1、第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 目标与素养：1.了解共价键的类型及形成过程和判断。(微观探析与模型认知)2.理解共价键的键参数及应用。(宏观辨识与变化观念)3.了解等电子原理及等电子体判断。(微观探析与证据推理)自 主 预 习 探 新 知 一、共价键及类型1共价键的含义与特征(1)含义：原子间通过 形成的化学键。(2)共用电子对饱和性方向性2共价键的类型(1)键形成成键原子的 s 轨道或 p 轨道“”重叠而形成 s-s 型 s-p 型 类型p-p 型 头碰头特征以形成化学键的两原子核的 为轴作旋转操作，共价键电子云的图形 ，这种特征称为 ；键的强度 连线不变轴对称较大(2)键形成由两个
2、原子的 p 轨道“”重叠形成的 p-p 型特征每个 键的电子云由两块组成，分别位于由 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 ，这种特征称为 对称；键 旋转，不如 键牢固，较易 肩并肩两原子核镜像镜面不能断裂(3)判断 键、键的一般规律共价单键为 键；共价双键中有一个 键、一个 键；共价三键由一个 键和两个 键组成。二、共价键的键参数键能、键长与键角1键能(1)键能是 形成 1 mol 化学键释放的 能量。键能的单位是 。例如：形成 1 mol HH 键释放的最低能量为 436.0 kJ，即 HH 键的键能为 。气态基态原子最低kJmol1436.0 kJmol1(2)
3、下表中是 HX 键的键能数据共价键HFHClHBrHI 键能/(kJmol1)568431.8366298.7表中共价键最难断裂的是 键，最易断裂的是 键。由表中键能数据大小说明键能与分子稳定性的关系：HF、HCl、HBr、HI 的键能依次 ，说明四种分子的稳定性依次 ，即 HF 分子很稳定，最 分解，HI 分子最不稳定，最 分解。HFHI减小减弱难易2键长(1)键长是指形成共价键的两个原子之间的 ，因此 决定化学键的键长，越小，共价键的键长越短。(2)键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越，表明共价键越 。(3)下列三种分子中：H2、Cl2、Br2，共介键的键长最长的是
4、 ，键能最大的是。核间距原子半径原子半径大稳定Br2H23键角(1)键角是指两个共价键间的夹角。(2)在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有 性。键角是描述分子 的重要参数。三、等电子原理 相同、相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。如 CO 和 N2 具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，它们的许多性质相似。方向立体结构原子总数价电子总数1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)原子轨道在空间都有方向性，重叠形成的共价键也都有方向性()(2)键是轴对称而 键是镜像对称，键和 键均可旋转()(3)键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关(
5、)(4)键长越长，键能越大，键越稳定()答案(1)(2)(3)(4)2如图是氢原子的电子云重叠示意图。以下说法中错误的是()A图中电子云重叠意味着电子在核间出现的概率增大B氢原子核外的 s 轨道重叠形成共价键C氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得浓一些，将两核吸引D氢原子之间形成 ss 键答案 C3(1)乙烯分子中有_个 键，_个 键。(2)CO2 分子中有_个 键，_个 键。答案(1)5 1(2)2 2核 心 突 破 攻 重 难 1.共价键的分类分类标准类型 共用电子对数单键、双键、三键共用电子对的偏移程度极性键、非极性键原子轨道重叠方式 键、键共价键的类型2.键与 键比较键的类型 键
6、键 电子云重叠方式沿键轴方向“头碰头”重叠沿键轴方向“肩并肩”重叠 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 重叠程度大小 键的强度强度大，不易断裂强度小，易断裂 化学活泼性不活泼活泼 成键轨道ss、sp、pppp1下列模型分别表示 C2H2、S8、SF6 的结构，下列说法错误的是()A32 g S8 分子中含有 0.125 mol 键BSF6 是由极性键构成的分子C1 mol C2H2 分子中有 3 mol 键和 2 mol 键D1 mol S8 中含有 8 mol SS 键A A.1 mol S8 中有 8 mol 键，因此 32 g S8 即 0.125 mol S8
7、中含有 键为 818 mol1 mol，故说法错误；B.根据模型可知 SF6 是由 SF 极性键构成，故说法正确；C.成键原子之间只能形成 1 个 键，三键中有 2个 键，因此 1 mol 乙炔中含有 3 mol 键和 2 mol 键，故说法正确；D.根据选项 A 分析，故说法正确。2下列说法中错误的是()Ap 轨道之间以“肩并肩”重叠可形成 键B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CCO2 分子中 键与 键的个数比为 11D含有 键和 键的分子在反应时，键总是先断裂，优先参与化学反应A p轨道“肩并肩”重叠形成 键，不形成 键。3 键可由两个原子的 s 轨道、一个原子的
8、s 轨道和另一个原子的 p轨道以及一个原子的 p 轨道和另一个原子的 p 轨道“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的 键是由两个原子的 s、p 轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()AH2 BCl2CNaH DHFD H2 中的 键由两个原子的 1s 轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，A 错误；Cl2 中的 键由两个原子的 3p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，B 错误；NaH 为离子化合物，不存在共价键，C 错误；HF 中的 键由氢原子的 1s 轨道和氟原子的 2p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，D 正确。(1)所有共价键不一定均有方向性，如 ss 键无方向性。(2)分子中不一定必须
9、含有 键，如稀有气体分子中不含有化学键。(3)共价分子中不一定含有 键，只有分子中含有双键或三键时，才含有 键。(4)并不是所有的原子轨道都能形成 键。1.键参数与分子性质的关系(1)共价键强弱的判断由键长和共用电子对数判断一般来说，形成共价键的键长越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。由键能判断共价键的键能越大，表示破坏共价键消耗的能量越多，则共价键越牢固。键参数与等电子原理及应用(2)分子立体结构的判断键长和键角是描述分子立体构型的参数。一般来说，如果知道分子中的键长和键角，这个分子的几何构型就确定了。如 NH3 分子的 HNH键角是 107，NH 键的键长是
10、101 pm，就可以断定 NH3 分子是三角锥形分子。2利用键能计算反应的 HH反应物的键能总和生成物的键能总和。3等电子体的判断(1)判断方法原子总数相同，价电子总数相同的粒子。(2)一些常见的等电子体类型实例立体构型 双原子(10 电子)N2、CO、NO、C22、CN直线形 三原子(16 电子)CO2、CS2、N2O、NCO、NO2、N3、NCS、BeCl2(g)直线形 三原子(18 电子)NO2、O3、SO2V 形 四原子(24 电子)NO3、CO23、BO33、BF3、SO3(g)平面三角形五原子(32 电子)SiF4、CCl4、BF4、SO24、PO34正四面体形微点拨：等电子体的不
11、同粒子一般具有相似的价键结构、立体构型和某些性质。4下列说法中正确的是()A在分子中，两个原子间的距离叫键长B非极性键的键能大于极性键的键能C键能越大，表示该分子越容易受热分解DHCl 的键能为 431.8 kJmol1，HI 的键能为 298.7 kJmol1，这可说明 HCl 分子比 HI 分子稳定D 形成共价键的两个原子核间的距离为键长，A 错误；键能的大小取决于成键原子的电负性，与键的极性无必然联系，B 错误；键能越大，越难断裂化学键，分子越稳定，C 错误，D 正确。5下列说法正确的是 ()A分子的结构是由键角决定的B共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定CCF4、CC
12、l4、CBr4、CI4 中 CX(XF、Cl、Br、I)键的键长、键角均相等DH2O 分子中两个 OH 键的键角为 180B 分子的结构是由键角、键长共同决定的，A 项错误；由于 F、Cl、Br、I 的原子半径不同，故 CX(XF、Cl、Br、I)键的键长不相等，C项错误；H2O 分子中两个 OH 键的键角为 105，D 项错误。6(1)根据等电子原理判断，下列说法中错误的是_。AB3N3H6 分子中所有原子均在同一平面上BB3N3H6 分子中存在双键，可发生加成反应CH3O和 NH3 互为等电子体，均为三角锥形结构DCH4 和 NH4 互为等电子体，均为正四面体结构(2)下列微粒组互为等电子
13、体的是_。AN2O4 和 NO2BNa和 ClCSO24 和 PO34DNO 和 O2解析(1)等电子原理是指具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相似的结构特征。B3N3H6 是苯的等电子体，因此，它们的结构相似。B3N3H6 分子中所有的原子均在同一平面上，不存在双键。H3O和 NH3 互为等电子体，NH3 为三角锥形结构，则 H3O也是三角锥形结构。CH4 和 NH4 互为等电子体，CH4 是正四面体形结构，所以 NH4 也是正四面体形结构。(2)N2O4 的原子总数和价电子总数都是 NO2 的 2 倍；NO 的价电子总数是 11，O2 的价电子总数是 12，故 A、D 不正确。N
14、a、Cl均为单原子形成的离子，故 B 不正确。答案(1)B(2)C等电子体确定的四种技巧(1)将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加 n 和减少 n(n1,2 等)的原子，如 N2 与 CO、N3 和 CNO互为等电子体。(2)将粒子中的一个或几个原子换成原子序数增加(或减少)n 的元素带n 个单位电荷的阳离子(或阴离子)，如 N2O 和 N3 互为等电子体。(3)同主族元素最外层电子数相同，故可将粒子中一个或几个原子换成同主族元素原子，如 O3 与 SO2、CO2 与 CS2 互为等电子体。(4)互为等电子体的微粒分别再增加一个相同的原子或同主族元素的原子，如 N2O 与 CO2 互为等电子
15、体。当 堂 达 标 提 素 养 1下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是()A H2O2 的结构式应为 HOOH。2下列分子中的 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()AH2 BCCl4 CCl2 DF2A A 项中 H2 是由两个 1s 轨道形成 键；B 项中 Cl 的 3p轨道与 C的 2s 轨道或 2p 轨道形成 键；C 项是由两个 3p 轨道形成 键；D 项中是由两个 2p轨道形成 键。3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HHHClHBrBrBr 键能/(kJmol1)436.0431.8366193.7A.HClBHBrCH2D
16、Br2D 键能越小，键长越长，共价键越不牢固，分子越不稳定。4下列说法中正确的是()A分子中键能越大，键长越短，则分子越稳定B只有非金属原子之间才能形成共价键C水分子可表示为 HOH，分子中键角为 180DHO 键键能为 462.8 kJmol1，即 18 g 水分解生成 H2 和 O2 时，放出能量为(2462.8)kJA 在分子中键能越大，键长越短，分子越稳定，A 项正确。AlCl3中含有共价键，B 项错误。水分子的两个 OH 键的键角小于 180，C 项错误。HO 键的键能是破坏 1 mol HO 键所吸收的能量，在一个 H2O分子中有两个 HO 键，故应吸收能量 2462.8 kJ。而
17、当 H、O 形成 H2和 O2，在成键时需放出能量，故应根据公式“H反应物的总键能生成物的总键能”计算，D 项错误。5已知原子总数相同、价电子总数相同的微粒称为等电子体，等电子体的结构和性质相似。据此回答下列问题：(1)SCN、NO2 的价电子总数都是 16，因此它们的结构与第二周期中的两种元素组成的_分子的结构相同，该分子呈_形。(2)CO23、NO3 等微粒具有相同的通式 AX3，且价电子总数都是_，因此它们的结构与由A 族的两种元素组成的_分子的结构相同，立体构型相似。解析 根据等电子体的概念及常见等电子体即可回答问题。答案(1)CO2(或 N2O)直线(2)24 SO3课 时 分 层 作 业 点击右图进入 Thank you for watching!
