1、第一节共价键核心素养发展目标1.宏观辨识与微观探析：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的类型及成键方式，了解键能、键长及键角对物质性质的影响。2.证据推理与模型认知：理解共价键中键和键的区别，建立判断键和键的思维模型，熟练判断分子中键和键的存在及个数。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)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)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
2、非金属原子之间形成共价键。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)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。 共价键的特征及应用(1)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。(2)共价键的方向性决定了分子的立体构型，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。例1
3、(2018南昌高二月考)共价键具有饱和性和方向性。下列有关叙述不正确的是()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答案D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正确；形成共价键时，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，则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性
4、决定的，故B正确；共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度无关，与原子的未成对电子数有关，故D错误。二、共价键的类型1.键(1)概念：未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫键。(2)类型：根据成键电子原子轨道的不同，键可分为ss 键、sp 键、pp 键。ss 键：两个成键原子均提供s轨道形成的共价键。sp 键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键。pp 键：两个成键原子均提供p轨道形成的共价键。(3)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。形成键的原子轨道重叠程度较大，故键有较强的稳定性。(4)键的存在：共价单键为键；
5、共价双键和共价三键中存在1个键。2键(1)概念：未成对电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫键。(2)特征每个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，这种特征称为镜面对称。形成键时原子轨道重叠程度比形成键时小，键没有键牢固。(3)键的存在：键通常存在于双键或三键中，双键中有1个键，三键中有2个键。键和键的比较键的类型键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键
6、的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼例2下列有关键和键的说法错误的是()A含有键的分子在反应时，键是化学反应的积极参与者B当原子形成分子时，首先形成键，可能形成键C有些原子在与其他原子形成分子时只能形成键，不能形成键D在分子中，化学键可能只有键而没有键答案D解析共价键形成时，原子轨道首先以“头碰头”的方式重叠形成键，然后才可能以“肩并肩”的方式重叠形成键，故B、C正确，D错误；从原子轨道重叠程度看，键的重叠程度比键的重叠程度小，故键的稳定性比键小，易被破坏，是化学反应的积极参与者，A正确。例3(2018四川绵阳南山中学高二期中)下列分子中键和键数目之比为11的是()AHCN BCO CC6H6
7、DC2H2答案A解析HCN分子的结构式为HCN，其中含有2个键和2个键，键和键数目之比为11，A正确；CO分子的结构式为CO，其中键和键的数目之比为12，B错误；C6H6分子中存在12个键和1个大键，C错误；C2H2分子的结构式为HCCH，其中键和键的数目之比为32，D错误。方法规律键和键的判断根据成键原子的价电子排布确定其未成对电子数，进而判断其能形成的共价键个数。如果只形成一个共价键，则该共价键一定是键；如果形成多个共价键，则其中一个为键，其他的为键。一般规律是：共价单键是键；共价双键中有一个键，另一个是键；共价三键由一个键和两个键组成。三、共价键的键参数1键参数键能、键长、键角概念作用键
8、能气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量键能越大，键越稳定，越难被破坏键长形成共价键的两个原子之间的核间距键长越短，键能越大，键越稳定键角两个共价键之间的夹角表明共价键有方向性，决定分子的立体构型2.键参数与分子结构和性质的关系例4键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是()A键角是描述分子立体构型的重要参数B因为HO键的键能小于HF键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱C水分子的结构可表示为HOH，分子中的键角为180DHO键的键能为463 kJmol1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2463 kJ答案A解析HO键、HF键的键能依次增
9、大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，B项错误；水分子呈V形，键角为105，C项错误；HO键的键能为463 kJmol1，指的是断开1 mol HO键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463 kJ,18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol HO键，断开时需吸收2463 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还会释放出一部分能量，D项错误。共价键1正误判断(1)只有非金属原子之间才能形成共价键()(2)两个原子之间形成共价键时，至少有一个键()(3)键和键都能绕轴旋转()(4)键和键都只能存在于
10、共价化合物中()(5)1 mol丙酮()中含有键个数为9NA()(6)C=C键的键能等于CC键键能的2倍()(7)双原子分子中，键长越短，分子越牢固()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)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共价键的稳定性答案B3(2019南宁高二检测)下列说法不正确的是()A键能越小，表示化学键越牢固，越难以断裂B成键的两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，性质越稳定C破坏化学键时消耗能量，而形成化学键时释放能量D键能、键长只能定性地分析化学键的强弱答案A解析键能越大，断开该键所需的能量
11、越多，化学键越牢固，性质越稳定，故A错误；B、C、D均正确。4(2018东莞期中)能说明BF3分子中四个原子在同一平面的理由是()A任意两个键的夹角为120BBF键是非极性共价键C三个BF键的键能相同D三个BF键的键长相等答案A解析本题考查共价键键参数的运用。当键角为120时，BF3的立体构型为平面三角形，故分子中四个原子共面。5(2019唐山高二调研)下列说法中不正确的是()A键比键重叠程度大，形成的共价键强B两个原子之间形成共价键时，最多有一个键C气体单质中，一定有键，可能有键DN2分子中有一个键，两个键答案C解析从原子轨道重叠程度看，键重叠程度比键重叠程度小，故键稳定性低于键，在气体单质
12、分子中存在键(如Cl2、H2)、键(N2中存在键和键)，稀有气体为单原子分子，不存在化学键。6有以下物质：HF，Cl2，H2O，N2，C2H4，C2H6，H2，H2O2，HCN(HCN)。(1)只有键的是_(填序号，下同)；既有键又有键的是_。(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是_。(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是_。(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的是_。答案(1)(2)(3)(4)解析(1)单键只有键，双键或三键才含有键，故只有键的是；既有键又有键的是。(2)H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的
13、只有H2。(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键的有。(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的键，说明构成这种键的原子中一定没有H原子，故正确答案为。题组一共价键的存在与特征1(不定项)下列元素的原子间易形成共价键的是()ANa和Cl BK和FCH和Cl DC和O答案CD解析非金属元素的原子间容易形成共价键，活泼的金属和非金属元素的原子间容易形成离子键。则Na和Cl形成的是离子键，A错误；K和F形成的是离子键，B错误；H和Cl均是非金属元素，形成的是共价键，C正确。2硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90，其原因是()共价键的饱和性S原子的电子排
14、布共价键的方向性S原子中p轨道的形状A B C D答案D解析S原子的价电子排布式是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的两个p轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角接近90，这体现了共价键的方向性，是由p轨道的伸展方向决定的。3(2019济南高二月考)下列说法正确的是( )A所有的原子轨道都具有一定的伸展方向，因此所有的共价键都具有方向性B某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数C基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键D1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的答案D解析只有2个s原子轨
15、道重叠形成的共价键没有方向性，其他原子轨道重叠形成的共价键都有方向性，故A不正确；非金属元素的原子形成的共价键数目一般等于该原子最外层的未成对电子数，不能说一定等于该元素原子的价电子数，故B不正确；在形成CH4分子的过程中，碳原子2s轨道中的1个电子激发到2p空轨道，这样形成了4个未成对电子，C不正确；N原子最外层2p轨道上共有3个未成对电子，1个N原子可以与3个H原子结合形成NH3，此时共价键饱和，D正确。题组二键与键的判断与比较4(不定项)下列说法正确的是()Ap轨道之间以“肩并肩”方式重叠可形成键Bp轨道之间以“头碰头”方式重叠可形成键Cs轨道和p轨道以“头碰头”方式重叠可形成键D共价键
16、是由两个原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的答案C解析A项，应形成键；B项，应形成键；C项，“头碰头”重叠即形成键；D项，形成共价键的两个原子轨道既可“肩并肩”重叠又可“头碰头”重叠。5(2018南通高二期中)下列物质的分子中既含有键又含有键的是()HClH2ON2H2O2C2H4C2H2A B C D答案D解析共价单键都是键，共价双键中含有一个键和一个键，共价三键中含有一个键和两个键。HCl的结构式为HCl，H2O的结构式为HOH，H2O2的结构式为HOOH，则HCl、H2O、H2O2分子中均只含键；N2的结构式为NN，C2H4的结构简式为CH2=CH2，C2H2的结构简式为CHCH，则N2、
17、C2H4、C2H2分子中均含键和键。综上所述，D项正确。6下列分子中含有两个键的组合是()H2OCO2HCNNH3N2CH4A B C D答案B解析H2O分子中有2个HO键，不含键，错误； CO2 的分子中只有两个C=O键，含有两个键，正确； HCN的分子中有1个CN键，含有两个键，正确； NH3分子中有3个HN键，不含键，错误；N2 的分子中有1个NN键，含有两个键，正确； CH4 的分子中有4个HC键，不含键，错误。故分子中含有两个键的是。7(不定项)下列有关化学键类型的判断中正确的是()A全部由非金属元素组成的化合物中可能存在离子键B物质中有键一定有键，有键一定有键C已知乙炔的结构式为H
18、CCH，则乙炔分子中存在2个键(CH键)和3个键(CC键)D乙烷分子中只存在键，即CH键和CC键均为键答案AD解析NH4Cl、(NH4)2SO4均是由非金属元素组成的，却存在离子键，A项正确；共价双键中有一个为键，另一个为键，共价三键中有一个为键，另两个为键，故乙炔(HCCH)分子中有2个CH 键，CC中有1个键，2个键，C项错误；共价单键为键，乙烷分子的结构式为，其所含的6个CH键和1个CC键均为键，D项正确。题组三共价键的键参数及应用8已知1 mol气态基态氢原子完全结合形成氢气时，释放的最低能量为218 kJmol1，下列说法正确的是()AHH键的键能为218 kJmol1BHH键的键能
19、为436 kJmol1C1 mol气态氢原子的能量低于0.5 mol H2的能量D1 mol H2完全分解至少需要218 kJ的能量答案B解析键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。1 mol气态基态氢原子只能形成0.5 mol HH键，故A、D项错误，B项正确；由能量守恒定律及键能的定义可知，C项错误。9(2018南京高三月考)下列分子或离子中键角由大到小的排列顺序是()SO3NH3H2OCH4CO2A BC D答案B解析SO3分子为平面三角形结构，键角为120；NH3为三角锥形结构，键角为107；H2O为V形结构，键角为105；CH4为正四面体结构，键角为10928；CO2为
20、直线形结构，键角为180。所以键角的大小顺序为CO2SO3CH4NH3H2O，所以B正确。10(2019苏州高二月考)根据如表所列键能数据，下列分子中最不稳定的是()化学键HHHClHBrClClBrBr键能/kJmol1436431299247193A.HCl BHBr CH2 DBr2答案D解析由题表中数据可知，分子中键能：E(H2)E(HCl)E(HBr)E(Cl2)E(Br2)，键能越大越稳定，故Br2分子最不稳定，D项符合题意。11(不定项)(2018扬州高二月考)下表所列数据是在相同条件下，不同物质中氧氧键的键长和键能的实测数据，下列有关说法中正确的是()微粒OOO2O键长/pm1
21、49128121112键能/kJmol1ab496628A.a”“(2)120 475 kJ858.7 kJ解析.(1)可以直接从题中读出有关数据，HH键的键长为74 pm；体系能量由高到低的顺序是。(2)氢分子中含有一个键，A项错误；核间距逐渐减小时，两个氢原子的原子轨道会相互重叠，导致电子在核间出现的概率增大，B项正确；已经达到稳定状态，当改变构成氢分子的两个氢原子的核间距时，必须消耗外界的能量，C项正确；氢分子中含有一个非极性共价键，D项错误。.(1)SiSi键的键长比SiC键的键长长，SiSi键的键能比SiC键的键能小。(2)由题图可知HH键的键能为436 kJmol1，每千克H2燃烧
22、(生成水蒸气)放出的热量约为1 000 g2 gmol1(462.8 kJmol12436 kJmol1497.3 kJmol1)120 475 kJ；每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为452 kJmol14 mol497.3 kJmol11 mol226 kJmol12 mol858.7 kJ。15现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F 6种元素，它们的原子序数依次增大，已知B元素是地壳中含量最多的元素；A和C的价电子数相同，B和D的价电子数相同，且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的；C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E原子的p轨道上比D原子的
23、p轨道上多一个电子；6种元素的基态原子中，F原子的电子层数最多且和A处于同一主族。回答下列问题：(1)用电子式表示C和E形成化合物的过程：_。(2)写出基态F原子的核外电子排布式：_。(3)写出A2D的电子式_，其分子中_(填“含”或“不含”，下同)键，_键。(4)A、B、C共同形成的化合物中化学键的类型有_。答案(1)(2)1s22s22p63s23p64s1(3)含不含(4)离子键、共价键解析已知B元素是地壳中含量最多的元素，则B为氧元素；B和D的价电子数相同，则D为硫元素；B、D两元素原子核内质子数之和为24，其为12，A和C的价电子数相同，且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的，则A为氢元素，C为钠元素；C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数，且E原子的p轨道上比D原子的p轨道上多一个电子，则E为氯元素；6种元素的基态原子中，F原子的电子层数最多且和A处于同一主族，则F为钾元素。