2.1 共价键（精品学案）-2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（人教版2019选择性必修2）

2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（精品学案） 第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 课程学习目标·学科核心素养 1.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性，发展“宏观辨识与微观探析”核心素养。 2.知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型。 3.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构，发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。 微点注解——名师引领·新知学习 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(按成键原子的原子轨道的重叠方式分类) 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。 三．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 四．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° NH3 V形(角形) 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH (4)部分键角图解 典例探究——重难释疑·科学施策 【典例1】（天津河北·高二期末）下列说法正确的是 A．含有共价键的化合物一定是共价化合物 B．乙醇分子中只含有σ键 C．正四面体结构的分子中的键角一定是109°28′ D．所有的σ键的强度都比π键的大 【答案】B 【详解】 A．共价键是由原子之间通过共用电子对形成的化学键，既可存在于离子化合物中如NaOH等，也可存在于共价化合物中如HCl等，故A错误； B．乙醇分子中含有C—H键、C—O键、O—H键、C—C键，单键全为σ键，即只含有σ键，故B正确； C．正四面体结构的分子中的键角不一定是109°28′，如白磷(P4)为正四面体结构，键角为60°，故C错误； D．σ键的强度不一定比π键的大，例如N2分子中存在的N≡N键能比3个N-N键能大，也比一个N-N和一个N=N键能加起来要大，就说明N≡N中的π键比σ键强，故D错误； 故答案为B。 【典例2】（重庆八中高二阶段练习）氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C－C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是 A．分子中只含极性键 B．分子中含有2个σ键和4个π键 C．不和氢氧化钠溶液发生反应 D．分子中N≡C键的键长小于C－C键的键长 【答案】D 【详解】 A．氰气的化学式为(CN)2，根据分子结构可知其中含有C-C非极