《共价键（学生版）》讲义

第35第35讲共价键知识导航知识导航知识精讲知识精讲一、Cl2、HCl的形成过程过程分析Cl2①氯原子的最外层有7个电子，要达到稳定的8电子结构，需获得1个电子；②两个Cl原子相互接近时，各提供1个电子，形成共用电子对。HCl①氢原子、氯原子要达到稳定的电子结构，均需获得1个电子；②H原子与Cl原子相互接近时，各提供1个电子，形成共用电子对；③由于Cl原子对电子的吸引能力更强，共用电子对会偏向Cl原子二、共价键1.定义：原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。2．成键粒子：非金属元素的原子（稀有气体除外）。3．成键实质：共用电子对对两个原子的电性作用。4．成键原因：通过共用电子对，各原子最外层电子数一般达到“2”或“8”的稳定状态，两原子核都吸引共用电子对，使之处于平衡状态，体系总能量降低。5．存在：①非金属单质分子（稀有气体除外），如H2、O2、Cl2、C等；②非金属形成的化合物中，如H2O、CO2、H2SO4、CH4等；③原子团（根）中，如OH、SO42-三、共价键的分类分类非极性键极性键定义共用电子对不发生偏移的共价键，称为非极性共价键，简称非极性键。共用电子对发生偏移的共价键，称为极性共价键，简称极性键。特征共用电子对不偏向任何一个原子，两个原子均不显电性共用电子对偏向吸引电子能力强的原子，成键的原子呈正电性或负电性判断由同种非金属元素组成由不同种非金属元素组成四、共价化合物1.定义：原子间以共用电子对形成的化合物称为共价化合物。如H2O、CO2、H2SO4等。2.导电性：熔融状态时不导电（即熔融无法破坏共价键），溶于水后可能导电（如HCl、H2SO4等酸），可能不导电（如乙醇）。五、共价分子的电子式1.以共价键形成的分子及其结构分子电子式结构式分子结构模型H2H—HHClH—ClCO2O＝C＝OH2OH—O—HCH42.共价分子电子式的书写共价分子书写规则将短线“—”改为共用电子对，并补齐“8”电子稳定结构（H为“2”电子稳定）示例4．用电子式表示共价分子的形成过程①反应物是原子的电子式；②生成物是共价化合物的电子式；③中间用“→”连接。如：、。六、化学键1.概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。2.形成与分类：七、化学反应的实质化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。八、分子间作用力1.定义：把分子聚集在一起的作用力，叫分子间作用力，又称范德华力。2.特点：分子间作用力比化学键弱得多，主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。3.影响：一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，克服范德华力所需消耗的能量越大，物质的熔、沸点就越高。如：I2＞Br2＞Cl2＞F2。4.氢键（1）概念：分子间存在的一种比范德华力强的分子间作用力。（2）形成条件：通常是N、O、F与H形成。（3）影响：①氢键会使物质的熔点和沸点升高。因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键，消耗较多能量。②水结成冰，体积增大，跟氢键有关。③DNA的结构和生理活性都与氢键的作用有关。对点训练对点训练题型一：共价键、共价化合物的判断【变1-3】（四川省南充高级中学高二期中）下列各组化合物中，化学键类型完全相同的是A．HCl和NaOH B．Na2O2和Al2O3 C．CO2和CaO D．MgCl2和K2S【变2-2】（重庆·西南大学附中高一阶段练习）下列说法中错误的有①化学键断裂的过程一定是化学变化②离子化合物中一定含有金属元素③单质中一定含有非极性共价键④HCl溶于水电离出H+和Cl-，因此HCl中含有离子键⑤含有共价键的化合物一定是共价化合物⑥双原子单质分子中的共价键一定是非极性键A．3个 B．4个 C．5个 D．6个题型二：电子式的书写【例3】（全国·高一课时练习）按要求回答下面问题。(1)N2电子式________、结构式________。(2)CO2电子式________、结构式________。(3)Cl2电子式________、结构式________。(4)CH4电子式________。(5)H3O+电子式________。(6)F﹣电子式________。(7)CaCl2电子式________。题型三：8电子稳定结构【变4】（四川自贡·高二期末）下列分子中所有原子都满足最外层电子结构的是A． B． C． D．题型四：微粒间的作用力【变5-1】（浙江·高二开学考试）下列物质溶于水，既有离子键断裂，又有非极性键断裂的是A．NaHSO4 B．CaH2 C．Na2O2 D．KSCN提分特训提分特训【题1】（云南·弥勒市第二中学高一期中）下列物质中只含有非极性共价键的是A．C12 B．NaC1 C．H2O D．KOH【题2】（浙江·高三阶段练习）含有共价键的正盐的是A． B． C． D．【题3】（福建·莆田二中高一阶段练习）三氟化氮(NF3)常用于微电子工业，可用以下反应制备：4NH3+3F2=NF3+3NH4F，下列说法中，正确的是A．NF3的电子式为F：N：FB．在制备NF3的反应中，各物质均为共价化合物C．NH4F分子中仅含共价键D．在制备NF3的反应中，NH3表现出还原性【题4】（浙江浙江·高一阶段练习）下列说法正确的是A．NH4Cl属于离子化合物，该物质中只存在离子键B．CO2、CH4和H2O2分子中只存在极性共价键C．N2和C12两种分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构D．干冰溶于水生成碳酸的过程只需克服分子间作用力【题7】（全国·模拟预测）W、X、Y、Z是依次增大的短周期元素，W、X构成的一种气态化合物在同条件下是氢气密度的8倍，Y、Z构成的两种化合物之间可无条件相互转化，根据题意下列说法正确的是A．原子半径：Z＞X＞Y＞WB．简单氢化物沸点：Z＞X＞YC．W、Y形成最简化合物的水溶液显酸性D．W、X与X、Z可构成密度相同的气体【题8】（全国·高一课时练习）写出下列物质的电子式：HF___________、F2___________、H2O___________、O2___________、NH3___________、N2___________、CH4___________。提分作业提分作业【练1】（浙江·绍兴市柯桥区教师发展中心模拟预测）下列含有共价键的盐是A．MgCl2 B．Ba(OH)2 C．Na2SO4 D．C2H5OH【练2】（河南商丘·高一期末）下列物质中，既含有离子键又含有非极性共价键的是A． B． C． D．【练3】（上海市建平中学高一期中）下列各组物质中，化学键类型完全相同的是A．和 B．和 C．和 D．和【练4】（陕西·绥德中学高一阶段练习）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．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C．离子键就是阴、阳离子间相互吸引D．只有非金属原子间才能形成共价键【练5】（重庆·高二期中）下列有关化学用语表示正确的是A．的结构式：B．的电子式：C．和的结构示意图都表示为：D．用电子式表示的形成过程：【练7】（上海市洋泾中学高一期中）下列电子式书写正确的是A． B． C． D．【练9】（2017·甘肃·天水市第一中学高一阶段练习）现有下列物质：①Cl2②Na2O2③NaOH④HCl⑤H2O2⑥MgF2⑦NH4Cl（1）只由离子键构成的物质是________（填序号，下同）（2）只由极性键构成的物质是_________（3）由极性键和非极性键构成的物质是_______（4）由离子键和非极性键构成的物质是_______（5）属于离子化合物的物质是__________（6）属于共价化合物的物质的是_______（7）下列变化（填字母）A碘的升华B烧碱熔化C氯化钠溶于水D氯化氢溶于水E氧气溶于水F氯化铵受热分解，未发生化学键破坏的是_______；仅发生离子键破坏的是_________；仅发生共价键破坏的是___；既发生离子键又发货所能共价键破坏的是_________。A组·基础达标1．(广东学业水平)研究化学键有助于人们理解物质的某些性质。下列物质中既含离子键又含共价键的是()A．NaCl B．CO2C．K2SO4 D．H2O【答案】C2．下列各组物质中化学键类型相同的是()A．HClMgCl2NH4Cl B．H2ONa2OCO2C．NH3H2OCO2 D．CaCl2NaOHH2O【答案】C【解析】HCl中含有共价键，MgCl2中含有离子键，NH4Cl中含有离子键和共价键，A错误；H2O中含有共价键，Na2O中含有离子健，CO2中含有共价键，B错误；三者都只含有共价键，C正确；CaCl2中含有离子键，NaOH中含有离子键和共价键，H2O中只含有共价键，D错误。3．在下列变化过程中，属于“破坏极性键和非极性键→形成极性键和非极性键”过程的是()A．冰→水→水蒸气→H2和O2 B．2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaClC．2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O D．2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑【答案】D【解析】H2和O2只含非极性键，A，C均错误；氯化钠只含离子键，B错误；H2O2含极性键和非极性键，H2O含极性键，O2含非极性键，D正确。4．下列有关表述错误的是()A．IBr的电子式为eq\o\al(·,·)eq\o(I,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)Beq\o(r,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)B．HClO的结构式为H—O—ClC．BF3中各原子都满足8电子结构D．MgO的形成过程可以表示为【答案】C【解析】I、Br最外层均有7个电子，通过共用一对电子即可达到8电子稳定结构，A正确；H，Cl，O三原子之间通过共用电子对形成次氯酸，其电子式为Heq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)Ceq\o(l,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)，结构式为H—O—Cl，B正确；BF3的电子式为，其中F最外层达到8电子稳定结构，B最外层只有6个电子，C错误；MgO是离子化合物，其形成过程表示正确，D正确。5．下列关于氢键的说法不正确的是()A．HF的沸点比HCl的沸点高是由于HF分子间存在氢键B．水结冰时体积膨胀是由于水分子之间存在氢键C．NH3的稳定性很强是因为其分子间能形成氢键D．在氨水中水分子和氨分子之间也存在着氢键【答案】C【解析】氢键是某些氢化物(NH3、H2O、HF)分子间存在的比范德华力稍强的作用力。它的存在使氢化物的熔、沸点相对较高，A正确；水结冰时由于水分子大范围的以氢键相互联结，形成相对疏松的晶体，从而在结构上有许多空隙，造成体积膨胀，B正确；在氨水中氨分子和水分子之间主要是以氢键结合的，D正确；NH3的稳定性取决于N—H键，而不是氢键，C错误。6．有X、Y、Z、W四种元素，它们的原子序数分别为6、10、11、17，下列判断错误的是()A．X和W能形成共价化合物 B．Z和W能形成离子化合物C．Y和Z不能形成化合物 D．Y分子中存在共价键【答案】D【解析】X、Y、Z、W四种元素分别为C、Ne、Na、Cl。C和Cl形成共价化合物CCl4，A正确；Na和Cl形成离子化合物NaCl，B正确；Ne是稀有气体元素，不与其他三种元素原子化合，且Ne是单原子分子，分子内无化学键，C正确，D错误。7．短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。下列化合物中同时存在极性共价键和非极性共价键的是()A．Z2Y B．X2Y2C．Z2Y2 D．ZYX【答案】B【解析】由题推出Y为氧元素，Z为钠元素，X为氢元素。Na2O中只含有离子键，A错误；H2O2分子中既含有非极性共价键，又含有极性共价键，B正确；Na2O2中含有离子键和非极性共价键，不含有极性共价键，C错误；NaOH中含有离子键和极性共价键，D错误。8．碘晶体受热转变成碘蒸气。下列关于碘等物质的说法中正确的是()A．HCl溶于水能电离出H＋、Cl－，所以HCl是离子化合物B．碘晶体受热转变成碘蒸气，吸收的热量用于克服碘原子间的作用力C．He、CO2和CH4都是由分子构成，它们中都存在共价键D．NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O，既破坏了离子键，也破坏了共价键【答案】D【解析】HCl属于共价化合物，属于电解质，在溶液中可发生电离，A错误；碘晶体受热转变成碘蒸气，克服分子间作用力，而碘原子间的作用力属于共价键，B错误；He为单原子分子，不存在共价键，C错误；NaHCO3为离子化合物，含有离子键和共价键，受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O，阴阳离子间的离子键断裂，生成CO2和水破坏共价键，D正确。9．(1)试分析下列各种情况下粒子间作用力的变化情况(填“离子键”“极性键”或“非极性键”)：①NaCl溶于水时破坏______________;_②HCl溶于水时破坏______________;_③SO2溶于水时破坏______________;_④NaOH与HCl反应时形成______________和______________;_⑤反应2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O中，被破坏的是________，形成的是______________;_⑥CaCl2和Na2CO3反应时，被破坏的是__________，形成的是______________;_⑦Na2O熔化时被破坏的是______________。(2)下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是________(填序号)。A．NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑B．NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3C．2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2OD．2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2【答案】(1)①离子键②极性键③极性键④离子键极性键⑤非极性键极性键⑥离子键离子键⑦离子键(2)D10．(广东学业水平，节选)联合国大会将2019年定为“国际化学元素周期表年”，高度体现了元素周期表的重要性。下表列出了部分元素在周期表中的位置：(1)元素a～m中金属性最强的是____(填元素符号)；原子最外层电子数与所处周期数相同的元素有____种。(2)g、h、m三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱依次为________________________(填化学式)。(3)《天工开物》记载，“凡火药，以硝石、硫磺为主，草木灰为辅”。由d、e、l三种元素组成的化合物是硝石的主要成分，化学式为______________。(4)由元素e与元素f组成的一种化合物可用于潜艇供氧，该化合物中所含化学键类型有________键和________键。(5)元素h的纳米级单质均匀分散在冰中形成的混合物，是一种固体火箭推进剂。该推进剂高温时产生固体氧化物和元素a的单质，反应的化学方程式为____________________________________。【答案】(1)K3(2)Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3(3)KNO3(4)离子共价(或非极性)(5)2Al＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋3H2↑B组·能力提升11．如图为元素周期表短周期的一部分，下列有关A、B、C、D四种元素的叙述中不正确的是()A．A、C两元素形成的化合物都为共价化合物B．AD2的电子式为eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))·eq\o\al(·,·)·C·eq\o\al(·,·)·eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))C．B、C形成的化合物BC中所含化学键为非极性共价键D．B2的结构式为N≡N【答案】C【解析】根据题意可知，A、B、C、D分别为C、N、O、S四种元素。CO、CO2都为共价化合物，A正确；CS2的电子式为eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))·eq\o\al(·,·)·C·eq\o\al(·,·)·eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))，B正确；NO中为极性共价键，C错误；N2的结构式为N≡N，D正确。12．X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素。已知：①元素对应的原子半径大小为X<Z<Y<M<W；②Y是组成有机物的必要元素；③Z与X可形成两种常见的共价化合物，与W可形成两种常见的离子化合物；④M的电子层数与最外层电子数相等。下列说法不正确的是()A．W、M的离子半径大小：M<WB．YZ2为共价化合物，W2Z2既含有离子键又含有共价键C．Z与X形成的化合物的熔沸点偏高是因其分子内存在氢键D．Z与M形成的化合物可作为耐高温材料【答案】C【解析】由题意推出X为H，Y为C，Z为O，W为Na，M为Al。核外电子层排布相同的粒子，核电荷数大的半径小，A正确；YZ2为CO2，CO2属于共价化合物，W2Z2为Na2O2，其电子式为Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]2－Na＋，既含有离子键也含有共价键，B正确；Z与X形成的化合物是H2O2和H2O，熔沸点高，是因为分子间存在氢键，C错误；Z与M形成的化合物是Al2O3，氧化铝熔沸点较高，因此可作为耐高温材料，D正确。13．元素周期表前20号元素中，某两种元素的原子序数相差3，周期数相差1。(1)这样的两种元素的组合有________种。(2)若这样的两种元素形成化合物时原子数之比为1∶2。①写出这些化合物的化学式：____________________________________;_②在这些化合物中存在的化学键是________(填“离子键”或“共价键”)。(3)若这样的两种元素形成的化合物中原子数之比为1∶1。①写出这其中一种化合物的名称和化学式：______________________；②在这种化合物中存在的化学键是__________(填“离子键”“共价键”或“离子键、共价键”);③这种化合物属于______________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。【答案】(1)7(2)①Na2O、K2S、MgF2、CaCl2②离子键(3)①过氧化钠Na2O2(或过硫化钾K2S2)②离子键、共价键③离子化合物【解析】(1)根据元素周期表中的位置关系推出两种元素的组合有7种：H和Be；He和B；O和Na；F和Mg；Ne和Al；S和K；Cl和Ca。(2)符合要求的两种元素的组合只能是Na2O、K2S、Mg