第二章 分子结构与性质第一节 共价键【学习目标】 1.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。2.理解共价键中 σ 键和 π 键的区别，建立 σ 键和 π 键的思维模型，熟练判断分子中 σ 键和 π键的存在及个数。3.了解共价键键参数的含义，能用键能、键长、键角说明简单分子的某些性质。4.通过认识共价键的键参数对物质性质的影响，探析微观结构对宏观性质的影响。【基础知识】一、共价键（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 (即原子轨道重叠)产生的强烈作用。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，原子轨道重叠的越 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。（二）共价键类型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s-s型s-p型p-p型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 2、π 键形成 由两个原子的 p 轨道“ 肩并肩 ”重叠形成p-p π 键特征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。 共价键的分类 二、键参数——键能、键长与键角（一）键能1、概念气态分子中 1 _mol 化学键解离成气态原子所 吸收 的能量。它通常是 298.15 K、100 kPa 条件下的标准值，单位是 kJ·mol － 1 。2、应用(1)判断共价键的稳定性原子间形成 共价 键时，原子轨道重叠程度越 大 ，释放能量越 多 ，所形成的 共价 键键能越 大 ，共价键越 稳定 。(2)判断分子的稳定性一般来说，结构相似的分子，共价键的键能越 大 ，分子越 稳定 。(3)利用键能计算反应热ΔH＝ 反应物 总键能－ 生成物 总键能（二）键长和键角1、键长(1)概念：构成化学键的两个原子的 核间距 ，因此 原子半径 决定共价键的键长，原子半径越 小 ，共价键的键长越 短 。(2)应用：共价键的键长越 短 ，往往键能越 大 ，表明共价键越 稳定 ，反之亦然。2、键角(1)概念：在多原子分子中，两个相邻 共价键 之间的夹角。(2)应用：在多原子分子中键角是一定的，这表明共价键具有 方向 性，因此键角影响着共价分子的 空间结构 。(3)试根据空间结构填写下列分子的键角分子的空间结构键角 实例正四面体形 109°28′CH4、CCl4平面形 120°苯、乙烯、BF3等三角锥形 107° NH3V 形(角形) 105°H2O直线形 180°CO2、CS2、CH≡CH(4)部分键角图解【考点剖析】考点一　共价键的判断1．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．共价键原子的大小 D．共价键的稳定性2．下列有关 σ 键和 π 键的说法错误的是(　　)A．含有 π 键的分子在反应时，π 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 σ 键，可能形成 π 键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成 σ 键，不能形成 π 键D．在分子中，化学键可能只有 π 键而没有 σ 键3．下列有关 σ 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 s-s σ 键B．s 电子与 p 电子形成 s-p σ 键C．p 电子和 p 电子不能形成 σ 键D．HCl 分子中含有一个 s-p σ 键4．下列说法正确的是(　　)A．Cl2是双原子分子，H2S 是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的 B．H2O 与 H2S 的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的C．并非所有的共价键都有方向性D．两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小5．具有下列电子排布式的原子中，不能形成 π 键的是(　　)A．1s22s22p63s23p4 B．1s22s22p3C．1s22s22p63s1 D．1s22s22p26．下列分子既不存在 s-p σ 键，也不存在 p-p π 键的是(　　)A．HCl B．HFC．SO2 D．SCl2考点二　共价键的应用7．下列物质的化学式和结构式中，从成键情况看不合理的是(　　)A．CH3N： B．CH4S：C．CH2SeO： D．CH4Si：8．对三硫化四磷分子的结构研究表明，该分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了 8个电子的稳定结构。则一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是(　　)A．7 个 B．9 个C．19 个 D．不能确定9．P 元素的价电子排布为 3s23p3，P 与 Cl 形成的化合物有 PCl3、PCl5，对此判断正确的是(　　)A．磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成 PCl3B．PCl3分子中的 P—Cl 键含有 π 键C．PCl5分子中的 P—Cl 键都是 π 键D．磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成 PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷考点三　共价化合物的电子式10．下列表示原子间形成共价键的化学用语正确的是(　　)A． B． C.D．11．下列电子式书写错误的是(　　)A．甲烷　B．氟化钠　C．过氧化氢　D．BF3　考点四　键参数的理解12．下列事实不能用键能的大小来解释的是(　　)A．N 元素的电负性较大，但 N2的化学性质很稳定B．稀有气体一般难发生化学反应C．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性逐渐减弱D．F2比 O2更容易与 H2反应 13．根据 π 键的成键特征判断 C==C 的键能是 C—C 的键能的(　　)A．2 倍 B．大于 2 倍C．小于 2 倍 D．无法确定14．下列单质分子中，键长最长，键能最小的是(　　)A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I215．关于键长、键能和键角，下列说法错误的是(　　)A．键角是描述分子空间结构的重要参数B．键长是形成共价键的两原子间的核间距C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关考点五　键参数的应用16．H2和 I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)已知： (a、b、c均大于零)A．H2、I2和 HI 分子中的化学键都是非极性共价键B．断开 2 mol HI 分子中的化学键所需能量约为(c＋b＋a) kJC．相同条件下，1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)总能量小于 2 mol HI (g)的总能量D．向密闭容器中加入 2 mol H2(g)和 2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量为 2a kJ17．已知 N2＋O2===2NO 为吸热反应，ΔH＝＋180 kJ·mol－1，其中 N≡N、O==O 的键能分别为 946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，则 N—O 的键能为(　　)A．1 264 kJ·mol－1 B．632 kJ·mol－1C．316 kJ·mol－1 D．1 624 kJ·mol－118．三氯化磷分子的空间结构不是平面正三角形，其理由叙述中正确的是(　　)A．PCl3分子中 3 个共价键的键角均相等B．PCl3分子中 P—Cl 属于极性共价键C．PCl3分子中 3 个共价键的键长均相等D．PCl3分子中 P—Cl 的 3 个键角都是 100.1°19．氨分子、水分子、甲烷分子中共价键的键角分别为a、b、c，则a、b、c的大小关系为(　　)A．a<b<c B．c<b<aC．b<c<a D．b<a<c20．对比以下几个反应式：Cl＋Cl―→Cl2　ΔH1＝－247 kJ·mol－1；O＋O―→O2　ΔH2＝－493 kJ·mol－1；N＋N―→N2　ΔH3＝－946 kJ·mol－1。可以得出的结论是(　　)A．在常温下氮气比氧气和氯气稳定B．氮、氧和氯的单质常温下为气体C．氮、氧和氯都是双原子分子D．氮气、氧气和氯气的密度不同21．下图为元素周期表前 4 周期的一部分，下列有关 R、W、X、Y、Z 五种元素的叙述中，正确的是(　　)A．W、R 元素单质分子内都存在非极性键B．X、Z 元素都能形成双原子分子C．第一电离能：X>Y>WD．键长：X—H<W—H，键能：X—H<W—H