新课标高中化学选修3第一节共价键的特征与类型

新课标高中化学选修3第一节共价键的特征与类型
新课标高中化学选修3第一节共价键的特征与类型

第一节共价键

第1课时共价键的特征与类型

学业要求素养对接

1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价

键,了解共价键具有饱和性和方向性。

2.能说出共价键的主要类型、特征和实质。

微观探析:共价键的形成。

模型认知:共价键类型的判断。

[知识梳理]

一、共价键的形成与特征

1.共价键的形成

(1)概念:原子间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。

(2)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。

(3)键的本质:原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈相互作用。

(4)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。

(5)含共价键的物质:非金属单质、共价化合物和某些离子化合物。

2.共价键的特征

(1)饱和性:决定分子的组成。

(2)方向性:决定分子的立体构型。

二、共价键的类型:σ键与π键

1.σ键

形成成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠而形成

类型s-s

型H—H的s-s σ键的形成

s-p

H—Cl的s-p σ键的形成

类型

p-p

型Cl—Cl的p-p σ键的形成

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;σ键的强度较大

续表

2.π键

形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成p-p π键

p-p π键的形成

特征π键的电子云具有镜像对称性,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,它们互为镜像;π键不能旋转;不如σ键牢固,较易断裂

3.σ键、π键的存在规律

共价单键为σ键;共价双键中有一个σ键、一个π键;共价三键是由一个σ键和两个π键组成。

[自我检测]

1.判断正误,正确的打“√”;错误的打“×”。

(1)HF和HCl分子中共价键都是σ键。()

(2)所有的共价键都有方向性。()

(3)HF比HCl的稳定性强。()

(4)氢原子和氟原子、氯原子均可以σ键相结合,其成键轨道完全相同。()

(5)1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023。()

(6)CS2分子里有一个σ键和一个π键。()

(7)两个原子间可以只形成σ键,但不能只形成π键。()

答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√

2.指出下图所表示的共价键名称,并列举含有该共价键的一种物质,写出其分子式:

共价键名称举例

①________________,___________________________________________;

②________________,___________________________________________;

③________________,___________________________________________;

④________________,___________________________________________;

⑤________________,___________________________________________;

答案①s-sσ键H2②s-pσ键HCl③p-pσ键Cl2④p z-p zπ键N2

⑤p y-p yπ键N2

3.在下列分子中,①HF,②Br2,③H2O,④N2,⑤CO2,⑥H2,⑦H2O2,⑧HCN。分子中只有σ键的是________(填序号,下同),分子中含有π键的是________,分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是________,分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________,分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________,分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。

答案①②③⑥⑦④⑤⑧②④⑤⑥①③⑦⑧②④⑤⑦⑧

学习任务一共价键的本质特征

【合作交流】

共价键是由键合原子双方各提供自旋方式相反的未成对价电子用以成对,核间电子概率密度大吸引原子核而成的。即共价键形成的本质就是电子云的重叠,电子云重叠越多,分子越稳定。且两个原子的未成对电子,只有自旋相反,才能配对

形成一个共价键。

1.任何分子中的共价键都有方向性吗?

提示不是。如H2分子中的共价键没有方向性。

2.所有单质都有共价键吗?

提示并不是所有的单质中都有共价键,稀有气体中不存在化学键,金属单质中不存在共价键。

【点拨提升】

1.共价键的特征

(1)饱和性。

①一个原子有几个未成对电子,便和几个自旋状态相反的电子配对成键,形成几个共价键。如H、Cl都只有一个未成对电子,因而只能形成H2、HCl、Cl2分子,即分子中只有一个共价键,而不能形成H3、HCl2、Cl3分子;一个N有3个未成

对电子,两个N可以形成N≡N共价三键,一个N可与3个氢形成,含有3个共价键。

②共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。

(2)方向性。

共价键形成时,两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠,重叠程度越大,形成的共价键越牢固。同种分子(如HX)中成键原子电子云(原子轨道)重叠程度越大,形成的共价键越牢固,分子结构越稳定。如HX的稳定性:HF>HCl>HBr>HI。

共价键的方向性决定了分子的立体构型。

2.共价键的表示方法

(1)用电子式表示:用小黑点(或×)表示原子最外层电子。

(2)用结构式表示:用一条短线表示一对共用电子。如HClO的电子式为

、结构式为H—O—Cl。

3.共价键的存在范围

(1)共价化合物:以共用电子对(形成共价键)形成分子的化合物称为共价化合物。共

价化合物的组成粒子(原子)通过共价键结合成分子,因此共价化合物中一定存在共价键。如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。

(2)非金属单质分子中(稀有气体除外),如O2、F2、H2、C60等。

(3)部分离子化合物中,如Na2SO4中的SO2-4中存在共价键,NaOH中的OH-中存在共价键,NH4Cl中的NH+4中存在共价键,Na2O2中的O2-2中存在共价键,等等。【例1】下列说法中正确的是()

A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性

B.H3O+的存在说明共价键不具有饱和性

C.所有共价键都有方向性

D.两个原子轨道发生重叠后,电子仅存在于两核之间

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H3O+,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机会大,D项错。

答案 A

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,形成共价键时,原子轨道重叠的程度越大共价键越牢固,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。

【变式训练】

1.下列不属于共价键成键因素的是()

A.共用电子对在两原子核之间高概率出现

B.共用的电子必须配对

C.成键后体系能量降低,趋于稳定

D.两原子核体积大小要适中

解析共价键的成因和本质是,当成键原子相互靠近时,原子轨道发生重叠,自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对,两原子核间的电子云密度增加,体系

的能量降低。

答案 D

2.原子间形成分子时,决定各原子相互结合的数量关系的是()

A.共价键的方向性

B.共价键的饱和性

C.形成共价键原子的大小

D.共价键的稳定性

解析原子间形成分子时,形成了共价键,共价键具有饱和性和方向性,方向性决定分子的立体构型,饱和性则决定分子中各原子的数量关系。

答案 B

3.共价键具有饱和性和方向性,下列关于共价键这两个特征的叙述中,不正确的是()

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.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系

D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关

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、C两项正确;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存在着必然的联系,故B项正确、D项错误。答案 D

学习任务二共价键的类型与σ键和π键的比较

【合作交流】

观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答:

1.乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成?

提示乙烷分子由7个σ键组成;乙烯分子由5个σ键和1个π键组成;乙炔分子由3个σ键和2个π键组成。

2.乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢?

提示乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有1个和2个π键,π键原子轨道重叠程度小,不稳定,容易断裂。而乙烷中没有π键,σ键稳定,不易断裂。

3.H原子和H原子、H原子和Cl原子、Cl原子和Cl原子分别均以σ键结合成H2、HCl和Cl2分子,共价键轨道完全相同吗?

提示不相同。H原子的未成对电子位于1s轨道,Cl原子的未成对电子位于3p 轨道,即H原子和H原子成键以1s和1s轨道“头碰头”重叠,H原子和Cl原子以1s和3p轨道“头碰头”重叠,Cl原子和Cl原子以3p和3p轨道“头碰头”重叠。

【点拨提升】

1.共价键的类型

2.σ键与π键的区别

【例2】有下列十种物质:①CH4②CH3CH2OH

③N2④HCl⑤CO2⑥CH3CH3⑦C2H4⑧C2H2

⑨H2O2⑩HCHO

请按要求回答下列问题(填写编号):

(1)只有σ键的有________,既有σ键又有π键的有________。

(2)只含有极性键的化合物有__________,既含有极性键,又含有非极性键的化合物有________。

(3)含有双键的有________,含有三键的有________。

解析十种物质的结构式分别为

。根据以下两点判断化学键类型:①单键是σ键,双键中有1个σ键和1个π键,三键中有1个σ键和2个π键;②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键,不同种元素原子之间形成的共价键是极性键。答案(1)①②④⑥⑨③⑤⑦⑧⑩(2)①④⑤⑩

②⑥⑦⑧⑨(3)⑤⑦⑩③⑧

分子中σ键与π键的判断方法

根据成键原子的价电子数来判断能形成几个共用电子对。如果只有一个共用电子

对,则该共价键一定是σ键;如果形成多个共用电子对时,则先形成1个σ键,另外的原子轨道形成π键。

【变式训练】

4.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()

A.两者都为s-s σ键

B.两者都为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

解析H原子的1个电子排布在1s轨道,F原子的最外层7个电子的排布为2s、2p轨道,F2单质中共价键是p-p σ键,而HF分子中是H原子的1s轨道与F原子的2p轨道头碰头重叠,形成s-p σ键。

答案 C

5.下列物质中σ键和π键数目比为1∶2的是()

A.O2

B.HCN

C.CO2

D.N2

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σ键和π键数目比为1∶1,A错误;HCN的结构式是H—C≡N,分子中σ键和π键数目比为1∶1,B错误;CO2的结构式是O===C===O,分子中σ键和π键数目比为1∶1,C错误;N2的结构式是N≡N,分子中σ键和π键数目比为1∶2,D正确。

答案 D

6.P元素的外围电子排布为3s23p3,P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5,对此判断正确的是()

A.磷原子最外层有三个未成对电子,故只能结合三个氯原子形成PCl3

B.PCl3分子中的P—Cl键含有π键

C.PCl5分子中的P—Cl键都是π键

D.磷原子最外层有三个未成对电子,但是能形成PCl5,说明传统的价键理论存在缺陷

解析PCl3的电子式为,P—Cl键都是σ键。PCl5分子中有5个P—Cl σ键,这违背了传统价键理论饱和性原则,说明传统价键理论不能解释PCl5的结构,即传统价键理论存在缺陷。

答案 D

分层训练

基础练

1.下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是()

A.CH4与NH3

B.C2H6与C2H4

C.H2与Cl2

D.Cl2与N2

解析A项中全是s-pσ键;而B项中C2H6只存在σ键,而C2H4存在σ键和π键;C项中H2为s-sσ键,Cl2为p-pσ键;D项中Cl2中只存在σ键,而N2中存在σ键和π键。

答案 A

2.下列分子既不存在s-pσ键,也不存在p-pπ键的是()

A.HCl

B.HF

C.SO2

D.SCl2

解析A项和B项的分子都含有H原子,能提供s电子云与p电子云形成s-pσ;C项的分子含有S=O键,应有π键存在;D项SCl2分子中只存在2个p-pσ键

()。

答案 D

3.关于乙醇分子的说法正确的是()

A.分子中共含有8个极性键

B.分子中不含非极性键

C.分子中只含σ键

D.分子中含有1个π键

解析乙醇的结构简式为CH3CH2OH,共有8个共价键,其中C—H、C—O、O—H 键为极性键,共7个,C—C键为非极性键,由于全为单键,故无π键。

答案 C

4.下列分子中的σ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()

A.H2

https://www.360docs.net/doc/3218326129.html,l4

C.Cl2

D.F2

解析A项中H2是由两个1s轨道形成σ键;B项中Cl的3p轨道与C的2s轨道或2p轨道形成σ键;C项是由两个3p轨道形成σ键;D项中是由两个2p轨道形成σ键。

答案 A

5.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是()

A.H2O2(过氧化氢):H—O===O—H

B.N2H4(肼):

C.C2H5SH(乙硫醇):

D.SiHCl3(三氯氢硅):

解析由共价键的饱和性可知:C、Si均形成4个共价键,H形成1个共价键,N 形成3个共价键,O、S均形成2个共价键。A项中O原子间是双键,且每个氧原子与1个氢原子再形成1个单键,即每个氧原子形成3个共价键,与其饱和性不相符。

答案 A

6.下列说法正确的是()

A.p轨道之间以“肩并肩”的方式重叠可形成σ键

B.氮气分子中氮氮三键易断裂

C.共价键是两个原子轨道以“头碰头”的方式重叠而成的

D.CO2分子中有两个σ键和两个π键,且均是通过p轨道相互重叠而成的

解析共价键的成键方式是由电子云的重叠方式决定的,以“肩并肩”的方式重叠而成的是π键,以“头碰头”的方式重叠而成的是σ键,A、C选项均错误。氮气分子中的氮氮三键不易断裂,B错误;CO2的结构式为O===C===O,根据共价键的成键规律可知,该分子中有两个σ键和两个π键,D选项正确。

答案 D

7.香蕉是我们喜爱的水果之一,香蕉产于南方,到北方之前是未成熟的,但买到的却是成熟的香蕉,这是因为喷洒了催熟剂的缘故。其中乙烯就是一种常用的催熟剂,下列对于乙烯中化学键的分析中正确的是()

A.在乙烯分子中有一个σ键、一个π键

B.乙烯在发生加成反应时,断裂的是碳原子间的σ键

C.乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯,在该过程断裂的是C—H σ键

D.乙烯分子中的σ键关于镜面对称

解析在乙烯分子中存在4个C—H σ键和1个C—C σ键,同时还含有1个C—C π键,A错误;由于σ键要比π键稳定,故乙烯在发生加成反应时断裂的是C—C π键,B错误;由乙烯制得氯乙烯可看作是乙烯中的一个氢原子被氯原子取代,故断裂的是C—H σ键,C正确;σ键是轴对称,D错误。

答案 C

8.下列说法中不正确的是()

A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强

B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键

C.气体单质分子中,一定有σ键,可能有π键

D.HClO分子中有s-p σ键和p-p σ键

解析气体单质分子中,可能有σ键,如Cl2,可能有π键,如N2,也可能没有化学键,如稀有气体。H—O—Cl分子中,H—O键是s-p σ键,O—Cl键是p-p σ键。答案 C

9.有以下物质:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,

⑨HCN(H—C≡N)。

(1)只含有极性键的是________;只含有非极性键的是________;既有极性键又有非极性键的是________。

(2)只有σ键的是________;既有σ键又有π键的是________。

(3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________。

(4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。

(5)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。解析(1)由同一种非金属元素形成的共价键是非极性共价键,由不同种非金属元素形成的共价键是极性键,故只含有极性键的是①、③、⑨;只含有非极性键的是②、④、⑦;既有极性键又有非极性键的是⑤、⑥、⑧。(2)σ键是“头碰头”的方式形成的,而π键是以“肩并肩”的方式形成的,即单键都是σ键,而双键或三键才含有π键,故只有σ键的是①、②、③、⑥、⑦、⑧;既有σ键又有π键的是④、⑤、⑨。(3)构成H2的H原子都是只有s轨道,故含有由两个原子的s 轨道重叠形成的σ键的只能是H2。(4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p 轨道重叠形成的σ键,说明σ共价键中一定含有H原子,故正确答案为①、③、⑤、⑥、⑧、⑨。(5)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键,说明构成这种σ键的原子中一定没有H原子,故正确答案为②、④、⑤、⑥、⑧、⑨。

答案(1)①③⑨②④⑦⑤⑥⑧

(2)①②③⑥⑦⑧④⑤⑨(3)⑦

(4)①③⑤⑥⑧⑨(5)②④⑤⑥⑧⑨

10.有A、B、C、D、E五种元素,已知:

①它们分别位于3个不同的短周期,核电荷数依次增大。

②E元素的电离能(kJ·mol-1)数据见下表:

③A、E分别都能与D按原子个数比1∶1或2∶1形成化合物。

④B、C分别都能与D按原子个数比1∶1或1∶2形成化合物。

(1)写出两种只含有A、B、D、E四种元素的无水盐的化学式:________、________。

(2)B2A2分子中存在________个σ键和________个π键。

(3)分别写出③和④中按原子个数比1∶1和1∶2形成的化合物的化学式:________、________、________、________。

解析根据五种元素分别位于3个不同的短周期,且核电荷数依次增大,可知A 为H元素;根据E的电离能数据可知E为第ⅠA族的碱金属元素,为Na元素;H、Na分别都能与O形成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物,所以D为O元素;原子序数比O小且与O可以按照原子个数比1∶1或1∶2形成化合物的元素为C 元素和N元素,所以B、C分别为C元素和N元素。

答案(1)NaHCO3CH3COONa(或其他有机酸的盐)

(2)32(3)H2O2Na2O2CO2NO2

素养练

11.a、b、c、d为四种由短周期元素组成的物质,它们的组成微粒中都含有14个电子,且四种物质中均只含共价键。试回答下列问题:

(1)a是单质,可用作半导体材料,则构成a物质的原子的核外电子排布式为_______________________________________________________。

(2)b是双核化合物,常温下为无色无味的气体,则b的化学式为________。

(3)c是双核单质,其电子式为__________________________________,

c分子中所含共价键类型为________(填“极性键”或“非极性键”)。

(4)d是四核化合物,其结构式为________,1个d分子中含有________个σ键,________个π键,其中σ键的强度________(填“>”“<”或“=”)π键,原因是_______________________________________________________。

解析a是单质,可用作半导体材料,且含有14个电子,则a是Si;b是双核化合物,含有14个电子,且常温下为无色无味的气体,则b为CO;c是双核单质,每个原子中含有7个电子,则c为N2;d是四核化合物,即4个原子共有14个电子,则d为C2H2,C2H2的结构式为H—C≡C—H,1个C2H2分子中含有3个σ键,

2个π键。

答案(1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2

(2)CO

(3)··N??N··非极性键

(4)H—C≡C—H32>形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键大,形成的共价键强

12.甲、乙、丙、丁四种有机物的结构如下:

(1)甲分子中有________个σ键,________个π键。

(2)乙分子中有________个σ键,________个π键,________(填“有”或“没有”)非极性键。

(3)丙分子中每个碳原子形成________个σ键,________个π键。

(4)丁分子中σ键与π键的数目之比为________。

解析(1)甲分子中除5条单键全是σ键外,双键中1个是σ键,另1个是π键,三键中1个是σ键,另2个是π键。故甲分子中σ键总数为7,π键总数为3。(2)乙分子中有3个C—H σ键,2个C—C σ键,2个C—O σ键,1个O—H σ键;C==C和C==O中分别有1个π键;有C==C、C—C非极性键。

(3)丙分子中C与O原子之间形成1个σ键和1个π键,C与两个Cl原子之间分别形成1个σ键。

(4)丁分子中含有1个C==C键,1个键,3个C—H键和1个C—C键,故丁分子中共有6个σ键和3个π键。

答案(1)73(2)82有(3)31(4)2∶1

13.回答下列问题:

(1)1 mol CO2中含有的σ键数目为________。

(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为________。HCN分子内σ键与π键数目之比为________。

(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是

N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g)

ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1

若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键有________mol。

(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数比为________。

(5)1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为________个,1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。

(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中,共价键的极性由强到弱的顺序是________。

解析(1)CO2分子内含有碳氧双键,双键中一个是σ键,另一个是π键,则1 mol CO2中含有的σ键为2N A。

(2)N2的结构式为,推知:CO结构式为,含有1个σ键、2个π键;CN-结构式为,HCN分子结构式为

,HCN分子中σ键与π键均为2个。

(3)反应中有4 mol N—H键断裂,即有1 mol N2H4参加反应,生成1.5 mol N2,则形成的π键有3 mol。

(4)设分子式为C m H n,则6m+n=16,解之得m=2,n=4,即C2H4,结构式为

。单键为σ键,双键有1个σ键和1个π键,所以C2H4中共

含有5个σ键和1个π键。

(5)乙醛和CO(NH2)2的结构简式分别为,故1 mol乙醛中含有σ键6N A个,1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。

(6)两个成键原子的电负性差别越大,它们形成共价键的极性就大(或从非金属性强弱上来判断)。由于电负性:F>O>N>C,因此四种元素与H形成的共价键的极性:F—H>O—H>N—H>C—H。

答案(1)2N A(2)1∶21∶1(3)3(4)5∶1

(5)6N A7(6)HF、H2O、NH3、CH4

14.现有四种短周期元素A、B、C、D,已知:①C、D在同一周期,A、B在同一主族;②它们可以组成化合物A2C、B2C2、DC2、D2A4等;③B的阳离子与C的阴离子的核外电子排布相同;④B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2,B与A2C 反应生成气体A2,A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃发生爆炸,其产物是一种常温下常见的无色无味的液体。请回答:

(1)写出元素符号:A________、B________、C________、D________。

(2)在A2C、B2C2、DC2和D2A4中,同时含有离子键和非极性共价键的化合物的电子式为_______________________________________________________;

按原子轨道重叠方式,其非极性键的类型是________。化合物DC2的结构式为________。

(3)A2C分子的电子式为________,按原子轨道重叠方式,其共价键的类型是________。D2A4是平面形分子,其分子中含有________个σ键,________个π键。

(4)写出化学方程式或离子方程式:

B2C2与A2C反应的化学方程式____________________________________

_______________________________________________________;

B2C2与DC2反应的化学方程式_______________________________

_______________________________________________________;

B与A2C反应的离子方程式_______________________________

_______________________________________________________。

解析由A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃能发生爆炸,其产物是一种常温

下常见的无色无味的液体,可知该液体是H2O,A是H元素,C是O元素;由B 与A2C反应生成气体A2知,B是Na元素;由B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2知,D是碳元素。

答案(1)H Na O C

(2)p-p σ键O===C===O

(3)s-p σ键5 1

(4)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑

2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2

2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑

共价键的特征与类型

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,知道共价键的特征——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σ键和π键的形成及特点。 一、共价键的形成与特征 1.共价键的形成 (1)概念:原子间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。 (2)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。 (3)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。 (4)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。 2.共价键的特征 (1)饱和性 ①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”。 ②用电子排布图表示HF分子中共用电子对的形成如下: ③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。 (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 子轨道重叠的愈多,电子在核间出现的概率越大,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。 共价键的形成与特征 (1)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。 (2)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。 (3)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。 1.下列不属于共价键成键因素的是() A.共用电子对在两原子核之间高概率出现 B.共用的电子必须配对 C.成键后体系能量降低,趋于稳定 D.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。 2.下列说法正确的是() A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性 B.H3O+的存在说明共价键不具有饱和性 C.所有共价键都有方向性 D.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H3O+,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

高中化学选修3知识点总结

高中化学选修3知识点总结 二、复习要点 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 (一)原子结构 1、能层和能级 (1)能层和能级的划分 ①在同一个原子中,离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子,能量也可能不同,还可以把它们分成能级s、p、d、f,能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层,能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同,所容纳的最多电子数相同。 (2)能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是:2n2(n:能层的序数)。 2、构造原理 (1)构造原理是电子排入轨道的顺序,构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 (2)构造原理是书写基态原子电子排布式的依据,也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。

(3)不同能层的能级有交错现象,如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。原子轨道的能量关系是:ns<(n-2)f <(n-1)d <np (4)能级组序数对应着元素周期表的周期序数,能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。 根据构造原理,在多电子原子的电子排布中:各能层最多容纳的电子数为2n2 ;最外层不超过8个电子;次外层不超过18个电子;倒数第三层不超过32个电子。 (5)基态和激发态 ①基态:最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态:较高能量状态(相对基态而言)。基态原子的电子吸收能量后,电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱:不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收(基态→激发态)和放出(激发态→较低激发态或基态)不同的能量(主要是光能),产生不同的光谱——原子光谱(吸收光谱和发射光谱)。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道 (1)电子云:电子在核外空间做高速运动,没有确定的轨道。因此,人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布,是核外电子运动状态的形象化描述。 (2)原子轨道:不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道呈球形对称,ns能级各有1个原子轨道;p电子的原子轨道呈纺锤形,n p能级各有3个原子轨道,相互垂直(用p x、p y、p z表示);n d能级各有5个原子轨道;n f能级各有7个原子轨道。 4、核外电子排布规律 (1)能量最低原理:在基态原子里,电子优先排布在能量最低的能级里,然后排布在能量逐渐升高的能级里。 (2)泡利原理:1个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且自旋方向相反。 (3)洪特规则:电子排布在同一能级的各个轨道时,优先占据不同的轨道,且自旋方向相同。 (4)洪特规则的特例:电子排布在p、d、f等能级时,当其处于全空、半充满或全充满时,即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14,整个原子的能量最低,最稳定。 能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”,而不是说电子填充到能量最低的轨道中去,泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”。 电子数 (5)(n-1)d能级上电子数等于10时,副族元素的族序数=n s能级电子数 (二)元素周期表和元素周期律 1、元素周期表的结构 元素在周期表中的位置由原子结构决定:原子核外的能层数决定元素所在的周期,原子的价电子总数决定元素所在的族。 (1)原子的电子层构型和周期的划分 周期是指能层(电子层)相同,按照最高能级组电子数依次增多的顺序排列的一行元素。即元素周期表中的一个横行为一个周期,周期表共有七个周期。同周期元素从左到右(除稀有气体外),元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。 (2)原子的电子构型和族的划分 族是指价电子数相同(外围电子排布相同),按照电子层数依次增加的顺序排列的一列元素。即元素周期表中的一个列为一个族(第Ⅷ族除外)。共有十八个列,十六个族。同主族周期元素从上到下,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。 (3)原子的电子构型和元素的分区 按电子排布可把周期表里的元素划分成5个区,分别为s区、p区、d区、f区和ds区,除ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 2、元素周期律

选修三二共价键一时优秀教案

共价键第一课时 学习目标: 1.知道化学键地概念,能用电子式表示常见物质地离子键或共价键地形成过程. 2.知道共价键地主要类型δ键和π键. 3.说出δ键和π键地明显差别和一般规律. 教学重点:理解σ键和π键地特征和性质 教学难点:σ键和π键地特征 教学过程:【复习提问】什么是化学键?物质地所有原子间都存在化学键吗? [学生活动]请同学们思考,填写下表:离子化合物和共价化合物地区别 比较项目离子化合物共价化合物 化学键 概念 达到稳定结 构地途径 构成微粒 构成元素 表示方法电子式:(以NaCl为例) 离子化合物地结构: NaCl地形成过程: 以HCl为例: 结构式:H—C1 电子式:: HCl地形成过程: 一、共价键 1.共价键地形成条件和本质 定义:间通过形成形成共价键. 2.共价键地本质:成键原子相互接近时,原子轨道发生重叠,自旋方向相反地未成对电子形成共用电子对,两原子核间地电子云密度增加,体系能量降低 [讨论交流]列表比较σ键和π键 键型 项目 σ键π键

成键方向电子云形状牢固程度 成键判断规律共价单键全是σ键,共价双键中一个是σ键,另一个是π键;共价叁键中一个σ键,另两个为π键 【科学探究】1.已知氮分子地共价键是三键(N三N),你能模仿图2—1、图2—2、图2—3,通过画图来描述吗?(提示:氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成1个σ键和两个π键 例1:画出下列物质地电子式,并指出其中地化学键类型 NH3 H2O2 NaCl MgCl2 Na2O2 NaOH 【科学探究】2.钠和氯通过得失电子同样形成电子对,为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢?你能从电子地电负性地差别来理解吗?讨论后填写下表: 原子Na Cl H Cl C O 电负性 电负性之差 (绝对值) 0.9 结论: 形成条件:(1) 两原子相同或相近 (2) 一般成键原子有 (3) 成键原子地原子轨道在空间上发生重叠 【科学探究】3.乙烷:σ键乙烯:σ键π键乙炔:σ键π键 2.共价键地特征: 饱和性:共价键饱和性是指每个原子形成共价键地数目是确定地. 方向性:根据电学原理,成键电子云越密集,共价键越强.要使成键地原子轨道最大程度地重叠,原子轨道必须沿一定方向重叠. 相关知识:画出s、p电子云地示意图 例:下列分子中,原子地最外层不能都满足8电子稳定结构地是() A.CO2 B.PCl3 C.PCl5 D.SO2 E.NO2 F.SO3 G.H2O2

化学键的三种基本类型

化学键主要有三种基本类型,即离子键、共价键和金属键。 一、离子键 离子键是由电子转移(失去电子者为阳离子,获得电子者为阴离子)形成的。即正离子和负离子之间由于静电引力所形成的化学键。离子既可以是单离子,如Na+、CL-;也可以由原子团形成;如SO4 2-,NO3-等。 离子键的作用力强,无饱和性,无方向性。离子键形成的矿物总是以离子晶体的形式存在。 二、共价键 — 共价键的形成是相邻两个原子之间自旋方向相反的电子相互配对,此时原子轨道相互重叠,两核间的电子云密度相对地增大,从而增加对两核的引力。共价键的作用力很强,有饱和性与方向性。因为只有自旋方向相反的电子才能配对成键,所以共价键有饱和性;另外,原子轨道互相重叠时,必须满足对称条件和最大重叠条件,所以共价键有方向性。共价键又可分为三种: (1)非极性共价键形成共价键的电子云正好位于键合的两个原子正中间,如金刚石的C—C 键。 (2)极性共价键形成共价键的电子云偏于对电子引力较大的一个原子,如Pb—S 键,电子云偏于S一侧,可表示为Pb→S。 (3)配价键共享的电子对只有一个原子单独提供。如Zn—S键,共享的电子对由锌提供,Z:+ ¨..S:=Z n→S 共价键可以形成两类晶体,即原子晶体共价键与分子晶体。原子晶体的晶格结点上排列着原子。原子之间有共价键联系着。在分子晶体的晶格结点上排列着分子(极性分子或非极性分子),在分子之间有分子间力作用着,在某些晶体中还存在着氢键。关于分子键精辟氢键后面要讲到。 · 三、金属键 由于金属晶体中存在着自由电子,整个金属晶体的原子(或离子)与自由电子形成化学键。这种键可以看成由多个原子共用这些自由电子所组成,所以有人把它叫做改性的共价键。对于这种键还有一种形象化的说法:“好象把金属原子沉浸在自由电子的海洋中”。金属键没有方向性与饱和性。 和离子晶体、原子晶体一样,金属晶体中没独立存在的原子或分子;金属单质的化学式(也叫分子式)通常用化学符号来表示。

2021年高中化学 2.1.1共价键的特征与类型练习 新人教版选修3

1.下列分子的电子式书写正确的是( ) A.氮气:∶N??N∶ B.过氧化氢:H+[∶∶]2-H+ C.氨气:H∶∶H D.二硫化碳:∶∶ 解析:选项B中H2O2为共价化合物,分子中原子间形成共用电子对,电子式应为H∶∶H;C项中N的最外层电子未完全标出;D项中CS2的分子结构和CO2相似,电子式应为∶∶C∶∶。 答案:A 2.根据表中的数据, ( ) ①Na和Cl ②Mg和Cl ③Al和Cl ④H和O ⑤Al和O ⑥C和Cl A.①②⑤ B.③④⑥ C.④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥ 解析:非金属元素之间易形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属元素的原子之间形成共价键。Na和Cl:3.0-0.9=2.1>1.7;Mg和Cl:3.0-1.2=1.8>1.7;Al和O:3.5-1.5=2.0>1.7;Al 和Cl:3.0-1.5=1.5<1.7;H和O:3.5-2.1=1.4<1.7;C和Cl:3.0-2.5=0.5<1.7;故①②⑤不能形成共价键,③④⑥可形成共价键。 答案:B 3.下列说法正确的是( ) A.σ键强度小,容易断裂,而π键强度较大,不易断裂 B.共价键都具有方向性 C.π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的 D.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键 解析:形成σ键原子轨道的重叠程度比π键大,稳定性更好,不易断裂,A项错误;s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性,B项错误;原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键,以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键,C项错误;两个原子之间形成共价键时,单键为 σ键,双键和三键中只有一个σ键,D项正确。 答案:D 4.化合物A是一种新型锅炉水除氧剂,其结构式为,下列说法中正确的是( ) A.A分子中只有极性键没有非极性键 B.A分子中的共用电子对数为11 C.1 mol A分子中所含的σ键数目为10N A D.A是共价化合物

2021新人教版高中化学选修三2.1《共价键》word教案

第二章分子结构与性质 第一节共价键 第一课时 教学目标: 1.复习化学键的概念,能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2.知道共价键的主要类型δ键和π键。 3.说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 教学重点、难点: 价层电子对互斥模型 教学过程: [复习引入] NaCl、HCl的形成过程 [设问] 前面学习了电子云和轨道理论,对于HCl中H、Cl原子形成共价键时,电子云如何重叠?例:H2的形成 [讲解、小结] [板书]

1.δ键:(以“头碰头”重叠形式) a.特征:以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作,共价键的图形不变, 轴对称图形。 b.种类:S-Sδ键 S-Pδ键 P-Pδ键 [过渡] P电子和P电子除能形成δ键外,还能形成π键 [板书] 2.π键 [讲解] a.特征:每个π键的电子云有两块组成,分别位于有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镜面,它们互为镜像,这种特征称为镜像对称。 3.δ键和π键比较 ①重叠方式 δ键:头碰头 π键:肩并肩 ②δ键比π键的强度较大 ②成键电子:δ键 S-S S-P P-P π键 P-P δ键成单键 π键成双键、叁键

4.共价键的特征 饱和性、方向性 [科学探究] 讲解 [小结] 生归纳本节重点,老师小结 [补充练习] 1.下列关于化学键的说法不正确的是( ) A.化学键是一种作用力 B.化学键可以是原子间作用力,也可以是离子间作用力 C.化学键存在于分子内部 D.化学键存在于分子之间 2.对δ键的认识不正确的是( ) A.δ键不属于共价键,是另一种化学键 B.S-Sδ键与S-Pδ键的对称性相同 C.分子中含有共价键,则至少含有一个δ键 D.含有π键的化合物与只含δ键的化合物的化学性质不同3.下列物质中,属于共价化合物的是( ) A.I2 B.BaCl2 C.H2SO4 D.NaOH 4.下列化合物中,属于离子化合物的是( ) A.KNO3 B.BeCl C.KO2 D.H2O2 5.写出下列物质的电子式。 H2、N2、HCl、H2O 6.用电子式表示下列化合物的形成过程 HCl、NaBr、MgF2、Na2S、CO2 [答案] 1.D 2.A3.C4.AC5.略6.略 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第二课时 [教学目标]:

2014高考化学二轮精练精析(经典习题+名师点拨+新视点分析):共价键的实质特征和类型

一、选择题 1.下列不属于共价键成键因素的是() A.共用电子对在两原子核之间高概率出现 B.共用的电子必须配对 C.成键后体系能量降低,趋于稳定 D.两原子体积大小要适中 答案:D 点拨: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机会更多;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。 2.(双选)下列说法正确的是() A.π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成 B.σ键是镜面对称,而π键是轴对称 C.σ键比π键的重叠程度大,形成的共价键强 D.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键 答案:CD 点拨:原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键,以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键;σ键是轴对称,而π键是镜面对称;从原子的重叠程度看,π键是重叠程度比σ键的重叠程度小,故π键稳定性低于σ键;单键为σ键,双键和三键中只有一个σ键。 点评:比较σ键和π键形成的特点及本质,变抽象为具体。 3.相距很远的两个氢原子相互逐渐靠近,在这一过程中体系能量将()

A.先变大后变小B.先变小后变大 C.逐渐变小D.逐渐增大 答案:B 点拨:相距很远的两原子之间作用力几乎为零,能量为两原子能量之和,随着距离的减小两原子相互吸引,使体系能量缓慢下降,当原子继续靠近时,它们的原子轨道相互重叠,各未成对电子配对成键,能量最低,再进一步接近,两原子核之间的相互斥力又将导致体系能量上升。 4.(2013·经典习题选萃)下列关于σ键和π键的理解不正确的是() A.σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成 B.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转 C.双键中一定有一个σ键,一个π键,叁键中一定有一个σ键,两个π键 D.CH3—CH3、CH2===CH2、CH≡CH中σ键都是C—C键,所以键能都相同 答案:D 点拨:p电子云重叠时,首先以“头碰头”的方式最大重叠形成σ键,p y、p z电子云垂直于p x所在平面,只能以“肩并肩”的方式重叠形成π键,双键中有一个σ键,一个π键,叁键中有一个σ键,两个π键,π键不能单独形成,A、C正确。σ键呈轴对称,π键呈镜像对称,不能绕键轴旋转,B正确。 5.下列物质的分子中既有σ键,又有π键的是() ①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2 A.①②③B.③④⑤⑥ C.①③⑥D.③⑤⑥

2020最新高中化学 第二章第1节 共价键 第1课时 共价键的特征和类型课时作业 新人教版必备3

第二章第一节第1课时共价键的特征和类型 基础巩固 一、选择题 1.下列关于化学键的说法不正确的是( D ) A.化学键是一种作用力 B.化学键可以是原子间作用力,也可以是离子间作用力 C.化学键存在于分子内部 D.化学键存在于分子之间 解析:化学键是分子内原子之间强烈的相互作用,不是分子间作用力。 2.共价键具有饱和性和方向性,下列关于共价键这两个特征的叙述中,不正确的是( D ) 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.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系 D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关 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、C两项正确;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存在着必然的联系,故B项正确、D项错误。 3.关于乙醇分子的说法正确的是( C ) A.分子中共含有8个极性键 B.分子中不含非极性键 C.分子中只含σ键 D.分子中含有1个π键 解析:乙醇的结构简式为CH3CH2OH,共有8个共价键,其中C—H、C—O、O—H键为极性键,共7个,C—C键为非极性键,由于全为单键,故无π键。 4.已知:元素X的电负性数值为2.5,元素Y的电负性数值为3.5,元素Z的电负性数值为1.2,元素W的电负性数值为 2.4。你认为上述四种元素中,最容易形成共价键的是( B ) A.X与Y B.X与W C.Y与Z D.Y与W 解析:一般来说,电负性小于1.8的为金属,且电负性越小,金属性越强;电负性大于1.8的为非金属,且电负性越大,非金属性越强,电负性差别小的两元素最可能形成共价键。

人教版高二化学选修3第二章-第一节--共价键教案

第二章分子结构与性质 第一节共价键第一课时 知识与技能: 1. 复习共价键的概念,能用电子式表示物质的形成过程。 2.知道共价键的主要类型为σ键和π键。 3. 说出σ键和π键的明显差别和一般规律。 过程与方法: 类比、归纳、判断、推理的方法,注意概念之间的区别和联系,熟悉掌握各知识点的共性和差异性。 情感态度与价值观: 使学生感受到在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念,能从物质结构决定性质的角度解释分子的某些性质,并预测物质的有关性质,体验科学的魅力,进一步形成科学的价值观。 教学重点:σ键和π键的特征和性质。 教学难点:σ键和π键的特征。 教学过程: [引入] 在第一章中我们学习了原子结构和性质,知道了大多数原子是会构成分子。那么原子是如何构成分子的呢?通过必修二的学习我们知道原子之间可以通过离子键形成离子化合物,通过共价键形成分子。这节课我们先来讨论共价键。 [板书]第一节共价键 [复习] 请大家回忆如何用电子式表示H2,HCl,C12的形成过程? [学生活动] 请学生写在黑板上。 [师生讨论] 讨论H2,HCl,C12 的共同点。 ]板书]一.共价键的本质:原子之间形成共用电子对。 [师生互动]“按共价键的共用电子对理论,不可能有H3,H2Cl和Cl3分子,这表明共价键具有饱和性. ”此句话的含义。 [总结]共价键的饱和性: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,便可和几个自旋相反的未成对电子配对成键,这就是共价键的“饱和性”。H 原子、Cl原子都只有一个未成对电子,因而只能形成H2、HCl、Cl2分子,不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。 [设问]我们在第一章学习了H原子1s原子轨道是球形,那么当两个氢原子形成氢分子时,它们的原子轨道的是如何重叠的呢?请同学们不看课本,用橡皮泥做出两个S轨道,从数学的角度试试他们有几种重叠方式呢? [师生互动]请学生讲讲他们的想法。 [阅读教材]图2-1

高中化学选修3第二章第一节共价键

第二章分子结构与性质 教材分析: 本章比较系统的介绍了分子的结构和性质,内容比较丰富。首先,在第一章有关电子云和原子轨道的基础上,介绍了共价键的主要类型σ键和π键,以及键参数——键能、键长、键角;接着,在共价键概念的基础上,介绍了分子的立体结构,并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念,以及它们对物质性质的影响,并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。 化学2已介绍了共价键的概念,并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上,运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键,通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键,以及它们的差别,并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。 在第二节“分子的立体结构”中,首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构,并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢?教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。在介绍这两个理论时要求比较低,文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。 在第三节分子的性质中,介绍了六个问题,即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性外,对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识,如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性;根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响;根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响;根据极性分子与非非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则;根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等;对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用 第一节共价键 第一课时 教学目标: 1、复习化学键的概念,能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2、知道共价键的主要类型δ键和π键。 3、说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 教学重点、难点: 价层电子对互斥模型 教学过程: [复习引入] NaCl、HCl的形成过程

高二化学选修3第二章第一节共价键习题

限时练共价键 A级 1.下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是() A.H2B.HCl C.Cl2D.N2 2.对σ键的认识不正确的是() A.σ键不属于共价键,是另一种化学键 B.s-s σ键与s-p σ键的对称性相同 C.分子中含有共价键,则至少含有一个σ键 D.含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同 3.下列物质的分子中既有σ键,又有π键的是() % ①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2 A.①②③B.③④⑤⑥ C.①③⑥D.③⑤⑥ 4.下列说法中正确的是() A.双原子分子中化学键键能越大,分子越稳定 B.双原子分子中化学键键长越长,分子越稳定 C.双原子分子中化学键键角越大,分子越稳定 D.在双键中,σ键的键能要小于π键 5.根据等电子原理,下列分子或离子与NO-3有相似结构的是() ①SO3②BF3③CH4④NO2 ~ A.①②B.②③ C.③④D.②④ 6.根据下表中所列的键能数据,判断下列分子中最不稳定的是() 化学键H—H H—Cl H—Br Br—Br 键能/(kJ·mol-1),366 C.H2D.Br2 7.下列各组物质化学性质不相似的是() A.HF和H2O B.NH3和PH3 C.CO和N2D.H3O+和NH3 8.下列说法正确的是() A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性 ; B.H3O+离子的存在,说明共价键不应有饱和性 C.所有共价键都有方向性 D.两个原子之间形成共价键时,可形成多个σ键 9.(1)如图,写出下列价键的名称,并各举一例说明含有这种价键类型的物质。

最新版高二化学选修3共价键测试题(提高篇)

最新版高二化学选修3共价键测试题(提高篇) 学校:__________姓名:__________班级:__________考号:__________ 一、单选题(每题3分,共48分) 1、根据陈述的知识,类推得出的结论正确的是() A. 钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O2,则锂在空气中燃烧生成的氧化物是Li2O2 B. NH3和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构 C. CO2和SiO2化学式相似,则CO2与SiO2的物理性质也相似 D. 第二周期元素氢化物稳定性顺序是HF>H2O>NH3;则第三周期元素氢化物稳定性顺序也是HCl>H2S>PH3 2、氰气的分子式为(CN)2,结构式为N≡C-C≡N,性质与卤素相似。下列正确的是() A. 不能和氢氧化钠溶液发生反应 B. 分子中N≡C键的键长大于C-C键的键长 C. 该分子与H2O2分子的空间构型类似 D. 分子中原子的最外层均满足8电子结构 3、根据等电子原理,等电子体之间结构相似.物理性质也相近。以下各组粒子不能互称为等电子体的是( ) A. CO和N2 B. O3和SO2 C. CO2和N2O D. N2H4和C2H4 4、下列事实不能用键能的大小来解释的是( ) A. 氮元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定 B. 稀有气体一般难发生反应 C. HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱 D. F2比O2更容易与H2反应 5、CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是( ) A. 它们互为等电子体,碳原子均采取sp2杂化 B. CH与NH3、H3O+互为等电子体,立体构型均为正四面体形 C. CH中的碳原子采取sp2杂化,所有原子均共面 D. CH与OH-形成的化合物中含有离子键 6、下列各选项所述的两个量,前者一定大于后者的是( ) ①Al原子和N原子的未成对电子数②Ag+、Cu2+与NH3形成配合物时的配位数③H—F 的键能与H—I的键能④F元素和O元素的电负性⑤N和O元素的第一电离能 A. ①④⑤ B. ②④ C. ②④⑤ D. ③④⑤ 7、下列关于丙烯(CH3—CH =CH2)的说法正确的() A. 丙烯分子有7个δ键,1个π键 B. 丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化 C. 丙烯分子存在非极性键 D. 丙烯分子中3个碳原子在同一直线上 8、根据等电子原理判断,下列说法中错误的是() A.B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上 B.B3N3H6分子中存在双键,可发生加成反应

高中化学选修3知识点全部归纳

高中化学选修3知识点全部归纳(物质的结构与性质 第一章原子结构与性质. 一、认识原子核外电子运动状态,了解电子云、电子层(能层)、原子轨道(能级)的含义. 1.电子云:用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近,电子出现的机会大,电子云密度越大;离核越远,电子出现的机会小,电子云密度越小. 电子层(能层):根据电子的能量差异和主要运动区域的不同,核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道(能级即亚层):处于同一电子层的原子核外电子,也可以在不同类型的原子轨道上运动,分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道,s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形,d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理) 了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理,能用电子排布式表示1~36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中,不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道,再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时,电子尽可能分占不同的轨道,且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)、全空时(p0、d0、f0)的状态,具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式. ①根据构造原理,基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。 ②根据构造原理,可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示,由下而上表示七个能级组,其能量依次升高;在同一能级组内,从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。 3.元素电离能和元素电负性 第一电离能:气态电中性基态原子失去1个电子,转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示,单位为kJ/mol。 (1).原子核外电子排布的周期性. 随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化:每隔一定数目的元素,元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化. (2).元素第一电离能的周期性变化. 随着原子序数的递增,元素的第一电离能呈周期性变化: ★同周期从左到右,第一电离能有逐渐增大的趋势,稀有气体的第一电离能最大,碱金属的第一电离能最小; ★同主族从上到下,第一电离能有逐渐减小的趋势. 说明: ①同周期元素,从左往右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第ⅡA 族、第ⅤA 族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。Be、N、Mg、

化学键的三种基本类型

化学键的三种基本类型 This manuscript was revised on November 28, 2020

化学键主要有三种基本类型,即离子键、共价键和金属键。 一、离子键 离子键是由电子转移(失去电子者为阳离子,获得电子者为阴离子)形成的。即正离子和负离子之间由于静电引力所形成的化学键。离子既可以是单离子,如Na+、CL-;也可以由原子团形成;如SO42-,NO3-等。 离子键的作用力强,无饱和性,无方向性。离子键形成的矿物总是以离子晶体的形式存在。 二、共价键 共价键的形成是相邻两个原子之间自旋方向相反的电子相互配对,此时原子轨道相互重叠,两核间的电子云密度相对地增大,从而增加对两核的引力。共价键的作用力很强,有饱和性与方向性。因为只有自旋方向相反的电子才能配对成键,所以共价键有饱和性;另外,原子轨道互相重叠时,必须满足对称条件和最大重叠条件,所以共价键有方向性。共价键又可分为三种: (1)非极性共价键形成共价键的电子云正好位于键合的两个原子正中间,如金刚石的C—C键。 (2)极性共价键形成共价键的电子云偏于对电子引力较大的一个原子,如Pb—S键,电子云偏于S一侧,可表示为Pb→S。 (3)配价键共享的电子对只有一个原子单独提供。如Zn—S键,共享的电子对由锌提供,Z:+¨..S:=Zn→S 共价键可以形成两类晶体,即原子晶体共价键与分子晶体。原子晶体的晶格结点上排列着原子。原子之间有共价键联系着。在分子晶体的晶格结点上排列着分子(极性分子或非极性分子),在分子之间有分子间力作用着,在某些晶体中还存在着氢键。关于分子键精辟氢键后面要讲到。 三、金属键 由于金属晶体中存在着自由电子,整个金属晶体的原子(或离子)与自由电子形成化学键。这种键可以看成由多个原子共用这些自由电子所组成,所以有人把它叫做改性的共价键。对于这种键还有一种形象化的说法:“好象把金属原子沉浸在自由电子的海洋中”。金属键没有方向性与饱和性。 和离子晶体、原子晶体一样,金属晶体中没独立存在的原子或分子;金属单质的化学式(也叫分子式)通常用化学符号来表示。 上述三种化学键是指分子或晶体内部原子或离子间的强烈作用力。但它没有包括所有其他可能的作用力。比如,氯气,氨气和二氧化碳气在一定的条件下都可以液化或凝固成液氯、液氨和干冰(二氧化碳的晶体)。说明在分子之间还有一种作用力存在着,这种作用力叫做分子间力(范德华力),有的叫分子键。分子间力的分子的极性有关。分子有极性分子和非极性分子,其根据是分子中的正负电荷中心是否重合,重合者为非极性分子,不重合者为极性分子。分子间力包括三种作用力,即色散力、诱导力和取向力。(1)当非极性分子相互靠近时,由于电子的不断运动和原子核的不断振动,要使每一瞬间正、负电荷中心都重合是不可能的,在某一瞬间总会有一个偶极存在,这种偶极叫做瞬时偶极。由于同极相斥,异极相吸,瞬时偶极之间产生的分子间力叫做色散力。任何分子(不论极性或非极性)互相靠近时,都存在色散力。(2)当极性分子和非极性分子靠近时,除了存在色散力作用外,由于非极性分子受极性分子电场的影响产生诱导偶极,这种诱导偶极和极性.

共价键的类型

专题三 第三单元 共价键 原子晶体 第二课时 共价键的类型 【学习目标】 1.知道共价键的主要类型δ键和π键。 2. 说出δ键和π键的明显差别和一般规律。 【阅读要求及检测】 一. σ键的形成 (1) s-s σ键的形成 例:H 2的形成 (2)s-p σ键的形成 (3)p-p σ键的形成 (4)小结: ①σ键重叠方式:采用“__________”重叠。在任何方向都能最大重叠,使作用力最大,即化学键不易断裂。②σ键的特征:以形成_______的两个原子核的连线为轴作______操作,共价键电子云的_____,这种特征称为___________。③种类:σ键、σ键、 σ键 注意:P 轨道和P 轨道除能形成σ键外,还能形成π键 二.π键的形成:p 轨道和p 轨道形成π键的过程如图所示: (1)π键的重叠方式:是由个原子的轨道“”重叠形成的。形成π键时原子轨道重叠程度比σ键__________,故π键不如σ键__________,比较容易。个人收集整理 勿做商业用途 子云相互靠拢 电子云相互重叠 未成对电子的 电子云相互靠拢 电子云相互重叠 两个原子相互接近 原子轨道重叠 π键的电子云

(2)π键的特征:每个π键的原子轨道由块组成,分别位于由构成的平面的两侧,如果以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们互为_______,这种特征称为____________。 【要点精讲及典型例题】 三.σ键、π键比较 1.小结 2.共价键类型与化学性质的关系 (1)σ键:在形成σ键时,原子轨道发生了最大程度的重叠,键能,稳定性,且σ键的两成键原子绕着键轴可以任意相对旋转而键不被。因此,σ键强度大,不易。 (2)π键:是原子轨道沿着键轴“”重叠形成的。π键重叠程度较,其键能于σ键,稳定性较;另外,形成π键的两原子不能相对自由旋转,否则π键将被破坏。因此,π键的稳定性于σ键,π键的电子活动性较,含有π键的物质化学性质活泼,发生化学反应。例如,乙烯比乙烷活泼。 [例1]乙烷分子中由__________键组成;乙烯分子中由__________________________键组成;乙炔分子中由______________________键组成。 [例2] 对δ键的认识不正确的是() A.δ键不属于共价键,是另一种化学键B.S-Sδ键与S-Pδ键的对称性相同C.分子中含有共价键,则至少含有一个δ键 D.含有π键的化合物与只含δ键的化合物化学性质不同 [例3]下列有关σ键和π键的说法错误的是() A.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者 B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键 C.有些原子在与其他原子形成分子时,只能形成σ键,不能形成π键 D.在分子中,化学键可能只有π键而没有σ键 四.非极性键和极性键 1.判断方法:A-A,非极性键;A-B,极性键。 2.难点突破: (1)非金属单质(稀有气体除外)都含非极性键; (2)共价化合物中一定含极性键;某些离子化合物中也存在极性键;

高二化学选修3第二章第一节共价键习题

限时练共价键 A级 1.下列分子中得σ键就是由一个原子得s轨道与另一个原子得p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成得就是( ) A.H2 B.HCl C.Cl2 D.N2 2.对σ键得认识不正确得就是( ) A.σ键不属于共价键,就是另一种化学键 B.s-s σ键与s-p σ键得对称性相同 C.分子中含有共价键,则至少含有一个σ键 D.含有π键得化合物与只含σ键得化合物得化学性质不同 3.下列物质得分子中既有σ键,又有π键得就是( ) ①HCl ②H2O ③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2 A.①②③ B.③④⑤⑥ C.①③⑥ D.③⑤⑥ 4.下列说法中正确得就是( ) A.双原子分子中化学键键能越大,分子越稳定 B.双原子分子中化学键键长越长,分子越稳定 C.双原子分子中化学键键角越大,分子越稳定 D.在双键中,σ键得键能要小于π键 5.根据等电子原理,下列分子或离子与NO-3有相似结构得就是( ) ①SO3②BF3③CH4④NO2 A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 6.根据下表中所列得键能数据,判断下列分子中最不稳定得就是( ) 化学键H—H H—Cl H—Br Br—Br 键能/(kJ·mol-1) 436、0 431、8 366 193、7 A、HCl B.HBr C.H2 D.Br2 7.下列各组物质化学性质不相似得就是( ) A.HF与H2O B.NH3与PH3 C.CO与N2 D.H3O+与NH3 8.下列说法正确得就是( ) A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键得饱与性 B.H3O+离子得存在,说明共价键不应有饱与性 C.所有共价键都有方向性 D.两个原子之间形成共价键时,可形成多个σ键 9.(1)如图,写出下列价键得名称,并各举一例说明含有这种价键类型得物质。 ①②③④⑤ 化学键类型 举例

第一节 共价键第1课时 共价键的特征与类型

第一节共价键第1课时共价键的特征与类型 一、选择题 1.下列分子中存在的共价键类型完全相同(从σ键、π键的形成方式角度分析)的是() A.CH4与NH3 B.C2H6与C2H4 C.H2与Cl2 D.Cl2与N2 答案 A 2.下列分子既不存在s-p σ键,也不存在p-p π键的是() A.HCl B.HF C.SO2 D.SCl2 答案 D 3.关于乙醇分子的说法正确的是() A.分子中共含有8个极性键 B.分子中不含非极性键 C.分子中只含σ键 D.分子中含有1个π键 答案 C 4.下列分子中的σ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() A.H2 https://www.360docs.net/doc/3218326129.html,l4 C.Cl2 D.F2 答案 A 5.香蕉是我们喜爱的水果之一,香蕉产于南方,到北方之前是未成熟的,但买到的却是成熟的香蕉,这是因为喷洒了催熟剂的缘故。其中乙烯就是一种常用的催熟剂,下列对于乙烯中化学键的分析中正确的是() A.在乙烯分子中有一个σ键、一个π键 B.乙烯在发生加成反应时,断裂的是碳原子间的σ键 C.乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯,在该过程断裂的是C—H σ键

D.乙烯分子中的σ键关于镜面对称 答案 C 6.下列说法中不正确的是() A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强 B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键 C.气体单质分子中,一定有σ键,可能有π键 D.HClO分子中有s-p σ键和p-p σ键 答案 C 7.P元素的外围电子排布为3s23p3,P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5,对此判断正确的是() A.磷原子最外层有三个未成对电子,故只能结合三个氯原子形成PCl3 B.PCl3分子中的P—Cl键含有π键 C.PCl5分子中的P—Cl键都是π键 D.磷原子最外层有三个未成对电子,但是能形成PCl5,说明传统的价键理论存在缺陷 答案 D 8.下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法错误的是() A.32 g S8分子中含有0.125 mol σ键 B.SF6是由极性键构成的分子 C.1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键 D.1 mol S8中含有8 mol S—S键 解析 A.1 mol S8中有8 mol σ键,因此32 g S8即0.125 mol S8中含有σ键为8×1 8mol=1 mol, 答案 A 二、非选择题 9.有以下物质:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥C2H6,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(H—C≡N)。 (1)只含有极性键的是________;只含有非极性键的是________;既有极性键又有非极性键的是________。 (2)只有σ键的是________;既有σ键又有π键的是________。 (3)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________。 (4)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。

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