共价键的概念和分类有关共价键的键参数等电子原理
02 考点二 共价键(教师版)
【基础知识】分子结构与性质考点二共价键及其参数【必备知识】一、共价键的分类1、共价键的本质及特征共价键是原子间通过共用电子形成的化学键，其特征是具有方向性和饱和性。
(1)饱和性：每个原子所能形成共价键的数目是一定的。
(2)方向性：在形成共价键时，原子轨道重叠越大，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键越稳定，因此，共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。
2、分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键轨道“头碰头”重叠π键轨道“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对，σ键双键原子间有两对共用电子对，σ键+π键三键原子间有三对共用电子对，σ键+2π键3、σ键与π键的形成过程（1）σ键：电子云“头碰头”重叠①分类：σ键可分为ss σ键、sp σ键、pp σ键。
a．ss σ键：两个成键原子均提供s电子形成的共价键。
b．sp σ键：两个成键原子分别提供s、p电子形成的共价键。
c．pp σ键：两个成键原子均提供p、p电子形成的共价键。
②σ键的特征a．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。
b．形成σ键的原子轨道重叠程度大，故σ键有较强的稳定性，优先形成。
（2）π键：电子云“肩并肩”重叠π键的特征a．每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜面，这种特征称为镜面对称。
b．形成π键时原子轨道重叠程度比形成σ键时小，π键没有σ键稳定。
例1、有以下物质：①HF ②Cl2③H2O ④N2⑤C2H4⑥C2H6⑦H2⑧H2O2⑨HCN(1)只有σ键的是______________(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是________。
(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是____。
1共价键的概念和分类2有关共价键的键参数3等电子原理
第十六章 物质结构与性质
化学
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3．分子的性质 (1)键的极性和分子的极性
①键的极性
第十六章 物质结构与性质
化学
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③键的极性与分子极性的关系 A．只含非极性键的分子一定是 和等于 零 子． 非极性分子 非极性 分子．
B．含极性键的分子，若分子中各个键的极性的向量
，则为 ，否则为极性分
解析：物质的熔沸点高低由分子间作用力大小决定， 分子间作用力越大，熔沸点越高，反之越低，而相对分子
质量和分子的极性越大，分子间作用力就越大，物质的熔
沸点就越高．A中卤素单质随相对分子量的增大，分子间 作用力逐渐增大，熔沸点升高，故A正确，B恰好相反，B 错误，C中虽然四种物质的相对分子质量增大，但是，在 HF分子中存在氢键，故HF的熔沸点是最高的，D正确． 答案：AD
极性分子，极性分子
(3)氮分子中，两个氮原子
之间形成氮氮叁键，键能很大．
第十六章 物质结构与性质
化学
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σ键
π键 原子轨道以“肩并肩” 方式(侧面)重叠成键 轨道侧面不能转动
重 叠 方 式
特 征
原子轨道以“头碰头” 方式重叠成键，重叠程 度大 绕轴转动不破坏键，有s －s、s－p、p－p等类型
键的键角决定．
答案：A
第十六章 物质结构与性质
化学
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2．下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是 ( )
A．F2＜Cl2＜Br2＜I2
B．CF4>CCl4>CBr4>CI4 C．HF＜HCl＜HBr＜HI D．CH4＜SiH4＜GeH4＜SnH4
第十六章 物质结构与性质
化学
共价键的键参数与等电子体
化学合成：等电子体在化学反应中具有相似的化学性质可以用于合成具有特定性质的化合物。
材料科学：等电子体在材料科学中具有广泛的应用如半导体、超导体、磁性材料等。
生物化学：等电子体在生物化学中也有应用如酶的催化作用、蛋白质的结构和功能等。
汇报人：
PRT FOUR
共价键的键参数：包括键长、键角和键能等 等电子体：具有相同电子数的分子或离子 键能与等电子体的关系：键能越大共价键越稳定等电子体越稳定 键能与等电子体的关系：键能越小共价键越不稳定等电子体越不稳定
键长：共价键中两个原子核之间的距离 等电子体：具有相同电子数的分子或离子 关系：键长与等电子体的电子数有关电子数越多键长越短 影响：键长影响分子的稳定性和化学性质
键长与分子结构的关系：键长决定 了分子的几何形状和空间构型
添加标题
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键长与键能的关系：键长越短键能 越大键越稳定
键长与化学性质的关系：键长决定 了分子的化学性质如反应活性、酸 碱性等
键角定义：共价键 中两个原子核之间 的夹角
键角类型：单键、 双键、三键等
键角影响因素：原 子的电子云密度、 原子的电负性等
键角与化学性质的 关系：键角影响分 子的稳定性和反应 活性
极性共价键： 两个原子的电 负性差值大于
0.5
非极性共价键： 两个原子的电 负性差值小于
0.5
极性共价键的 极性：由电负
性差值决定
非极性共价键 的极性：无极
性
PRT THREE
等电子体：具 有相同电子数 的分子或离子
原理：共价键 的键参数与电
子数有关
高二化学共价键
嘴哆市安排阳光实验学校高二化学共价键人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：共价键1.共价键2. 共价键参数3. 等电子原理二. 重点、难点1、理解σ键和π键的特征和性质。
2、能用键能、键长和键角说明简单分子的某些性质，知道共价键的主要类型σ键和π键，能用键能、键长、键角等键参数判断简单分子的构型和稳定性。
3、了解等电子原理的概念及应用。
三. 教学过程（一）共价键1、共价键的定义：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。
2、共价键的成键微粒：原子3、共价键的成键本质：高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。
4、共价键的成键条件：①电负性相同或相差很小的非金属元素原子之间形成共价键。
②一般成键原子有未成对电子（自旋相反）。
③成键原子的原子轨道在空间重叠。
5、共价键的类型：根据原子轨道最大重叠原理，成键时轨道之间可有两种不同的重叠方式，从而形成两种类型的共价键——σ键和π键。
（1）σ键：以“头碰头”方式进行重叠，轨道的重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分布，原子轨道间以重叠方式形成的共价键。
如：①H2分子的s－sσ键②HCl分子的s－pσ键③Cl2分子的p－pσ键分析：对于含有单的s电子或单的p电子的原子，为了达到原子轨道最大程度重叠，s－s、s－p和p－p轨道沿着键轴即成键两原子核间的连线形成的共价键，这种共价键为σ键。
σ键是两原子成键时，电子云采取“头碰头”的方式重叠形成的共价键，这种重叠方式符合能量最低，最稳定。
σ键是轴对称的，可以围绕成键的两原子核的连线旋转。
（2）π键：p电子和p电子除能形成σ键外，还能以“肩并肩”的方式进行重叠形成π键。
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镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。
分析：由于σ键的轨道重叠程度比π键的轨道重叠程度大，因而σ键比π键牢固。
π键较易断开，化学活泼性强，一般它是与σ键共存于具有双键或叁键的分子中。
共价键及分子结构知识梳理
共价键及分子结构知识梳理】一、共价键1- 1共价键的实质、特征和存在实质：原子间形成共用电子对特征：a.共价键的饱和性，共价键的饱和性决定共价分子的。
b共价键的方向性，共价键的方向性决定分子的。
1- 2共价键的类型b键：S-Sb键、S-p c键、p-p b键，特征：轴对称。
n键：p-p n键，特征：镜像对称【方法引领】b键和n键的存在规律b键成单键；n键成双键、三键。
共价单键为b键；共价双键中有1个b键、1个n键；共价三键中有1个b键、2个n 键。
对于开链有机分子：b键数=原子总数-1 ; n键数=各原子成键数之和- b键数(环状有机分子，b键数要根据环的数目确定)原子形成共价分子时，首先形成b键，两原子之间必有且只有1个b键；b键一般比n 键牢固，n键是化学反应的积极参与者。
形成稳定的n键要求原子半径比较小，所以多数情况是在第二周期元素原子间形成。
如C02分子中碳、氧原子之间以p-p b键和p-p n键相连，而SiO2的硅、氧原子之间就没有p-p n键。
【课堂练习1】(1)下列说法不正确的是A .乙烷分子中的6个C —H和1个C —C键都为b键，不存在n键B •气体单质中，一定有b键，可能有n键C.两个原子间共价键时，最多有一个b键D . b键与n键重叠程度不同，形成的共价键强度不同(2)有机物CH2= CH —CH2—C三CH分子中，C—H b键与C — C b键的数目之比为；b键与n键的数目之比为。
二、键参数一一键能、键长与键角2- 1键能的意义和应用a. 判断共价键的强弱b. 判断分子的稳定性c. 判断物质的反应活性d. 通过键能大小比较，判断化学反应中的能量变化【思考】比较C —C和C= C的键能，分析为什么乙烯的化学性质比乙烷活跃，容易发生加成反应？2-2键长的意义和应用键长越短，往往键能越大，表明共价越稳定。
(键长的长短可以通过成键原子半径大小来判断)2个原子间的叁键键长v双键键长v单键键长2-3键角的意义键角决定分子的空间构型，是共价键具有方向性的具体表现。
高中化学选修三 第二章 第一节 共价键 第二课时 键参数 等电子体
仪器分析
简介 荧光检测水中的双酚 A
CO分子和N2分子的某些性质
等电子原理：
原子数相同，价电子总数相同的分子，结构相似， 物理性质相近。具有等电子特征的微粒互称为 等电子体。
仪器分析
简介 荧光检测水中的双酚 A
等电子体
1 等电子体具有相同的化学键类型和分子构型，物理性质相似，但化学性质差别较大。 2 互为等电子体的物质可以是分子和分子，分子和离子，离子和离子。 3 等电子体的价电子数的计算方法 分子型的=各原子最外层电子数之和 离子型的=各原子最外层电子数之和加减离子所带的电荷数 如：NO2=5+6+6+1=18
仪器分析
简介 荧光检测水中的双酚 A
（1）结构式为 PMR谱上
的有机物，在
观察峰给出的强度之比为 ； （ 2 ）某含氧 有机物，它的 相对分子质量为 46.0，碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为 13.0%，PMR中只有一个信号，请写出其结构简 式 。 （3）实践中可根据PMR谱上观察到氢原子给 出的峰值情况，确定有机物的结构。如分子式为 C3H6O2 的链状有机物，有 PMR 谱上峰给出的稳 定强度仅有四种，其对应的全部结构， ④ 2∶2∶1∶1，请分别推断出结构简式： ① ② ③ ④ 。
形成2 mo1HCl释放能量：2×431.8 kJ －436.0kJ+242.7kJ) = 184.9 kJ 形成2 mo1HBr释放能量：2×366kJ －(436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJ HCl释放能量比HBr释放能量多,因而生成的HCl更稳定,即HBr更容 易发生热分解生成相应的单质.
仪器分析 简介 荧光检测水中的双酚 A
某些共价键的键能
共价键的键参数与等电子体
合作探究·核心归纳 1.所有的共价键都有方向性吗? 提示:并不是所有的共价键都有方向性,如s-sσ键就没有方向性。
2.你能用所学原子结构理论解释氢原子只能结合为H2,而不是以H3的 形式存在吗? 提示:因为氢原子1s轨道上的电子同另一个氢原子的1s轨道上的电子 配对成键后,根据泡利原理,H就不能再同第三个氢原子结合,因为如果 再同第三个氢原子结合,其中必有两个电子的自旋方向相同而违背泡 利原理。
【补偿训练】指明下列化学键类型的名称,并各举一例含有这种价键 类型的物质。
化学键类型
举例
(1)
,
。
(2)
,
。
(3)
,
。
(4)
,
。
(5)
,
。
【解析】共价键具有方向性,以“头碰头”重叠形成的为σ键, “肩并肩”重叠形成的为π键,由此可知(1)、(2)、(3)形成的 为σ键,(4)、(5)形成的为π键。 答案:(1)s-sσ键 H2 (2)s-pσ键 HCl (3)p-pσ键 Cl2 (4)pz-pzπ键 N2 (5)py-pyπ键 N2(举例合理即可)
过关小练·即时应用
1.(2015·银川高二检测)下列物质的分子中,既有σ键又有π键的
是( )
A.C2H6
B.HClO
C.CH4
【解题指南】解答本题的关键是
D.CO2
(1)明确各分子的结构特点,并能写出其结构简式;
(2)明确σ键和π键的存在原则。
【解析】选D。共价化合物中单键为σ键,双键或三键中有一个为σ键
其余为π键。C2H6的结构式为
,分子中只存在σ键;HClO的
结构式为H—O—Cl,分子中只存在σ键;CH4的结构式为
,分
第一节 共价键
第一节共价键1．了解共价键的主要类型σ键和π键，知道σ键和π键的明显差别和一般规律。
2.理解键能、键长、键角等键参数的概念，并能应用键参数说明简单分子的某些性质。
3.了解等电子原理，结合实例说明等电子原理的应用。
共价键1．本质和特征(1)本质：在原子之间形成共用电子对。
(2)特征：饱和性——决定分子的组成；方向性——决定分子的立体构型。
2．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H—H的s-s σ键的形成s-p型H—Cl的s-p σ键的形成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做旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称；σ键的强度较大形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成pp π键pp π键的形成特征π键的电子云具有镜面对称性，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)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。
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例)。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)原子轨道在空间都具有方向性(2)一般来说，σ键比π键强度大，更稳定(3)N2分子中σ键与π键的个数之比是2∶1(4)σ键和π键都只存在于共价分子中(5)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键(2)√(3)×应为1∶2(4)×离子化合物中也存在，如CaC2(5)√2．(2020·铜川高二检测)下列说法中正确的是()A．乙烷分子中，既有σ键，又有π键B．Cl2和N2的共价键类型相同C．由分子构成的物质中一定含有σ键D．HCl分子中含一个s-p σ键解析：选D。
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第十六章 物质结构与性质
化学
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(3)氢键及其对物质性质的影响 ①氢键 电负性很强的原子 形 成 共 价
A．定义：由已经与
键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用 力． B．特点：氢键比分子间作用力 强 ，比共价键 弱 ； 有 方向性和饱和性 ． C．存在： 分子间和分子内 ．
共价键稳定性的一个参数．
B．规律：键长越短，则键能越大，共价键越 稳定 ． ③键角 A．定义：在原子超过2个的分子中，两个共价键之间 的夹角称为键角． B．规律：键角与键长是确定分子立体结构的重要参 数．
第十六章 物质结构与性质
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(3)等电子原理 原子总数 相同 、价电子总数 相同 的分子，具有相 化学键特征 ，它们的许多性质是相近的．
化学
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(2)键参数 ①键能
A．定义： 气态基态原子形成1 mol化学键 释 放 的 最
低能量．通常取正值． B．规律：键能越大，形成化学键时放出的能量越多， 则这个化学键越 牢固 ，越不容易被打开．
第十六章 物质结构与性质
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②键长 A．定义：形成共价键两原子之间的 核间距， 是 衡 量
叠而成，称为 s-sσ键 ． HCl：HCl分子中的σ键是由H原子的1s原子轨道与Cl 原子的3p原子轨道重叠形成的，称为 s-pσ键 p-pσ键 ． Cl2：Cl2分子中的σ键是由2个 Cl原子的3p原子轨道以 “头碰头”方式重叠形成的，称为 ． b．π键：原子轨道以“ 肩并肩 ”方式重叠成键．
第十六章 物质结构与性质
3．分子的性质 (1)键的极性和分子的极性
①键的极性
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③键的极性与分子极性的关系 A．只含非极性键的分子一定是 和等于 零 子． 非极性分子 非极性 分子．
B．含极性键的分子，若分子中各个键的极性的向量
，则为 ，否则为极性分
第十六章 物质结构与性质
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化学
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考试大纲要求 1.了解共价键的主要类型σ 键和π键，能用键能、键长 、键角等说明简单分子的 某些性质． 2.了解简单配合物的成键 情况． 3.了解化学键和分子间作 用力的区别． 4.了解氢键的存在对物质 性质的影响，能列举含有 氢键的物质．
高考热点提示 1.共价键的概念和分类． 2.有关共价键的键参数． 3.等电子原理． 4.分子的空间构型及确定方 法． 5.有关配合物理论． 6.极性分子与非极性分子． 7.分子间作用、氢键及对物 质性质的影响.
第十六章 物质结构与性质
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(4)配合物理论简介 ①配位键：由一方提供 空轨道 孤对电子 ， 另 一 方 提 供
而形成的共价键．
中心离子 ，
②配合键：把金属离子 (或原子 )与某些分子或离子以 配位键结合形成的化合物．其中，前者称 后者称为 配体 ．
第十六章 物质结构与性质
化学
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似的
第十六章 物质结构与性质
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2．分子的立体结构 (1)常见分子的立体结构
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(2)价层电子对互斥模型 ①中心原子(A)的价电子全部成键时，对于分子
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②共价键 A．本质：原子之间形成 共用电子对 ．
B．特点：具有 饱和性和方向性
．
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C．成键类型 a．σ键：原子轨道以“ 头碰头 ”方式重叠成键．
H2 ： H2 分子中的 σ 键是由两个 H 原子的 1s 原子轨道重
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(5)手性 ①手性异构体：具有完全相同的 组成和原子排列 的
一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间
里 不能重叠 ，互称手性异构体． ②手性分子：具有 手性异构体 的分子．
(6)无机含氧酸分子的酸性 含氧酸(HO)mROn，若成酸元素R相同时，n值越大， R正电性越 高 ，越 易 电离出H＋，酸性越 强 ．
第十六章 物质结构与性质
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②氢键对物质性质的影响 A．分子间形成氢键时，使物质的熔、沸点显著 升高
．
B．在极性溶剂中，若溶质分子和溶剂分子间能形成 氢键，则使其溶解度 增大 ． (4)溶解性 ①影响因素 A．影响固体溶解度的因素主要是 温度 ． B．影响气体溶解度的因素主要是压强和温度．
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1．共价键 (1)共价键
第十六章 物质结构与性质
化学
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①化学键 A．定义：使离子相结合或 原子 相结合的作用
力．
B．分类：化学键可分为 离子键、共价键和金属键 ． C．存在：离子化合物一定含有 有 共价键 体中含有 金属键 离子键 ，可能含 ，金属晶 ，共价化合物一定含有 共价键 ．
(2)间作用力
A．定义：把 范德华力． B．影响因素：相对分子质量和分子的极性．相对分 子质量越大，范德华力越 大 ；分子的极性越大，范德华 分子聚集在一起 的作用力，又叫
力越 大 ．
②范德华力对物质性质的影响
组成和结构相似的分子，相对分子质量越 大 ， 分 子
第十六章 物质结构与性质
化学
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②相似相溶规律 非极性 溶质一般能溶于非极性溶剂，如 I2 易
溶于CCl4或苯中； 极性 溶质一般易溶于极性溶剂中，
如HCl易溶于水．如果存在氢键，则溶质与溶剂之间的氢 键作用力越大，溶解性越 好 ．若溶质与水发生反应时可 增大 其溶解度，如SO2与水反应生成H2SO3.
(3)杂化轨道理论简介 ① sp3 杂化： sp3 杂化轨道由 1个 s 轨道和 3 个 p轨道杂化
形成，分子呈 正四面体形 ，如CH4、NH等．
② sp2 杂化： sp2 杂化轨道由 1个 s 轨道和 2 个 p轨道杂化 形成，分子呈 平面三角形 ，如BF3、HCHO等．
③sp杂化：sp杂化轨道由1个s轨道和1个p轨道杂化形 成，分子呈 直线形 ，如CO2、C2H2等．