高中化学第2章微粒间相互作用与物质性质第1节共价键模型教案选择性高中选择性化学教案

【第1节共价键模型】之小船创作发展目标系统建立1.认识原子间经过原子轨道重叠形成共价键，认识共价键拥有饱和性和方向性。2.知道依据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等种类；知道共价键可分为极性和非极性共价键。共价键的键能、键长和键角能够用来描绘键的强弱和分子的空间构造。一、共价键的形成与特点1．共价键的形成氢分子中H—H键的形成当两个氢原子(核外电子的自旋方向相反)互相靠近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核之间出现的概率增大，每个氢原子的原子核都会同时对自己和对方的1s轨道上的电子产生吸引作用，系统的能量达到最低状态。共价键的观点原子间经过共用电子形成的化学键称为共价键。共价键的实质当作键原子互相靠近时，因为电子在两个原子核之间出现的概率增大，使得它们同时遇到两个原子核的吸引，进而致使系统能量降低，形成化学键。即：高概率地出此刻两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用是共价键的实质。微点拨：共价键的实质是电性作用，但这类电性作用是不可以用经典的静电理论来解说的，它是经过度子力学用原子轨道的重叠来说明的。共价键的形成条件①形成共价键的条件：电负性同样或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键。②形成共价键的微粒：共价键成键的微粒是原子。既可以是同样元素的原子，也能够是不一样元素的原子。共价键的表示方法人们经常用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键。共价单键：如H—H键、Cl—Cl键、O—H键等。共价双键：如O===O键、C===O键等。共价三键：如N≡N键等。2．共价键的特点饱和性：一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不可以再与其余原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以共价键连结的原子数目是必定的，这称为共价键的饱和性。明显，共价键的饱和性决定了各样原子形成分子时互相联合的数目关系。如氨分子的构造可表示为

。方向性：共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，即共价键拥有方向性。除s轨道是球形对称外，其他原子轨道都拥有必定的空间取向。在形成共价键时，原子轨道重叠得多，电子在核间出现的概率大，所形成的共价键就坚固。共价键的方向性决定着分子的空间构造。二、共价键的种类1．σ键与π键σ键：原子轨道以“头碰头”方式互相重叠致使电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。π键：原子轨道以“肩并肩”方式互相重叠致使电子在核间出现的概率增大而形成的共价键。2．极性键和非极性键按两原子核间的共用电子对能否偏移可将共价键分为极性键和非极性键。形成元素

电子对偏移

原子电性非极性键

同种元素

因两原子电负性同样，共用电子

两原子均不显电性对不偏移电负性较大的原子显负极性键不一样元素电子对倾向电负性大的原子电性三、键参数1．键长两个成键原子的原子核间的距离(简称核间距)叫作该化学键的键长。一般而言，化学键的键长愈短，化学键就愈强，键就愈坚固。键长是影响分子空间构造的要素之一。键长的数值能够经过晶体X射线衍射实验进行测定，也能够经过理论计算求得。2．键角在多原子分子中，两个化学键的夹角叫作键角。键角也常用于描绘多原子分子的空间构造。比如，二氧化碳分子中两个碳氧键(C===O)的夹角为180°，所以二氧化碳分子呈直线形；水分子中两个氢氧键(H—O)的夹角为104.5°，所以水分子不呈直线形而呈角形；氨分子中每两个氮氢键(N—H)的夹角均为107.3°，所以氨分子呈三角锥形。3．键能在1×105_Pa、298_K条件下，断开1_mol_AB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子随和态B原子所汲取的能量称为A—B键的键能，常用EA—B表示。键能的大小能够定量地表示化学键的强弱。键能愈大，断开时需要的能量就愈多，这个化学键就愈坚固；反之，键能愈小，断开时需要的能量就愈少，这个化学键就愈不坚固。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)共价键只存在于共价化合物中。金属元素和非金属元素间必定不可以形成共价键。非极性键只存在于单质分子中。离子化合物中既可能含有极性键也可能含有非极性键。(√)2．以下不属于共价键成键要素的是( )A．共用电子在两原子核之间高概率出现B．成键原子的原子轨道在空间重叠C．成键后系统能量降低，趋于稳固D．两原子核体积大小要适中[成键原子的原子轨道在空间重叠，形成稳固的共价键后系统能量降低，共用电子在两原子核之间高概率出现是共价键的成键要素，A、B、C正确；成键原子的原子核体积的大小对共价键的形成没有影响，D错误。]3．以下对于共价键的说法不正确的选项是( )A．H2S分子中两个共价键的键角靠近90°的原由是共价键有方向性B．N2分子中有1个σ键、2个π键C．两个原子形成共价键时起码有1个σ键，可能还有其余键D．在双键中，σ键的键能小于π键的键能[共价键是原子之间经过共用电子对形成的，所以共价键有方向性和饱和性，A正确；N2分子中存在NN键，则有1个σ键和2个π键，B正确；σ键是原子轨道以“头碰头”方式形成的，两个原子之间只好形成一个

σ键，C正确；σ键是原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的，π

键是原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成的，σ键原子轨道重叠程度大于π键，所以σ键的键能大于π键的键能，D错误。]σ键与π键(修养养成——宏观辨别与微观探析)如下图表示成键的两种方式。1．哪一种成键方式电子云重叠程度大？提示：头碰头。2．σ键与π键哪个更坚固？提示：σ键。1．σ键σ键：形成共价键的未成对电子的原子轨道采纳“头碰头”的方式重叠，这类共价键叫

σ键。(2)σ键的种类：依据成键电子原子轨道的不一样，σ

键可分为

s-s

σ键、s-p

σ键、p-p

σ键。①s-s

σ键：两个成键原子均供给

s原子轨道形成的共价键，如H2分子中σ键的形成过程：②s-pσ键：两个成键原子分别供给s轨道和p轨道形成的共价键，如HCl分子中σ键的形成过程：③p-pσ键：两个成键原子均供给p原子轨道形成的共价键，如Cl2分子中σ键的形成过程：σ键的特点①以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键电子云图形不变，这类特点称为轴对称。②形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳固性。σ键的存在：共价单键为σ键；共价双键和共价三键中存在σ键(往常含一个σ键)。2．π键π键：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采纳“肩并肩”的方式重叠，这类共价键叫π键。(2)p-pπ键的形成过程π键的特点①每个π键的电子云由两块构成，分别位于由两原子核构成平面的双侧，假如以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这类特点称为镜面对称。②形成π键时原子轨道重叠程度比形成σ键时小，π键没有σ键坚固。π键的存在：π键往常存在于双键或三键中。【例1】以下对于σ键和π键的理解不正确的选项是(

)A．σ键能独自形成，而π键必定不可以独自形成B．σ键能够绕键轴旋转，π键必定不可以绕键轴旋转C．双键中必定有一个σ键和一个π键，三键中必定有一个σ键和两个π键D．气体单质中必定存在σ键，可能存在π键D[共价单键中只含σ键，共价双键和共价三键中含π键和σ键，所以π键必定不可以独自形成，A正确；σ键为轴对称，π键为镜面对称，则σ键能够绕键轴旋转，π键必定不可以绕键轴旋转，B正确；双键中必定有一个σ键和一个π键，三键中必定有一个σ键和两个π键，C正确；罕有气体是单原子分子，分子中不存在共价键，也就不存在σ键，所以气体单质中不必定存在σ键，D错误。]要正确理解共价键需要从物质分类、形成元素以及成键方式等多方面来剖析，特别是一些特例，在平常的学习中应多留意，注意在理解的基础上记忆这些特别的例子，以便快速正确进行相关观点的辨析。如大部分铵盐是只含有非金属元素的离子化合物[少量铵盐含有金属元素，如NH42Cr2O7]，罕有气体单质不存在化学键。1．以下物质的分子中既有σ键又有π键的是①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2

(

)A．①②③B．③④⑤⑥C．①③⑥D．③⑤⑥[当两个原子间能形成多个共用电子对时，先形成一个σ键，此外的原子轨道只好形成π键。HCl中只有一个H—Clσ键；H2O中含有两个H—Oσ键；H2O2中含有两个H—Oσ键和一个O—Oσ键；N2中含有三个共价键：一个为σ键，两个为π键；C2H4中，碳原子与碳原子之间有两个共价键，一个为σ键，一个为π键，此外有四个C—Hσ键；C2H2中，碳原子与碳原子之间有三个共价键，一个为

σ键，两个为π键，此外有两个

C—H

σ键。

]2．以下说法中正确的选项是

(

)A．由分子构成的物质中必定存在共价键B．由非金属元素构成的化合物必定是共价化合物C．已知乙炔的构造简式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)D．两个非金属元素原子间不行能形成离子键[由分子构成的物质也可能是罕有气体，罕有气体为单原子分子，不存在化学键，A项错误；由非金属元素构成的化合物如NH4Cl，则是离子化合物，B项错误；共价单键都为σ键，而共价三键中有1个为σ键，此外2个为π键，故乙炔(H—C≡C—H)中有2个C—Hσ键，C≡C键中有1个σ键、2个π键，C项错误；两个非金属元素原子间不行能得失电子形成离子键，只好经过共用电子对形成共价键，D项正确。]键参数(修养养成——宏观辨别与微观探析)1．键长、键角、键能对分子有什么影响？提示：①键长越短，键能越大，共价键越稳固，分子的化学性质就越稳固。②键长和键角共同决定分子的空间构造。－12．H—F键的键能：565kJ·mol，H—Cl键的键能：431－1－1kJ·mol，H—I键的键能：297kJ·mol；从上述数据分析三种分子中哪一种最稳固？提示：H—F键的键能最大，HF最稳固。1．键参数键参数观点对分子的影响在1×105Pa、298K条件下，断开1molAB(g)分子中的化学键，使其分键能越大，键越坚固，含该键的分子别生成气态A原子随和态B原子所吸键能收的能量称为A—B键的键能(单位：越稳固kJ·mol－1)键长两个成键原子的原子核间的距离(单键长越短，键能越大，键越坚固位：nm)键角分子中相邻键之间的夹角(单位：度)与分子的空间构造有亲密联系共价键的键能与化学反响热化学反响的实质：化学反响的实质就是反响物分子内旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。化学反响过程有能量变化：反响物和生成物中化学键的强弱决定着化学反响过程中的能量变化。放热反响和吸热反响①放热反响：旧键断裂耗费的总能量小于新键形成放出的总能量。②吸热反响：旧键断裂耗费的总能量大于新键形成放出的总能量。(4)反响热(H)与键能的关系H＝反响物的键能总和－生成物的键能总和。注意：

H<0

时，为放热反响；

H>0

时，为吸热反响。【例2】从实验测得不一样物质中氧氧键的键长和键能的数据：氧氧键2－－O＋2222数据键长/10－12m149128121112键能/(kJ·mol－1)xyz＝494w＝628此中x、y的键能数据还没有测定，但可依据规律性推导键能的大小次序为w>z>y>x。该规律性是( )A．成键的电子数越多，键能越大B．键长越长，键能越小C．成键所用的电子数越少，键能越大D．成键时电子对越偏移，键能越大[察看表中数据发现，O2与O＋2的键能大者键长短，O22－中O—O键键长比O2－中的长，所以键能要小。按键长(O—O)由短而长的次序为＋－2－，键能则应为>>>。]O2<O<O<O2221．以下说法能说明BF3分子中的4个原子位于同一平面上的是( )A．随意两个B—F键间的夹角都相等B．3个B—F键键能相等C．3个B—F键键长相等D．随意两个B—F键间的夹角都是120°[键参数中，键能和键长是用于判断共价键稳固性的依照，而键角是判断分子立体构型的依照。

3个

B—F键间的夹角均为

120°时，正好构成一个以

B原子为中心的平面结构，所以

BF3中

4个原子共平面。

]2．化学反响可视为旧键的断裂和新键的形成过程。化学键的键能是形成化学键时开释的能量。已知白磷和P4O6的分子构造如下图，现供给以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P：198；P—O：360；O===O：498。反响P4(白磷)＋3O2===P4O6的反响热H为( )A．－1638kJ·mol－1B．＋1638kJ·mol－1C．－126kJ·mol－1D．＋126kJ·mol－1A[反响中的键能包含：断裂1molP4和3molO2分子中共价键汲取的能量和形成61molP4O中共价键放出的能量。由各物质的分子构造知1molP4含6molP—P键，3molO2含3molO===O键，1molP4O6含12molP—O键，化学反应的反响热H＝反响物的总键能－生成物的总键能。故H＝(198kJ·mol－1×6＋498kJ·mol－1×3)－360kJ·mol－1×12＝－1638kJ·mol－1。]1．共价键是有饱和性和方向性的，以下对于共价键这两个特点的表达中不正确的选项是( )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空间构造D．共价键的方向性与原子轨道的重叠程度相关D[共价键的方向性与原子轨道的伸展方向相关。]2．依据氢原子和氟原子的核外电子排布，以下对F2和HF分子中形成的共价键描绘正确的选项是

(

)A．二者都为

s-s

σ键B．二者都为

p-p

σ键C．前者为

p-p

σ键，后者为

s-p

σ键D．前者为

s-s

σ键，后者为

s-p

σ键C[H

原子的核外电子排布式为

1s，F

原子的核外电子排布式为1s22s22p5，形成共价键时，F为2p电子参加成键，H为1s电子参加成键，则F2分子中形成的共价键为p-pσ键，HF分子中形成的共价键为s-pσ键，C正确。]3．键长、键角和键能是描绘共价键的三个重要参数，下列表达正确的选项是( )A．键角是描绘分子空间构造的重要参数B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反响的能力渐渐减弱C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180°D．H—O键的键能为467kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，耗费的能量为2×467kJ[H—O键、H—F键的键能挨次增大，意味着形成这些键时放出的能量挨次增大，化学键愈来愈稳固，O2、F2与H2反响的能力渐渐加强，B项错误；水分子呈角形，键角为104.5°，C项错误；H—O键的键能为467kJ·mol－1，指的是断开1molH—O键形成气态氢原子随和态氧原子所需吸收的能量为467kJ,18gH2O即1molH2O中含2molH—O键，断开时需汲取2×467kJ的能量形成气态氢原子随和态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还会开释出一部分能量，D项错误。]4．断开1mol化学键形成气态原子所需要的能量用E表示。联合表中信息判断以下说法不正确的选项是( )共价键H—HF—FH—FH—ClH—I－1436157568432298E/(kJ·mol)A．432kJ·mol－1>E(H—Br)>298kJ·mol－1B．表中最稳固的共价键是H—F键C．键的极性：H—F>H—Cl>H—ID．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)H－1＝＋25kJ·mol[键长越短，键能越大，共价键越稳固，键长能够经过原子半径进行比较，同主族元素从上到下原子半径渐渐增大，则H—Br键的键能在H—Cl键和H—I键之间，A正确；键能越大，共价键越稳固，表中H—F键的键能最大，所以H—F键最稳固，B正确；元素非金属性越强，得电子能力越强，电子对越倾向此元素，形成共价键的极性越强，即极性：H—F>H—Cl>H—I，C正确；依据反响热和键能的关系，H(436＋157－2×568)kJ·mol－1＝－543kJ·mol－1，D错误。]5．A、B、C、D、E、F为6种短周期主族元素，它们的核电荷数挨次递加。已知B原子核外最外层电子数是次外层电1子数的两倍，电子总数