共价键的特征与类型

二章第一节共价键第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，知道共价键的特一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G键和n键的形成及特点。新知导学 新知採究实一、共价键的形成与特征共价键的形成概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。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。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。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。共价键的特征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：［I7：I胃沐2p!—原福谴(电了云)重叠由以上分析可知，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。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，电子在核间岀现的概率越大，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。L归纳总结' 1共价键的形成与特征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。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。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。\話学活用下列不属于共价键成键因素的是()共用电子对在两原子核之间高概率出现共用的电子必须配对成键后体系能量降低，趋于稳定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。下列说法正确的是()若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性H3O册存在说明共价键不具有饱和性所有共价键都有方向性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Hf+,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H—H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：'单键：如H—H⑴按共用电子对数目分类｛双键：如C===C、三键:如口N三N「非极性键：如C1—C1按共用电子对是否偏移分类｛皿井轴召—、极性键：如H—C1©键按电子云的重叠方式分类「铀n键2.g键与n键g键G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g键。g键的类型：根据成键电子原子轨道的不同，g键可分为ssg键、spg键、ppg键。ssg键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键。spg键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键。ppG键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键。G键的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。形成g键的原子轨道重叠程度较大，故g键有较强的稳定性。G键的存在：共价单键为G键：共价双键和共价三键中存在一个g键。n键n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n键。n键的特征a.每个n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n键时原子轨道重叠程度比形成g键时小，n键没有g键牢固。n键的存在：n键通常存在于双键或三键中。

归纳总结o键和n键的比较键的类型o键n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r俱000^X活学质用3.o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o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（）H2B.HC1C.Cl2D.F2答案A解析A项中H2是由两个Is轨道形成的o键;B项中是由H的1s轨道与C1的3p轨道形成的o键；C项中是由C1的两个3p轨道形成的o键；D项中是由F的两个2p轨道形成的o键。4•下列有关化学键类型的判断不正确的是（）sso键与spo键的对称性不同B•分子中含有共价键，则至少含有一个o键已知乙炔的结构式为H—C三C—H,则乙炔分子中存在2个o键（C—H）和3个n键（C三C）乙烷分子中只存在o键，即6个C—H键和1个C—C键都为o键，不存在n键答案C解析sso键无方向性，spo键轴对称，A项对；在含有共价键的分子中一定有o键，可能MUIIIIC—C-IlII有n键，如HC1、比等，B项对；单键都为g键，乙烷分子结构式为.丨丨1，其6个C—H键和1个C—C键都为g键，D项正确；共价三键中有一个为g键，另外两个为n键，故乙炔（H—C三C—H）分子中有2个C—Hg键，C三C键中有1个g键、2个n键，C项错。•学习小结f本质』2子之间形成共用电于对（或电子公就叠）特征：具冇方向性和饱和性诚键方式厅键'电子云亘轴对称诚键方式料彳if兀键F电子云呈镜面对称「共价单键——（T«规律《共价双键——1个。键J个兀键、共价m健——1亍。键芒个兀挺当堂检測巩固反愦达标检测当堂检測巩固反愦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（）共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的共价键的方向性决定了分子的立体构型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。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（）两者都为ssg键两者都为ppg键前者为ppg键，后者为spg键前者为ssg键，后者为spg键答案C解析氢原子的核外电子排布式为1si，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ppg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spg键。3•下列有关o键和n键的说法错误的是()含有n键的分子在反应时，n键是化学反应的积极参与者当原子形成分子时，首先形成o键，可能形成n键有些原子在与其他原子形成分子时只能形成o键，不能形成n键D•在分子中，化学键可能只有n键而没有o键答案D解析本题主要考查o键和n键的形成。由于n键的键能小于o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o键，根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成n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o键。4•下列分子中含有两个n键的组合是( )①H2O②CO2③H—C三N④NH3⑤N2⑥CH4①③⑥ B.②③⑤C.①②③⑥ D.③④⑤⑥答案B解析H2O分子中含有2个H—O键，不含n键，①错误；CO2的分子中只有两个C===O,含有两个n键，②正确；H—C三N的分子中有C三N，含有两个n键，③正确；NH3分子中含有3个H—N键，不含n键，④错误；N2的分子中有N三N，含有两个n键，⑤正确；CH4的分子中有4个H—C键，不含n键，⑥错误。故分子中含有两个n键的是②③⑤。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。NH3B.H2OC.HClD.CH4E.C2H6F.N2TOC\o"1-5"\h\z所有的价电子都参与形成共价键的是 。只有一个价电子参与形成共价键的是 。最外层有未参与成键的电子对的是 。既有o键，又有n键的是 。某有机物的结构式如下所示：[[则分子中有 个则分子中有 个G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o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o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o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o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o键，所有价电子都参与成键，C—H为极性键，C—C为非极性键；N2中N原子与另1个N原子形成1个o键，2个n键，还有一对不成键电子。除共价单键全部为o键外，双键中有一个为o键，另一个为n键；三键中有一个为o键，另两个为n键，故该有机物分子中o键总数为7，n键总数为3。课时作业［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（）含有共价键的化合物一定是共价化合物由共价键形成的分子一定是共价化合物分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物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，如巴、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（）H2S和Na2O2 B.H2O2和CaF2C.NH3和N2 D.HNO3和NaCl答案C解析A项，Na2O2中既有离子键又有O—O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。已知：X、Y、Z、W四种元素原子的电负性数值。元糸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( )A.X与Y B.X与WC.Y与Z D.Y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下列物质中o键和n键数目比为1:2的是()A.O2B.HCNC.CO2D.N2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o键和n键数目比为1：1,A错误；HCN的结构式是H—C三N，分子中o键和n键数目比为1：1,B错误；CO2的结构式是O===C===O,分子中o键和n键数目比为1：1，C错误；N2的结构式是N三N，分子中o键和n键数目比为1：2，D正确。下列说法正确的是( )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1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（ ）H2S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N2分子中有一个o键，两个n键两个原子形成共价键时至少有1个o键在双键中，o键不如n键稳定答案D题组三o键、n键的比较与判断7•下列关于o键和n键的说法中，不正确的是（ ）s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成sso键s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成spo键p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成ppo键p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成ppn键答案C解析s轨道只能形成o键；P轨道与p轨道可“头碰头”重叠而形成ppo键，也可“肩并肩”重叠而形成ppn键。8•下列有关o键和n键的说法错误的是（）在某些分子中，化学键可能只有o键而没有n键当原子形成分子时，首先形成o键，可能形成n键C•气体单质中，一定有o键，可能有n键D.—般情况下，同一个分子中的o键比n键更稳定些答案C解析共价键中一定含o键，则在分子中，化学键可能只有o键，而没有n键，A正确；原子形成分子，优先头碰头重叠，则先形成o键，可能形成n键，B正确；气体单质分子中，可能只有o键，如Cl?，也可能既有o键又有n键，如N2，但也可能没有化学键，如稀有气体，C错误；n键不稳定，易断裂，则含有n键的分子在反应时，n键是化学反应的积极参与者，D正确。关于o键和n键的比较，下列说法不正确的是( )o键是轴对称的，n键是镜面对称的o键是“头碰头”式重叠，n键是“肩并肩”式重叠o键不能断裂，n键容易断裂H原子只能形成o键，O原子可以形成o键和n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。o键较稳定，不易断裂，而不是不能断裂。下列说法不正确的是()在CH2===CH—gN分子中含6个o键，3个n键2个原子形成的多重共价键中，只能有一个是o键，而n键可以是一个或多个s电子与s电子间形成的键一定是o键，p电子与p电子间形成的键一定是n键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o键；以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为n键。o键是轴对称，而n键是镜面对称。分子中所有的单键都是o键，双键中有一个o键、一个n键。［能力提升］甲、乙、丙三种有机物的结构如下：OIITOC\o"1-5"\h\z甲：，.丨：■丨.■: ■'I乙:'；■C■■ ■ '■丙：ch2==chcn甲分子中有 个o键， 个n键， (填“有”或“没有”)非极性键。乙分子中每个碳原子形成 个o键， 个n键。丙分子中o键与n键的数目之比为 。答案(1)82有(2)3 1(3)2:1解析(1)甲分子中有3个C—Ho键，2个C—Co键，2个C—Oo键，1个O—Ho键；C==C和C==O中分别有1个n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o键和1个n键，C与两个C