2.1.1共价键高二化学教学讲与练（人教版2019选择性必修2）(原卷版)

第二章分子结构与性质第一节共价键第1课时共价键课程标准核心素养目标1.能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型，能辨识物质中含有的共价键。2.理解共价键中σ键和π键的区别，建立σ键和π键的思维模型，熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。1．通过对共价键的微粒、类型的研究，“宏观辨识与微观探析”的学科素养。2．通过研究σ键和π键思维模型，培养学生“证据推理和模型认知”的学科素养。一、共价键的形成与特征1．共价键的形成(1)概念：原子间通过所形成的相互作用，叫做共价键。(2)成键的粒子：一般为原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。(3)本质：原子间通过(即原子轨道重叠)产生的强烈作用。2．共价键的特征(1)饱和性按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个电子，便可和几个自旋状态的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。(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，原子轨道重叠的越多，电子在核间出现的越大，所形成的共价键就越，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率的方向形成，所以共价键具有方向性。如图所示。【易错警示】对于共价键的错误认识(1)共价键不仅存在于共价化合物中，也可以存在于离子化合物中，如NaOH、NH4Cl中都含有共价键，还可以存在于非金属单质中，如H2、O3等。(2)非金属元素之间并不是只形成共价键，也可以形成离子键，如铵盐(NH4NO3)只由非金属元素组成，但是含有离子键。(3)活泼的金属元素和非金属元素之间也可以形成共价键，如AlCl3中只有共价键。(4)所有共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如ssσ键就没有方向性。二、共价键类型(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类)1．σ键形成由两个原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成类型ss型sp型pp型特征以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为；σ键的强度2.π键形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成ppπ键特征π键的电子云具有性，即每个π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；π键旋转；不如σ键，较易3.判断σ键、π键的一般规律共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键、一个π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成。4．大π键的简介(1)简介：大π键一般是三个或更多个原子间形成的，是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键。(2)表达式：Πeq\o\al(n,m)。其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。(3)一般判断：对于多电子的粒子，若中心原子的杂化不是sp3杂化，中心原子与配位原子可能形成大π键。(4)示例：Πeq\o\al(6,6)，CH2CH—CHCH2：Πeq\o\al(4,4)，NOeq\o\al(－,3)：Πeq\o\al(6,4)，SO2：Πeq\o\al(4,3)，O3：Πeq\o\al(4,3)，COeq\o\al(2－,3)：Πeq\o\al(6,4)。【归纳总结】共价键的分类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(按共用电子对的数目\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(共价单键——σ键,共价双键——1个σ键、1个π键,共价三键——1个σ键、2个π键)),按电子云重叠方式\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(σ键\o(→,\s\up7(特征))电子云呈轴对称,π键\o(→,\s\up7(特征))电子云呈镜面对称))))探究一σ键和π键的比较及其判断下面是乙烷、乙烯、乙炔的分子结构。【问题探究】1.仔细观察乙烷、乙烯、乙炔的分子结构，指出它们分子中分别含几个σ键和几个π键？2.乙烯、乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？键的类型σ键π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化学活泼性不活泼活泼示意图【名师点拨】(1)因s电子云轮廓图是球形的，故s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。(2)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。(3)通常情况下，σ键比π键牢固，π键容易断裂，如乙烯、乙炔的化学性质比乙烷活泼，但N2中的π键由于原子轨道重叠程度大，π键牢固，故N2中的π键不易断裂，不易发生加成反应和氧化反应。1.乙烷的化学键乙烷的结构简式是CH3—CH3，在乙烷分子中，每个碳原子与3个氢原子形成3个σ键，2个碳原子之间形成1个σ键，所以乙烷分子中共有7个σ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σ键，2个碳原子之间形成1个σ键和1个π键，所以乙烯分子中共有5个σ键和1个π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σ键，2个碳原子之间形成1个σ键和2个π键，所以乙炔分子中共有3个σ键和2个π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σ键与氢原子结合，每个碳原子以两个σ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π键(称为“大π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。【例1】(2023·吉林长春市实验中学高二期中)某有机物的结构简式为HC≡CCH2CH=CH2，则该有机物分子中含有的σ键和π键的数目分别为()A．11、3 B．10、3C．11、4 D．10、41.(2023·山西省实验中学高二期末)N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，·表示对应原子提供的电子。下列说法错误的是()A．N2分子与CO分子中都含σ键和π键B．N2分子与CO分子中的π键不完全相同C．电负性：C<OD．N2分子中含有2个π键，CO分子中含有1个π键1．（2023上·辽宁省盘锦一中高二月考）下列关于共价键的说法正确的是A．键能是衡量化学键强度的物理量B．键长是指形成共价键的两个原子之间的间距C．两个原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，键能越大D．单键一般比双键的键能更大2．（2023下·江苏省泰州一中期中）下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是A．烷烃中的化学键均为σ键B．CH3CH2Br中C—H键的极性比C—Br键的极性弱C．乙烯分子中含有极性键和非极性键D．1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键3．（2023·山西省临汾一中高二月考）下列说法正确的是A．在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键B．烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中只含有σ键，而烯烃还含有π键C．p电子与p电子不能形成σ键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4．（2023上·河南省商丘一中期中）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H—C≡C—H，则乙炔分子中存在2个σ键（C—H）和3个π键（C≡C）D．乙烷分子中只有σ键，即6个C—H键和1个C—C键都为σ键，不存在π键5．（2023下·湖北武汉·高二联考）有关3—甲基—1—丁炔分子的说法正确的是（

）A．12个σ键，2个π键 B．11个σ键，3个π键C．11个σ键，2个π键 D．12个σ键，3个π键6．（2023上·浙江绍兴·高二统考）下列说法不正确的是A．H只能形成键，O可以形成键和键B．氧原子可以形成、，也可以形成C．共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子D．键和键的电子云形状的对称性相同7．（2023上·广东肇庆第一中学月考）下列有关σ键和π键的说法错误的是A．在某些分子中，化学键可能只有π键而没有σ键B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键C．σ键的特征是轴对称，π键的特征是镜面对称D．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者8．（2023上·福建省莆田一中月考）下列说法正确的是A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的方向性B．s轨道和p轨道重叠可以形成π键C．共价键都具有方向性D．C2H4与Cl2的加成反应C2H4只涉及π键断裂9．（2023下·河北衡水第一中学月考）下列关于σ键和π键的说法不正确的是A．σ键能单独形成，π键不能单独形成B．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转C．双键中一定有一个σ键，一个π键，三键中一定有一个σ键，两个π键D．CH3CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ键都是CC键，所以键能都相同10．（2023·湖北省孝感一中高二月考）下列分子中既含键，又含键的是A．① B．② C．③ D．④11．（2023上·四川成都高二统考）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．分子中含键而分子中除键外还含有键12．（2023·吉林省松原一中高二月考）下列有机化合物中σ键与π键个数比为3∶2的是A．CH3CH3 B．CH2=CH2C．CH≡CH D．CH413．（2023上·山东省淄博一中高二月考）下列关于共价键的说法正确的是A．共价键只存在于非金属原子间B．两个原子形成共价键时，原子之间只能存在一对共用电子对C．两个原子形成共价键时，每个原子周围都有8个电子D．共价键是通过共用电子对形成的一种相互作用14．（2023·陕西省铜川一中高二月考）下列说法中，错误