人教版选修3 第二章 第一节 第1课时 共价键的特征与类型 学案.docx

第一节共价键第1课时共价键的特征与类型目标定位1.熟知共价键的概念与形成，知道共价键的特征具有饱和性和方向性。2.能够从不同的角度对共价键分类，会分析键和键的形成及特点。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。2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，便可和几个自旋状态相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。用电子排布图表示hf分子中共用电子对的形成如下：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。同理，o原子与2个h原子形成2个共用电子对，2个n原子间形成3个共用电子对。(2)方向性除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠的愈多，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。 共价键的形成与特征(1)当成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋状态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大，体系的能量降低。(2)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。共价键的方向性决定了分子的立体构型。(3)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。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概率更大；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系。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bh3o的存在说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答案a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h3o，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概率大，d项错。二、共价键的类型1共价键的分类按照不同的分类方法，可将共价键分为不同的类型：(1)按共用电子对数目分类(2)按共用电子对是否偏移分类(3)按电子云的重叠方式分类2键与键(1)键键：形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠，这种共价键叫键。键的类型：根据成键电子原子轨道的不同，键可分为ss 键、sp 键、pp 键。ass 键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键。bsp 键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键。cpp 键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键。键的特征a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。b形成键的原子轨道重叠程度较大，故键有较强的稳定性。键的存在：共价单键为键；共价双键和共价三键中存在一个键。(2)键键：形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫键。键的特征a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，这种特征称为镜面对称。b形成键时原子轨道重叠程度比形成键时小，键没有键牢固。键的存在：键通常存在于双键或三键中。归纳总结键和键的比较键的类型键键原子轨道重叠方式两个原子的成键轨道沿着键轴的方向以“头碰头”的方式重叠两个原子的成键轨道以“肩并肩”的方式重叠原子轨道重叠部位两原子核之间，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示意图3键可由两个原子的s轨道或一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或两个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()ah2 bhcl ccl2 df2答案a解析a项中h2是由两个1s轨道形成的键；b项中是由h的1s轨道与cl的3p轨道形成的键；c项中是由cl的两个3p轨道形成的键；d项中是由f的两个2p轨道形成的键。4下列有关化学键类型的判断不正确的是()ass 键与sp 键的对称性不同b分子中含有共价键，则至少含有一个键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，不存在键答案c解析ss 键无方向性，sp 键轴对称，a项对；在含有共价键的分子中一定有键，可能有键，如hcl、n2等，b项对；单键都为键，乙烷分子结构式为，其6个ch键和1个cc键都为键，d项正确；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。1共价键是具有饱和性和方向性的，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共价键的方向性决定了分子的立体构型d共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关答案d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就存在着必然的联系，这种成键的方向性也就决定了所形成分子的立体构型，故b、c项正确；d项错误。2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 键答案c解析氢原子的核外电子排布式为1s1，氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5，p轨道上有1个未成对的p电子。f2是由两个氟原子未成对的p电子轨道重叠形成的pp 键，hf是由氢原子中的s轨道与氟原子中的1个p轨道形成的sp 键。3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，键是化学反应的积极参与者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解析本题主要考查键和键的形成。由于键的键能小于键的键能，所以反应时易断裂，a项正确；在形成分子时为了使其能量最低，必然首先形成键，根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成键，所以b项正确，d项错误；像h、cl原子跟其他原子只能形成键。4下列分子中含有两个键的组合是()h2oco2hcnnh3n2ch4a b c d答案b解析h2o分子中含有2个ho键，不含键，错误； co2 的分子中只有两个c=o，含有两个键，正确； hcn的分子中有cn，含有两个键，正确； nh3分子中含有3个hn键，不含键，错误；n2 的分子中有nn，含有两个键，正确； ch4 的分子中有4个hc键，不含键，错误。故分子中含有两个键的是。5分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质并填空。anh3bh2ochcldch4ec2h6fn2(1)所有的价电子都参与形成共价键的是_。(2)只有一个价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_。(5)某有机物的结构式如下所示：则分子中有_个键，_个键。答案(1)de(2)c(3)abcf(4)f(5)73解析nh3中n原子与3个h原子形成3个键，还有一对不成键电子；h2o中o原子与2个h原子形成2个键，还有两对不成键电子；hcl中cl原子与1个h原子形成1个键，还有三对不成键电子；ch4中c原子与4个h原子形成4个键，所有价电子都参与成键，其分子构型为正四面体形；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，所有价电子都参与成键，ch为极性键，cc为非极性键；n2中n原子与另1个n原子形成1个键，2个键，还有一对不成键电子。除共价单键全部为键外，双键中有一个为键，另一个为键；三键中有一个为键，另两个为键，故该有机物分子中键总数为7，键总数为3。基础过关题组一共价键的形成与判断1下列说法正确的是()a含有共价键的化合物一定是共价化合物b由共价键形成的分子一定是共价化合物c分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物d只有非金属原子间才能形成共价键答案c解析在离子化合物中也有共价键，如naoh；由不同元素的原子形成的共价键分子是共价化合物，由相同元素的原子形成的共价键分子是单质，如h2、cl2等；对于d项，也存在金属元素的原子与非金属元素的原子间形成共价键的化合物，如alcl3等。2下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是()ah2s和na2o2 bh2o2和caf2cnh3和n2 dhno3和nacl答案c解析a项，na2o2中既有离子键又有oo共价键，不正确；b项，caf2中只有离子键，不正确；d项，nacl属于离子化合物，没有共价键。3已知：x、y、z、w四种元素原子的电负性数值。元素xyzw电负性2.53.51.22.4你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是()ax与y bx与wcy与z dy与w答案b解析当两种元素原子的电负性相差很大时，形成的将是离子键；当两种元素原子的电负性相差不大时，形成的将是共价键。题组二共价键的类型与特征4下列物质中键和键数目比为12的是()ao2 bhcn cco2 dn2答案d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，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。5下列说法正确的是( )a所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性b某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数c基态c原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键d1个n原子最多只能与3个h原子结合形成nh3分子，是由共价键的饱和性决定的答案d解析只有2个s原子轨道重叠形成的共价键没有方向性，其他原子轨道重叠形成的共价键都有方向性，故a不正确；非金属元素的原子形成的共价键数目一般等于该原子最外层的未成对电子数，不能说一定等于该元素原子的价电子数，故b不正确；在形成ch4分子的过程中，碳原子2s轨道中的1个电子激发到2p空轨道，这样形成了4个未成对电子，c不正确；n原子最外层2p轨道上共有3个未成对电子，1个n原子可以与3个h原子结合形成nh3，此时共价键饱和，d正确。6下列关于共价键的说法不正确的是()ah2s分子中两个共价键的键角接近90的原因是共价键有方向性及s原子中p轨道的形状bn2分子中有一个键，两个键c两个原子形成共价键时至少有1个键d在双键中，键不如键稳定答案d题组三键、键的比较与判断7下列关于键和键的说法中，不正确的是()as轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成ss 键bs轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成sp 键cp轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成pp 键dp轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成pp 键答案c解析s轨道只能形成键；p轨道与p轨道可“头碰头”重叠而形成pp 键，也可“肩并肩”重叠而形成pp 键。8下列有关键和键的说法错误的是()a在某些分子中，化学键可能只有键而没有键b当原子形成分子时，首先形成键，可能形成键c气体单质中，一定有键，可能有键d一般情况下，同一个分子中的键比键更稳定些答案c解析共价键中一定含键，则在分子中，化学键可能只有键，而没有键，a正确；原子形成分子，优先头碰头重叠，则先形成键，可能形成键，b正确；气体单质分子中，可能只有键，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，c错误；键不稳定，易断裂，则含有键的分子在反应时，键是化学反应的积极参与者，d正确。9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dh原子只能形成键，o原子可以形成键和键答案c解析化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。键较稳定，不易断裂，而不是不能断裂。10下列说法不正确的是()a在ch2=chcn分子中含6个键，3个键b2个原子形成的多重共价键中，只能有一个是键，而键可以是一个或多个cs电子与s电子间形成的键一定是键，p电子与p电子间形成的键一定是键d共价键一定有原子轨道的重叠答案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，而键是镜面对称。分子中所有的单键都是键，双键中有一个键、一个键。能力提升11甲、乙、丙三种有机物的结构如下：甲：乙：丙：ch2=chcn(1)甲分子中有_个键，_个键，_(填“有”或“没有”)非极性键。(2)乙分子中每个碳原子形成_个键，_个键。(3)丙分子中键与键的数目之比为_。答案(1)82有(2)31(3)21解析(1)甲分子中有3个ch键，2个cc键，2个co键，1个oh键；c=c和c=o中分别有1个键；有c=c、c=c非极性键。(2)乙分子中c与o原子之间形成1个键和1个键，c与两个cl原子之间分别形成1个键。(3)丙分子中含有1个c=c键，1个cn键，3个ch键和1个cc键，故丙分子中共有6个键和3个键。12碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。答案c有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构解析在原子结构中，最外层电子小于4个的原子易失去电子，而碳原子的最外层是4个电子，且碳原子的半径较小，难以通过得或失电子达到稳定结构，所以通过共用电子对的方式，即形成共价键来达到稳定结构。13现有四种短周期元素a、b、c、d，已知：c、d在同一周期，a、b在同一主族；它们可以组成化合物a2c、b2c2、dc2、d2a4等；b的阳离子与c的阴离子的核外电子排布相同；b2c2同a2c或dc2反应都生成气体c2，b与a2c反应生成气体a2，a2与气体c2按体积比21混合后点燃发生爆炸，其产物是一种常温下常见的无色无味的液体。请回答下列问题：(1)写出元素符号：a_、b_、c_、d_。(2)在a2c、b2c2、dc2和d2a4中，同时含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为_；按原子轨道重叠方式，其非极性键的类型是_。化合物dc2的结构式_。(3)a2c分子的电子式_，按原子轨道重叠方式，其共价键的类型是_。d2a4是平面形分子，其分子中含有_个键，_个键。(4)写出下列反应的化学方程式或离子方程式：b2c2与a2c反应的化学方程式：_；b2c2与dc2反应的化学方程式：_；b与a2c反应的离子方程式：_。答案(1)hnaoc(2)pp 键o=c=o(3) sp 键51(4)2na2o22h2o=4naoho22na2o22co2=2na2co3o22na2h2o=2na2ohh2解析由a2与气体c2按体积比21混合后点燃能发生爆炸，其产物是一种常温下常见的无色无味的液体，可知该液体是h2o，a是h元素，c是o元素；由b与a2c反应生成气体a2知，b是na元素；由b2c2同a2c或dc2反应都生成气体c2知，d是碳元素。14回答下列问题：(1)1 mol co2中含有的键数目为_。(2)已知co和cn与n2结构相似，co分子内键与键个数