共价键键参数和分子的性质及其强化练习

五十六、共价键的键参数和分子的性质
一、共价键的参数与意义
1、键能：气态原子形成1mol化学键所释放的能量。

共价键的键能与键长一起用于解释原
子晶体的熔点沸点的高低；与键长一起用于解释共价分子的稳定性；用于解释反应物和生成物都是气体的反应的△H。

2、键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。

共价键的键能与键长一起用于解释原子晶
体的熔点沸点的高低；与键能一起用于解释共价分子的稳定性。

3、键角：在多原子分子中，两个相邻的共价键之间的夹角。

共价键的键角与键长一起用于
解释几何构型。

4、键极性：共价键中共用电子对是否偏移的性质。

键极性用于解释共价化合物的原子的化
合价。

与分子的几何构型一起用于解释分子的极性。

二、共价键的键参数对物质性质的影响
1、在原子晶体中，共价键的键能越大，键长越小，共价键就越强，熔点沸点就越高。

例如：金刚石、晶体硅、金刚砂都是原子晶体，由于键能C—C>C—Si>SI—Si，键长
C—C<C—Si<SI—Si，导致熔点金刚石>金刚砂>晶体硅。

2、在分子晶体中，共价键的键能越大，键长越小，共价键就越强，分子就越稳定，受热就
越难分解。

例如：在氟化氢、氯化氢、溴化氢、碘化氢分子中，键能H—F>H—Cl>H—Br>H—I，键长H—F<H—Cl<H—Br<H—I，导致稳定性HF>HCl>HBr>HI。

3、对于反应物和生成物都是气体的反应，气体反应物的总键能与气体生成物的总键能之差
就是该气体反应的反应热。

△H=E（气体反应物）—E（气体生成物），如果气体反应物的总键能与气体生成物的总键能之差大于0，说明反应为吸热反应；气体反应物的总键能与气体生成物的总键能之差小于0，说明反应为放热反应。

4、共价键的键角大小和键长大小决定了几何构型。

例如：在CH4分子中，键角为109°28’，四个C—H键长相等，所以CH4是正四面体构型。

而CH3Cl分子中，键角也为109°28’，但C—H键长与C—Cl键长不相等，所以CH3Cl分子只是四面体，而不是正四面体构型。

5、共价键的键极性决定了共价化合物的化合价。

共用电子对偏向的元素的原子显负价，共
用电子对偏离的元素的原子显正价。

例如：在CO2分子中，两对共用电子对偏向氧原子，氧元素呈－2价，碳元素呈+4价。

6、共价键的键极性和分子的几何构型一起决定了分子的极性。

分子的极性是指电荷的分布
是不均匀的，不对称的性质。

电荷的分布是不均匀的，不对称的的分子是极性分子；电荷的分布是均匀的，对称的分子是非极性分子。

没有键的极性就没有分子的极性，有了键的极性才有可能使分子呈极性。

但键极性不等于分子的极性。

如果分子的几何构型，不能使键的极性相互抵消，分子就呈极性；如果分子的几何构型，能够使键的极性相互抵消，分子就不呈极性。

一般判定方法是：对于ABn型分子，如果中心原子A的最外层电子都用于成键，则该分子就是非极性分子。

分子是否具有极性可以用于解释物质的溶解性：极性分子易溶于极性分子的溶剂中，非极性分子易溶于非极性分子的溶剂中。

例如：在CO2分子中，C=O是极性键，共用电子对都偏向O，由于CO2是直线型分子，键角为180°，两个C=O的键极性大小相等，方向相反，互相抵消，使整个二氧化碳分子不显极性，所以CO2是非极性分子。

而H2O分子，H—O是极性键，共用电子对偏向O，由于H2O是角形分子，键角小于109°28’，两个H—O的键极性虽然大小相等，但
方向不相反，不能相互抵消，使得H2O分子呈极性，所以H2O是极性分子。

三、共价单质和化合物的几何构型和分子的极性
1、所有的双原子分子几何构型都是直线型，如果是单质双原子分子，是非极性分子；如果
是化合物双原子分子，是极性分子。

例如：H2、Cl2、N2、O2都是非极性分子，HCl、NO、CO是极性分子。

2、角形的三原子分子，如H2O、SO2是极性分子；直线型多原子分子，如BeCl2、CO2、C2H2、
HCN，其中CO2、C2H2是非极性分子，HCN是极性分子。

3、正三角形四原子分子，如BF3、SO3是非极性分子。

4、三角锥形四原子分子，如NH3、PCl3是极性分子。

5、正四面体分子，如P4、CH4、CCl4是非极性分子。

正四面体构型的物质和微粒有：金刚石、晶体硅、金刚砂、SiO2、P4、CH4、CCl4、
NH4＋。

6、正六边形分子有苯，是非极性分子，四边形分子，如乙烯是非极性分子。

四、强化练习
1、近期《美国化学会志》报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、
80Mpa下合成出金刚石，具有深远意义。

下列说法不正确
．．．的是（）A．由二氧化碳合成金刚石是化学变化
B．金刚石是碳的一种同位素
C．钠被氧化最终生成碳酸钠
D．金刚石中只含有非极性共价键
2、下列分子中，所有原子不可能
．．．共处在同一平面上的是（）
A．C2H2B．CS2C．NH3D．C6H6
3、下列分子含有的电子数目与HF相同，且只有两个极性共价键的是（）
A．CO2B．N2O C．H2O D．CH4
4、下列分子有极性的是（）
A．CCl4B．CO2C．NH3D．C6H6
5、下列叙述正确的是
A NH3是极性分子，分子中N原子是在3个H原子所组成的三角形的中心
B CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
C H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
D CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
6、下列关于粒子结构的描述不正确的是（）
A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子
B.HS-和HCl均是含有一个极性键的18电子粒子
C.CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子
中含中子、质子、电子各10N A（N A代表阿伏加德罗常数的值）
D.1 mol O
D16
2
7、下列叙述中正确的是（）
A. NH3、CO、CO2都是极性分子
B. CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C. HF、HCl、HBr、Hl的稳定性依次增强
D. CS2、H2O、C2H2都是直线型分子。