1、第三单元共价键共价晶体第1课时共价键学 习 任 务1能结合实例描述共价键的成键特征及其本质。2能分析不同类型的共价键对物质化学性质的影响。3能举例说明共价键的极性及其应用。 一、共价键的形成1共价键的形成吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。2共价键形成的本质当成键原子相互接近时，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。3共价键的特征(1)饱和性：成键过程中，每种元素的原子有几个未成对的电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。意义：在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的。(2)方向性：形成共价键时，
2、两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。因此，一个原子与周围原子形成的共价键就表现出方向性。4形成共价键的条件通常情况下，吸引电子能力相近的原子(电负性差值一般小于1.7)之间易通过共用电子对形成共价键。5存在共价键的物质非金属单质、共价化合物、某些离子化合物。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)金属元素原子与非金属元素原子之间不能形成共价键。()(2)氢气分子是由两个核外电子自旋方向相同的氢原子结合而成的。()(3)N、O、F原子与氢原子形成的简单化合物分别为NH
3、3、H2O和HF，说明共价键具有饱和性。()(4)ss、sp、pp共价键都有方向性。()(5)离子晶体中可能含有共价键。()二、共价键的类型1按成键原子轨道的重叠方式不同分(1)键：原子轨道以“头碰头”方式重叠而形成的共价键。按形成键的原子轨道类型的不同，键可分为ss_键、sp_键、pp_键。(2)键：原子轨道以“肩并肩”方式重叠而形成的共价键。(3)规律共价单键键。共价双键 一个键，一个键。共价三键一个键，两个键。 (4)区别有机物中，碳原子与碳原子间形成键的重叠程度比形成键的重叠程度小得多，所以键比键牢固，故反应中键易断裂。2按成键原子吸引电子的能力分(1)非极性键：两个成键原子吸引电子的
4、能力相同，共用电子对不发生偏移。(2)极性键两个成键原子吸引电子的能力不同，共用电子对发生偏移。在极性键中，成键原子吸引电子的能力差别越大，共用电子对发生偏移的程度越大，共价键的极性越强。3特殊的共价键配位键(1)由一个原子提供弧电子对与另一个有些轨道可接受电子的原子形成共价键。(2)NH的结构式可表示为,4个NH键完全相同。1下列分子中只含键不含键的是()ACO2 BCOCl2CN2 DH2O2D单键都是键，双键中含有1个键和1个键，三键中含有1个键和2个键，二氧化碳分子中含有碳氧双键，既有键又有键，A错误；COCl2分子中含有碳氧双键，既有键又有键，B错误；氮气分子中含有氮氮三键，既有键又
5、有键，C错误；双氧水分子中全部是单键，只含键不含键，D正确。2下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是()A2Na2O22H2O=4NaOHO2BMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3CCl2H2O=HClOHClDNH4ClNaOHNaClNH3H2OA注意：Na2O2中O内部存在非极性键。共价键的形成肼(N2H4)又称联氨。有类似于氨的刺鼻气味，一种强极性化合物。无色、油状液体，能很好地混溶于水、醇等极性溶剂中，与卤素、过氧化氢等强氧化剂作用能自燃，长期暴露在空气中或短时间受高温作用会爆炸分解，具有强烈的吸水性，贮存时用氮气保护并密封。有
6、毒，能强烈侵蚀皮肤，对眼睛、肝脏有损害作用。问题1请写出基态H、N原子的价电子排布式。提示1s1、2s22p3。问题2肼(N2H4)分子的电子式如何书写？提示问题3肼分子中原子轨道形成共价键的重叠方式有哪些？提示sp和pp轨道重叠。问题4H、N原子形成共价键数目分别为1、3，这体现了共价键具有方向性还是饱和性？提示饱和性。共价键的饱和性与方向性(1)所有的共价键都具有饱和性，但并不是所有的共价键都具有方向性，如两个s轨道形成的共价键就没有方向性(原因是轨道是球形的)。(2)共价键的饱和性决定了分子的组成，而共价键的方向性决定了分子的空间结构。(3)以NH3分子为例，理解共价键的饱和性和方向性。
7、饱和性：N原子(2s22p3)最外层有3个未成对电子，H原子(1s1)有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子分别形成3对共用电子即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。方向性图示：。1下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是()AH2S和Na2O2BH2O2和CaF2CNH3和N2DHNO3和NaClCNa2O2、CaF2、NaCl中均存在离子键，C正确。2书写电子式(1)OH_，OH_，H3O_，NH_，N2H_。(2)HClO_，CCl4_，CO2_，CS2_，COS_，HCHO_，C2H4_，(CN)2_，(SCN)2_，COCl2_，N2H4_。
8、(3)Na2S_，NaH_，NH4H_，NaCN_，NaSCN_，NaBH4_。答案(1) 共价键的类型材料1：乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型如下：材料2： 问题1根据乙烷分子的球棍模型，请分析乙烷分子所含共价键类型有哪些？提示根据原子轨道重叠方式：只含键(CH、CC)；根据共用电子对是否偏移：含极性键(CH)和非极性键(CC)。问题2根据乙烯、乙炔分子的球棍模型，请分析二者分子中键和键之比分别是多少？提示51、32。问题3乙烯、乙炔分子与氢气在一定条件下发生加成反应，断裂的哪种共价键？说明原因。提示断裂的键。原子轨道重叠程度：键小于键，故键稳定性比键弱。问题4根据材料2分析苯分子中所含共价键类型
9、和数目。提示6个CH 键、6个CC 键、6个C原子提供的6个p轨道电子形成的1个大键。1键的特征(1)以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。(2)以形成键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏键的结构。(3)形成键的原子轨道重叠程度较大，故键的稳定性较高。2键的特征(1)镜面对称：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。(2)强度小：形成键时，原子轨道重叠程度比键小，键不如键牢固。(3)不能旋转：以形成键的两个原子核的连线为轴，任
10、意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏键的结构。3键和键的区别与联系键键轨道组成ss轨道、sp轨道、pp轨道pp轨道成键方式以“头碰头”方式重叠以“肩并肩”方式重叠重叠部分沿键轴呈轴对称，电子密集出现在键轴上以包含原子核的平面为镜面，电子云呈镜面对称，电子密集出现在键轴的上面或下面存在形式一般是由一对电子组成的单键仅存在于双键或三键中键的性质轨道重叠程度大，键能大，稳定性高轨道重叠程度小，键能小，稳定性低联系只有在形成键后，余下的p轨道才能形成键一般规律：共价化合物分子中，共价单键全是键；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构成。4金属键、离子键和共价键的比较金属键离
11、子键共价键非极性键极性键本质金属离子与自由电子间的作用阴、阳离子间的静电作用相邻原子间通过共用电子对形成成键条件同种金属或不同种金属(合金)成键原子的吸引电子能力差别很大(金属与非金属之间)成键原子吸引电子能力相同(同种非金属)成键原子的吸引电子能力差别较小(不同非金属)特征无方向性、无饱和性无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性存在金属晶体离子化合物(离子晶体)单质如H2，共价化合物如H2O2，离子化合物如Na2O2共价化合物如HCl，离子化合物如NaOH1下列关于化合物A(结构简式如图)的叙述中正确的是()A分子中只有极性键B该分子中三种元素的电负性：HCOC分子中有键和键D该分子中所有原子
12、均满足8电子稳定结构C该有机分子中碳碳键为非极性键，A错误；非金属性越强，电负性越大，则该分子中三种元素的电负性：OCH，B错误；分子中含有碳碳双键，则有键和键，C正确；该分子中含有氢原子，不满足8电子稳定结构，D错误。2下列关于键和键的说法不正确的是()As轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成ss 键Bs轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成sp 键Cp轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成pp 键Dp轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成pp 键Cs轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成键，A正确；s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成sp 键，B正确；p轨道与p轨道可以“头碰头”重叠形成pp 键
13、，C错误；p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成pp 键，D正确。3有以下物质：HFCl2H2ON2C2H4C2H6H2HCN(CHN)，试回答下列问题(用序号回答)：(1)只含有极性键的是_，只含有非极性键的是_，既含有极性键又含有非极性键的是_。(2)只有键的是_，既有键又有键的是_。(3)在上述双原子分子中，含有由两个原子的s轨道重叠形成的键的是_，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_，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_。解析(1)按共用电子对是否偏移，共价键分为极性键和非极性键，由同种原子形成的共价键，属于非极性共价键，而由不同种原子形
14、成的共价键属于极性共价键。由此可知只含有极性键的是，只含有非极性键的是，既含有极性键又含有非极性键的是。(2)根据键和键的形成方式可知，两个原子之间只形成单键时，则只有键，没有键；两个原子形成双键或三键时，存在键的同时一定存在键。由此可知只有键的是，既有键又有键的是。(3)为双原子分子，H2分子里的键是由两个氢原子的s轨道重叠形成的；HF分子里的键是由一个氢原子的1s轨道与一个氟原子的2p轨道重叠形成的；Cl2分子里的键是由两个氯原子的3p轨道重叠形成的；N2分子里既有键又有键，其中键是由两个氮原子的2p轨道重叠形成的。答案(1)(2)(3)1关于离子键、共价键的各种叙述中，下列说法中正确的是
15、()A在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键B非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中C在共价化合物分子内，一定不存在离子键D由不同元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键C离子化合物中一定存在离子键，可能也有共价键，A错；一些化合物中也存在非极性键，如Na2O2、CH3CH3等中都存在非极性键，B错；共价化合物分子中一定不存在离子键，C正确；H2O2、CH3CH2CH3等多原子化合物中，也存在非极性键，D错。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
16、键D在分子中，化学键可能只有键而没有键D键比键稳定，所以反应时键易断裂，A正确；分子形成时，必须使其能量最低，故首先形成键，再根据形成的原子核外电子排布情况看能否形成 键，B、C正确，D错。3既有离子键又有共价键和配位键的化合物是()ANH4NO3BNaOH CH2SO4 DH2OANH4NO3中存在NH与NO形成的离子键，NH内部既有共价键，又有配位键。4下列各分子中所有原子都满足最外层8电子稳定结构且含有键的是()AH2O2 BN2CBeCl2 DPCl3B对于ABn的共价化合物，各元素满足|化合价|元素原子的最外层电子数8，原子都满足最外层8电子结构；单质分子根据最外层电子和成键数目分析
17、；成键元素的非金属性不同时，共用电子对会发生偏移。A中H2O2有氢原子，不可能满足8电子稳定结构，A错误；N2中N原子最外层5个电子，氮气结构式为NN，N原子形成3个共价键，每个共价键提供一个电子，所以每个N原子周围电子数为538；分子中含有两个键，B正确；BeCl2中Be元素化合价为2，Be原子最外层电子数为2，所以224，Be原子不满足8电子结构；Cl元素化合价为1，Cl原子最外层电子数为7，所以178，Cl原子满足8电子结构，C错误；PCl3中P元素化合价为3，P原子最外层电子数为5，所以358，P原子满足8电子结构；Cl元素化合价为1，Cl原子最外层电子数为7，所以178，Cl原子满足
18、8电子结构，但PCl3分子中不含键，D错误。故选B。5下列关于键和键的理解不正确的是()ACH4中的化学键均是键B键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转CCH3CH3、CH2=CH2、CHCH中的键都是CC键D碳碳双键中有1个键、1个键，碳碳三键中有1个键、2个键CCH4分子中只含CH键，CH是键，A正确；键为球对称，键为镜面对称，则键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转，B正确；三种分子中分别含CC、C=C、CC键，则CC的键长、键能均不相同，C错误；双键、三键中均只含1个键，其余为键，则碳碳双键中有一个键，一个键，碳碳三键中有一个键，两个键，D正确。6下列有关键的说法错误的是()A如果电子云图像是由两个s电子重叠形成的，即形成 ss 键Bs电子与p电子形成sp 键Cp电子与p电子不能形成键DHCl分子里含一个sp 键C键有ss、sp、pp三种类型，C错。7某有机物的结构如图：则分子中有_个键，_个键。解析根据有机物结构可知，分子有5条单键均是键，一个双键中含有一个键和一个键，一个三键中含有一个键和两个键，故分子中有7个键，3个键。答案73