以下问题：（1）s轨道与s轨道重叠形成键时，电子不是只在两核间运动，而是在两核间出现的概率较大。（2）因s轨道是球形的，故s轨道和s轨道形成键时，无方向性。两个s轨道只能形成键，不能形成键。（3）两个原子间可以只形成键，但不能只形成键。有以下物质：hf cl2 h2o n2 c2h4 c2h6 h2h2o2hcn()。（1）只含有极性键的是_。（2）只含有非极性键的是_。（3）既有极性键，又有非极性键的是_。（4）只有键的是_。（5）既有键，又有键的是_。【解析】根据共价键的存在范围、极性键与非极性键的区别、键和键的形成条件和特征，便可得出各题答案。【答案】（1）（2）（3）（4）（5）二、共价键的一些规律1共价键的存在范围（1）非金属单质分子中(稀有气体除外)。如o2、f2、h2、c60等。（2）非金属元素形成的化合物中。如h2so4、co2、h2o2、有机物分子等。（3）某些金属与非金属元素形成的化合物中。如becl2、hgcl2、alcl3等。2共价键强弱的判断方法（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。如原子半径：fclbrhclhbrhi，稳定性：hfhclhbrhi。（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。3典型有机物的化学键类型（1）乙烷的化学键乙烷的结构简式是ch3ch3，在乙烷分子中，每个碳原子与3个氢原子形成3个键，2个碳原子之间形成1个键，所以乙烷分子中共有7个键。（2）乙烯的化学键乙烯的结构简式是ch2=ch2，在乙烯分子中，每个碳原子与2个氢原子形成2个键，2个碳原子之间形成1个键和1个键，所以乙烯分子中共有5个键和1个键。（3）乙炔的化学键乙炔的结构简式是，在乙炔分子中，每个碳原子与1个氢原子形成1个键，2个碳原子之间形成1个键和2个键，所以乙炔分子中共有3个键和2个键。（4）苯的化学键苯的结构简式是或。苯分子中的6个碳原子都以键与氢原子结合，每个碳原子以两个键与其他碳原子形成环状结构，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(称为“大键”)。苯的这种结构，使任意两个相邻碳原子间形成的共价键的键能和核间距完全相同。下列说法正确的是a离子化合物中不可能存在共价键b干冰溶于水时有共价键生成c键和键都只能存在于共价分子中d除h2、x2(x为f、cl、br、i)和稀有气体外，其他非金属单质中都存在键【解析】离子化合物nh4cl中除含有离子键外还含有共价键，a项错误；干冰溶于水生成化合物h2co3，有ho键等生成，b项正确；离子化合物na2o2中存在oo 键，离子化合物cac2中存在cc键，含有2个键，c项错误；p4、金刚石等非金属单质中，都只存在单键(即键)，d项错误。【答案】b【易错诊断】对离子化合物中也可能存在键和键，原子间成键时首先形成键，稀有气体中不存在化学键，p4等非金属单质中不存在键等知识认识不清楚，不能正确认识键、键的形成和存在导致出错。三、键参数对分子结构和性质的影响1掌握键参数对键的强弱影响：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；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，分子越稳定。2键角是判断分子立体构型的重要因素之一，如co2为直线形；ch4、ccl4、sih4等为正四面体形；nh3、ncl3为三角锥形；h2o、h2s为v形。3键长和键能是衡量共价键强弱的物理量，分子被破坏时，断键的部位与键的强度有关。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ccf4、ccl4、cbr4、ci4中cx(x=f、cl、br、i)键的键长、键角均相等dh2o分子中两个oh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，故a项错误；由于f、cl、br、i的原子半径不同，故cx键的键长不相等，c项错误；h2o的分子结构为v形，键角不为180，d项错误。【答案】b好题1关于键长、键能和键角，下列说法错误的是a键角是描述分子立体结构的重要参数b键长是形成共价键的两原子间的核间距c键能越大，键长越长，共价化合物越稳定d键角的大小与键长、键能的大小无关2下列关于共价键的说法错误的是a原子之间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键b电负性相同或差值小的非金属原子之间形成的化学键为共价键chcl中cl显1价是因为共用电子对只在氯原子周围运动dh2o分子中有两个oh共价键3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氢原子只能形成键，氧原子可以形成键和键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chf、hcl、hbr、hi的稳定性逐渐减弱df2比o2更容易与h2反应5下列说法中正确的是a在气体单质分子中，一定含有键，可能含有键b烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含有键，而烯烃含有键c等电子体结构相似，化学性质相同d共价键的方向性决定了原子在形成分子时相互结合的数量关系6下列反应中，有机物化学键的断裂只涉及键断裂的是ach4的燃烧bc2h4的加成反应cch4与cl2的取代反应dc2h4被酸性kmno4溶液氧化7已知乙醇的结构式为，则可判断乙醇分子内不存在的是a离子键b极性键c非极性键d分子间作用力8已知某些共价键的键能、键长数据如表所示：共价键clclbrbriihfhclhbrhiho键能(kjmol1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长(pm)19822826796共价键ccc=cchnhn=oooo=o键能(kjmol1)347.7615812413.4390.8607142497.3键长(pm)154133120109101（1）下列推断正确的是_(填字母，下同)。a稳定性：hfhclhbrhib氧化性：i2br2cl2c沸点：h2onh3d还原性：hihbrhclhf（2）在hx(x=f、cl、br、i)分子中，键长最短的是_，最长的是_；oo键的键长_ (填“大于”“小于”或“等于”)o=o键的键长。真题9下列分子中键角最大的是ach4bnh3ch2odco210下列有关化学键类型的判断正确的是a全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键b所有物质中都存在化学键c已知乙炔的结构式为hcch，则乙炔分子中存在2个键（ch）和3个键（cc）d乙烷分子中只存在键，即6个ch键和1个cc键都为键，不存在键11有以下物质：hf，cl2，h2o，n2，c2h4，c2h6，h2，h2o2，hcn（hcn）。（1）含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是_；（2）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_；（3）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_。121919年，langmuir提出等电子原理：原子数相同、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，与互为等电子体的分子有_、_。13有a、b、c、d、e、f六种元素，已知：它们位于三个不同的短周期，核电荷数依次增大。e元素的电离能数据见下表(kjmol1)：i1i2i3i44964 5626 9129 540b与f同主族。a、e分别都能与d按原子个数比为11或21形成化合物。b、c分别都能与d按原子个数比为11或12形成化合物。请回答下列问题：（1）写出只含有a、b、d、e四种元素的两种无机盐的化学式：_、_。（2）b2a2分子中存在_个键，_个键。（3）人们通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能，键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于计算化学反应的反应热h，化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差，下表列出了上述部分元素形成的化学键的键能：化学键fdffbbb=dd=d键能(kjmol1)452226347.7745497.31 mol下列四种物质所具有的化学键全部断裂所需要的能量由高到低的顺序为_(用a、b、c表示)。ab与d形成的稳定化合物bf的单质cf与d形成的化合物试计算1 mol f单质燃烧时的反应热h=_ (已知1 mol f原子可以形成2 mol ff键)。参考答案1c【解析】键能越大，键长越短。2c【解析】共用电子对在成键的两个原子核之间高概率地出现。3c【解析】键较稳定，不易断裂，而不是不能断裂。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。4b【解析】本题主要考查键参数的应用。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，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hf键的键能大于ho键的键能，所以更容易生成hf。5b【解析】在气体单质分子中，可能存在键(如h2、cl2)、键(如n2分子中存在键、键)，也可能不存在化学键(如稀有气体)，a项错误；烯烃中含有碳碳双键，其中一个是键，因键易断裂，故化学性质较活泼，b项正确；等电子体结构相似，具有相似的化学键特征，许多性质相近，c项错误；共价键的方向性决定分子的立体构型，饱和性决定分子中各原子的数量关系，d项错误。6b【解析】ch4的燃烧和c2h4被酸性kmno4溶液氧化的反应中断裂了所有化学键，包括单键和双键，ch4与cl2的取代反应中只有单键断裂。7ad【解析】乙醇是共价化合物，分子中含有cc非极性共价键和ch、co、oh极性共价键；分子内不存在分子间作用力，a、d项符合题意。【点评】两个同种非金属元素的原子之间形成的共价键是非极性共价键，如cc、oo键；两个不同种非金属元素的原子之间形成的共价键是极性共价键，如hcl、hc、co键；活泼金属元素与活泼非金属元素原子之间一般形成离子键，如nacl。8（1）acd（2）hfhi大于【解析】（1）根据表中数据知，同主族元素从上至下气态氢化物的键能逐渐减小，稳定性逐渐减弱，a项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，b项错误；h2o在常温下为液态，nh3在常温下为气态，则h2o的沸点比nh3的高，c项正确；还原性与得失电子能力有关，还原性：hihbrhclhf，d项正确。（2）根据表中数据可以得出结论。9d【解析】ch4是正四面体结构，键角为10928、nh3是三角锥形，键角约为107，h2o是形分子，两个ho键的键角为105，co2是直线形分子，键角为180。10d【解析】nh4cl全部是由非金属元素组成的，却存在离子键，a项错；稀有气体元素原子本身达到稳定结构，稀有气体分子中不存在化学键，b项错；单键都为键，乙烷分子的结构式为，分子中的6个ch键和1个cc键都为键，d项正确；共价双键中有一个为键，另一个为键，共价三键中有一个为键，另外两个为键，故乙炔（hcch）分子中有2个ch键，cc键中有1个键、2个键，c项错。11（1）（2）（3）【解析】（1）构成h2的h原子都是只有s轨道，故含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的只能是h2。（2）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，说明共价键中一定含有h原子，故正确答案为、。（3）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，说明构成这种共价键的原子中一定没有h原子，故正确答案为：、。12（1）n2coco2 n2o（2）so2o3【解析】（1）第二周期元素中，只有b、c、n、o、f可形成共价型分子，同素异形体间显然不能互为等电子体，若为含两个原子的等电子体，则可能是某元素的单质与其相邻元素间形成的化合物，如n2与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n2o和co2。（2）no2-的最外层电子数为