1、第2课时 共价键 分子间作用力 1.知道构成物质的微粒之间存在不同的作用，认识分子间作用力。2.知道共价键及其形成，知道共价化合物。3.了解有机化合物中碳的成键特点和成键方式。4.学习用电子式表示共价键以及共价分子;会用结构式表示共价键以及共价分子。了解用球棍模型、比例模型表示分子结构。一、共价键 1.共价键：(1)概念：原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用。(2)形成过程：两种_元素相互化合时，原子间共用最外层 上的电子，形成_，以达到_的电子层结构，_同时受到两个原子核的吸引。2.共价化合物：原子间均以_相结合形成的化合物。3.结构式：用原子间的_表示一对共用电子对，来表 示共价分子
2、的式子。共用电子对 稳定 共用电子对 共价键 一条短线 非金属 4.常见共价分子的表示方法：分子式 电子式 结构式 球棍 模型 比例 模型 HCl _ _ Cl2 _ _ N2 _ _ H2O _ _ HCl ClCl HOH 分子式 电子式 结构式 球棍 模型 比例 模型 CO2 _ _ NH3 _ _ CH4 _ _ OCO 5.有机化合物中碳原子的成键方式：4个 碳碳单键 碳、碳双键 碳碳三键、碳链 碳环 二、分子间作用力 1.分子间作用力：(1)分子间作用力：分子间存在的_的作用 力。(2)强度：分子间作用力比化学键_得多(选填“强”或“弱”)。(3)对物质性质的影响：对于由分子构成的
3、物质，分子间作用力 是影响物质的_和_的重要因素之一。将分子聚集在一起 熔沸点 溶解性 弱 2.水分子间的氢键：(1)形成：一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子间 所形成的分子间作用力。(2)作用：水分子间氢键的存在，使水有较高的_，冰的密 度比水_。沸点 小【思考辨析】1.判断正误：(1)所有的物质中都含有化学键。()分析：不一定，稀有气体元素的原子已达2电子或8电子稳定结 构，故稀有气体的单质内无化学键。(2)氯化氢分子内部存在共价键。()分析：由于氯化氢是由氢原子和氯原子之间通过共用电子对形 成的化合物，所以氯化氢分子内部存在共价键。(3)水分子中所有原子最外层都满足8电子的稳定
4、结构。()分析：水分子的电子式为 ，其中氧原子最外层满足 8电子的稳定结构，而氢原子最外层则满足2电子的稳定结构。(4)分子间作用力是一种相对较弱的化学键。()分析：分子间作用力是将分子聚集在一起的作用力，不属于化 学键。2.问题思考：(1)“非金属元素原子间只能形成共价键”这种说法是否正确?为什么?分析：不正确。非金属元素原子间也可能形成离子键，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐。(2)含有共价键的化合物一定是共价化合物吗?试举例说明。分析：不一定。NaOH是离子化合物，但NaOH中既含有离子键又含有共价键。【知识链接】共用电子对 得失电子能力差不多的元素相遇，它们不能直接进行电子的得失，两种
5、元素的原子相互作用的结果是双方各以最外层一个电子或多个电子形成共用电子对，为两原子共用，在两个原子核外的空间运动，从而使双方都达到稳定结构。球棍模型 球棍模型是一种空间填充模型，用来表现化学分子的三维空间分布。在此作图方式中，线代表共价键，可连接以球形表示的原子中心。比例模型 参照原始实物，按照一定的比例缩放制作的模型。一、离子键、共价键的比较 1.离子键和共价键：键型 离 子 键 共 价 键 概念 使带相反电荷的阴、阳离子结合的相互作用 原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用 成键 方式 通过得失电子达到稳定结构 通过形成共用电子对达到稳定结构 成键 微粒 阴、阳离子 原子 键型 离 子
6、键 共 价 键 形成 条件 活泼金属元素与活泼非金属元素化合(铵盐除外)同种或不同种非金属元素化合 表示 方法 电子式，如 离子键的形成过程：电子式，如 结构式，如 共价键的形成过程：存在 大多数盐、活泼金属氧化物、强碱等 绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中 2.离子键、共价键的存在：【知识备选】1.离子化合物和共价化合物的比较：项目 离子化合物 共价化合物 定义 含有离子键的化合物 只含有共价键的化合物 结构微粒 阴、阳离子 原 子 化学键 类型 一定含有离子键，也可能含有共价键 只含有共价键 项目 离子化合物 共价化合物 与物质 类别的 关系 强碱;绝大多数盐;活泼金属氧化物
7、 所有的酸;弱碱;气态氢化物;非金属 氧化物;极少数盐 主要物 理性质 熔、沸点较高，硬度较大，通常呈固态;固态不导电，熔融态或溶于水后导电 熔、沸点及硬度差异较大;熔融态不导电，某些溶于水后导电 2.离子化合物在熔融状态下能导电，这是判断某化合物是否为离子化合物的实验依据。3.共价化合物在熔融状态(即液体状态)时不能导电，不能电离出自由移动的离子，这是判断某化合物是否为共价化合物的实验依据。【学而后思】(1)存在化学键的物质一定是化合物吗?试举例说明。提示：不一定。例如氢气分子中存在氢氢键，但氢气是单质。(2)金属元素和非金属元素之间一定形成离子键吗?试举例说明。提示：金属元素和非金属元素形
8、成的化学键不一定是离子键，如AlCl3中的铝元素和氯元素之间的键就是共价键。二、化学键、分子间作用力及氢键的区别 化学键 分子间 作用力 氢键 存在 范围 直接相邻的原子或离子间 所有分子间 某些氢化物分子间(常见的有H2O、HF、NH3等)强度 化学键氢键分子间作用力 对物 质性 质的 影响 影响物质的物理性质和化学性质。物质所含化学键越强，性质越稳定 影响物质的熔沸点、溶解性等物理性质。分子间作用力越强，物质熔沸点越高 影响物质的熔沸点、溶解性等物理性质。存在氢键的物质的熔沸点出现反常增大【学而后思】(1)分子间作用力越大，分子越稳定吗?提示：分子的稳定性是由化学键的强弱决定的，与分子间作
9、用力无关。(2)组成和结构相似的物质，熔沸点的高低如何比较?提示：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高。(3)氢键是一种特殊的化学键吗?其强度如何?提示：氢键是分子间作用力的一种，不是化学键，比化学键弱得多。类型 一 化学键类型的判断 【典例】(2013杭州高一检测)下列各组物质中，化学键类型完全相同的是()A.Na2O、Na2O2 B.HI、NaI C.H2O、H2O2 D.NaCl、NH4Cl【解题指南】解答本题时要注意以下两点：(1)两个非金属原子之间形成的一定是共价键。(2)非金属元素也可形成离子化合物，如铵盐。【解析】选C。Na2O只含有离子键，Na2
10、O2既含离子键又含有共价键;HI只含有共价键，NaI只含有离子键;H2O和H2O2都只含有共价键;NaCl只含有离子键，NH4Cl既含离子键又含有共价键。【名师点评】讲解本题时应注意以下两点：(1)离子键存在于活泼金属(A族、A族)与活泼非金属(A 族、A族)之间，或者金属离子(或 )与带电原子团之间。(2)共价键存在于非金属与非金属原子之间，或者某些金属与 非金属原子之间。4NH【方法规律】物质中化学键的存在规律(1)离子化合物中一定有离子键，也可能含有共价键。简单离子组成的离子化合物中只有离子键，如MgO、NaCl等，复杂离子(原子团)组成的离子化合物中既有离子键，又有共价键，如(NH4)
11、2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。(2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。(3)在非金属单质中只有共价键，如Cl2、O2等。(4)构成稀有气体单质的分子，由于原子已达到稳定结构，所以在这些单原子分子中不存在化学键。【变式训练】(2013赣州高一检测)下列物质中，既含有离子键又含有共价键的是()A.KOH B.KCl C.H2O D.H2【解析】选A。KOH是离子化合物，阴阳离子间是离子键，氢氧根中是共价键，A正确;KCl只含离子键，B错误;H2O、H2只含有共价键，C、D错误。【变式备选】分析下列物质的组成特点，回答有关问题：N2、H2O、Na2O2、CaCl2、KOH、N
12、aF。(1)只含有共价键的物质是 ;(2)只含有离子键的物质是 ;(3)既含有离子键，又含有共价键的物质是 ;(4)阴、阳离子个数之比为11的物质是 。【解析】N2、H2O中只含有共价键;CaCl2、NaF中只含有离子键;Na2O2、KOH中既含有离子键又含有共价键;在Na2O2、CaCl2、KOH、NaF中，阴、阳离子个数之比分别为12、21、11、11。答案：(1)N2、H2O (2)CaCl2、NaF(3)Na2O2、KOH (4)KOH、NaF 类型 二 分子间作用力对物质性质的影响 【典例】如图中A、B、C、D四条曲线表示A族、A族、A族、A族元素的气态氢化物的沸点，其中：(1)表示
13、A族元素气态氢化物沸点的是曲线 ;(2)同一族中第3、4、5周期元素的气态氢化物沸点依次升高，其原因是_ ;(3)A、B、C曲线中第2周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第3周期元素气态氢化物的沸点，其原因是_ 。【解题指南】解答本题要明确以下3点：(1)各主族元素形成的气态氢化物的通式及其组成和结构的特点。(2)H2O、HF、NH3分子间存在氢键。(3)各组物质中沸点与总体变化趋势反常的物质及其原因。【解析】图中所给的是四种同主族非金属元素的气态氢化物的沸点曲线，四种气态氢化物组成和结构相似，随着原子序数的递增，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增大，熔沸点逐渐升高。但是HF、H2O、NH
14、3分子间存在氢键，使沸点反常高。由于CH4不能形成氢键，所以其沸点最低，即D为表示A族元素气态氢化物沸点的曲线。答案：(1)D (2)同族元素的氢化物相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高(3)H2O、HF、NH3分子间存在氢键，使分子间作用力显著增大，因而沸点显著升高【互动探究】(1)A组中的四种气态氢化物中，还原性最强的是什么?提示：因为单质的氧化性顺序为OSSeTe，所以其阴离子的还原性顺序为O2-S2-Se2-ON，所以稳定性：HFH2ONH3。【变式训练】(2013上海高考改编)下列变化需克服相同类型作用力的是()A.碘和干冰的升华 B.硅和C60的熔化 C.氯化氢和氯化钠的溶
15、解 D.二氧化硅和生石灰的熔化【解析】选A。碘和干冰均为分子晶体，由分子构成，分子间以分子间作用力结合，二者升华时均破坏分子间作用力，A正确。硅为原子晶体，熔化时破坏共价键，C60为分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，B错误。HCl溶于水，破坏共价键;NaCl溶于水破坏离子键，C错误。二氧化硅熔化克服的是共价键，生石灰熔化克服的是离子键，D项错误。【变式备选】已知硼酸(H3BO3)分子中存在氢键，则其分子间 存在的最强作用力是()A.离子键 B.共价键 C.氢键 D.分子间作用力【解析】选B。H3BO3是共价化合物，不存在离子键，其中氢原子和氧原子之间存在共价键，分子和分子之间存在分子间作用力和
16、氢键，各种作用力的强弱顺序为共价键氢键分子间作用力。1.水的沸点是100，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是-60.7，引起这种差异的主要原因是()A.分子间作用力 B.共价键 C.氢键 D.相对分子质量【解析】选C。H2O和H2S属于同一主族元素的氢化物，随着相对分子质量的增加，分子间作用力增大，沸点逐渐升高，但是由于H2O分子间容易形成氢键，使它的沸点反常高。2.(双选)下列说法正确的是()A.两个非金属原子间不可能形成离子键 B.非金属原子间不可能形成离子化合物 C.离子化合物中可能有共价键 D.共价化合物中可能有离子键【解析】选A、C。两非金属原子间不能得失电子，不能形成离
17、子键，A正确;当非金属原子组成原子团时，可以形成离子化合物，如NH4Cl，B错;离子化合物中可以有共价键，如NaOH中的OH键，C正确;有离子键就应是离子化合物，D错。3.能证明H2SO4是共价化合物的事实是()A.H2SO4溶于水 B.液态H2SO4不导电 C.H2SO4是高沸点酸 D.H2SO4溶于水发生电离【解析】选B。共价化合物在熔融状态(即液体状态)时不发生电离，不能电离出自由移动的离子，因此可以通过导电实验证明化合物是否属于共价化合物。4.下列表示共价化合物的形成过程的电子式正确的是()【解析】选D。Na2O和K2S属于离子化合物，K2S的电子式应该写 成 的形式;氧原子最外层有6
18、个电子，其电子 式应为 ;HCl和H2S属于共价化合物，HCl的电子式应该写 成 的形式。5.试判断物质在下列变化过程中克服的微粒之间的作用力：(1)水的汽化 ;(2)甲烷在高温下受热分解生成炭黑和氢气 ;(3)氯化镁熔化 ;(4)Na2O2溶于水 。【解析】(1)水受热汽化变成水蒸气，水分子的结构没有遭到 破坏，只是分子热运动加剧，分子间距离变大，克服的作用力 是分子间作用力;(2)甲烷在高温下受热分解，需要克服CH4中的CH键才能生成 炭黑和氢气，因此破坏的是共价键;(3)氯化镁受热熔化，其构成微粒氯离子和镁离子的热运动加 剧，破坏的是离子键;(4)Na2O2溶于水时和水发生反应2Na2O
19、2+2H2O=4NaOH+O2，Na2O2中的Na+和 之间的离子键、内部的共价键都被破 坏了。22O 22O 答案：(1)分子间作用力 (2)共价键 (3)离子键(4)离子键和共价键 与共价键相关的问题探究 如图是氢原子和氯原子形成氯化氢的示意图。根据上图探究以下问题：(1)由于H和Cl都是非金属元素，则可推知：“仅由非金属元素组成的物质一定是共价化合物”，这种说法正确吗?为什么?提示：不正确，如NH4Cl全是由非金属元素组成，但它是离子化合物。(2)结合图示分析，氢原子和氯原子结合成HCl分子时，各原子最外层的电子排布发生了什么变化?提示：分析题图可知，氢原子和氯原子结合成HCl时，通过电
20、子对的共用，氢原子最外层达到了2个电子，氯原子最外层达到了8个电子，各原子最外层都达到了最多能容纳的电子数，形成了稳定的结构。(3)由图示可知，氢原子和氯原子是通过电子对共用的方式形成了HCl分子，为什么HCl中H、Cl两种元素的化合价分别为+1和-1?提示：氢原子和氯原子通过共用电子对形成HCl分子时，由于氯原子吸引电子的能力强于氢原子吸引电子的能力，所以共用电子对偏向于氯原子，偏离于氢原子，从而使氯原子一方相对显负电性，氢原子一方相对显正电性。(4)HCl的沸点为-85，而在1 000以上时HCl才开始缓慢分解为氢原子和氯原子，试分析两个过程温度相差较大的原因。提示：液态HCl汽化变为气态HCl克服的是分子间作用力，HCl分解为氢原子和氯原子克服的是共价键，而共价键的强度要远远大于分子间作用力，所以两个过程温度相差较大。(5)HCl的沸点为-85，而HF的沸点却为19.5，为什么?提示：HF分子间存在氢键，使HF具有较高的沸点，所以沸点：HFHCl。