第1讲 共价键及其参数-【寒假自学课】2023年高二化学寒假精品课（人教版2019）

( 第1讲 共价键 及其参数 ) ( 知识清单 ) [基本概念]①σ键；②π键；③键参数(键能、键长、键角)； ( 典题温故 ) 材料1　已知电负性：N＝3.0，Cl＝3.0。 材料2　氮气的化学性质不活泼，在高温、高压、催化剂存在的条件下，氮气和氢气作用生成氨气。空气中的氮气和氧气在雷电的作用下，可反应生成一氧化氮。 氯气与氢气的混合气体，若氢气的体积分数大于5%，在强光照射时可能会爆炸。点燃密闭容器中的氢气与氯气的混合气体时，大量氢气与氯气接触，迅速化合放出大量热，使气体体积急剧膨胀而发生爆炸。 [问题1]　氮元素和氯元素的电负性相同，二者对应单质的活泼性是否相同？ 提示：不同。N2中存在N≡N，氮氮三键的键能比较大，断开氮氮三键需要较高的能量，故单质的活泼性：N2<Cl2。 [问题2]　N2与H2在常温下很难发生化学反应，必须在高温下才能发生化学反应，而Cl2与H2很容易发生化学反应，为什么？ 提示：化学反应包括旧键断裂和新键形成两个过程，N2中存在氮氮三键，N≡N断裂需要很高的能量，而Cl2中的Cl—Cl键断裂需要的能量相对较低，故氯气容易与氢气发生反应。 [问题3]　你能比较出HF、HCl、HBr、HI稳定性大小吗？ 提示：HF>HCl>HBr>HI。因原子半径：F<Cl<Br<I，故键长：H—F<H—Cl<H—Br<H—I，键能：H—F>H—Cl> H—Br>H—I，稳定性：HF>HCl>HBr>HI。 [问题4]判断正误 (1)在任何情况下，都是σ键比π键强度大(　　) (2)s­s σ键与s­p σ键的电子云形状对称性相同(　　) (3)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成(　　) (4)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转(　　) (5)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)× ( 知识梳理 ) 1．共价键的本质 共价键的本质是原子之间形成共用电子对(即原子轨道重叠后，高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。) 2．共价键的特征 ①共价键的饱和性 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。 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 共价键形成时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的概率越大，形成的共价键就越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形状，所以要达到最大重叠，共价键必然有方向性。 共价键的方向性决定了分子的空间结构，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s轨道上的电子形成的共价键就没有方向性。 3．共价键的类型 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠 π键 电子云“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对 双键 原子间有两对共用电子对 三键 原子间有三对共用电子对 (1)一般情况下，两种元素的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键；当两种元素的电负性相差很大(大于1.7)时，一般不会形成共用电子对，而形成离子键。 (2)同种非金属元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种非金属元素原子间形成的为极性键。 (3) σ键与π键的比较 共价键类型 σ键 π键 电子云重叠方式 沿键轴方向相对重叠 沿键轴方向平行重叠 电子云重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 电子云重叠程度 大 小 示意图 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键是σ键；共价双键中一个是σ键，一个是π键；共价三键中一个是σ键，两个是π键 对于σ键和π键应特别注意的问题 ①s轨道与s轨道形成σ键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。 ②因s轨道是球形的，故s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。 ③两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键。 4．键参数 (1)概念 (2)键参数对分子性质的影响 (1)键能的应用 ①表示共价键的强弱 键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。 ②判断分子的稳定性 结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 ③判断化学反应的能量变化 在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变