2.1 共价分子的空间结构-2023-2024学年高二化学必备【考点·考法】讲与练（沪科版2020选择性必修第二册）

2.1 共价分子的空间结构 学习聚焦 知识精讲 知识点01 共价键的形成与性质 · 共价键的本质 价键理论认为共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重叠，原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键。 · 共价键的性质 i. 饱和性：由于每种元素可以提供的成键轨道是有限的，所以共价分子中每个原子成键的总数也是有限制的。例如第二周期的元素的原子形成共价分子时最多只能形成4根共价键，因为第二周期元素只有1个2s和3个2p这四个价轨道。而三周期的元素还有额外的d轨道，所以可以形成更多的键。不过呢，实验证据表明第三周期元素成键时最多也只能有六个共价键，这与它们成键时所需要的能量和原子周围的空间大小是有关的。 ii. 方向性：原子中p、d、f轨道在空间中有一定取向，形成共价键时，各原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠成键，以尽量降低体系的能量，这样，一个原子与周围原子形成的共价键就有一定的方向或角度，这就是所谓共价键的方向性。 · 共价键的类型 如果两个轨道是“头碰头”重叠，这种重叠程度比较大，形成比较稳定的σ键：而如果是“肩并肩”重叠，则形成重叠程度比较小的π键。 对于确定的两个原子，成键时优先形成 σ 键。这是因为形成π 键时原子轨道的重叠程度较小，不如形成 σ 键稳定。氮分子中含有一个 σ 键和两个 π 键，这三个共价键使得两个氮原子结合紧密，因此氮气的化学性质很稳定。 σ 键的形成过程： ①H2分子，s轨道“头碰头”重叠，形成s-s σ键。s轨道和s轨道在任何方向上均能达到最大重叠，因此无方向性； ②HCl分子，s轨道与p轨道与“头碰头”重叠，形成s-p σ键。（可以是s-px/py/pz） ③Cl2分子，p轨道与p轨道与“头碰头”重叠，形成p-p σ键。 氮气分子中的共价键 形成 由两个原子的p轨道“  肩并肩  ”重叠形成 p-p π键 P-Pπ键的形成 特征 π键的电子云具有 ___________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___________，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为___________；π键___________旋转；不如σ键___________，较易___________ · 判断σ键、π键的一般规律 共价单键为___________键；共价双键中有一个___________键、一个___________键；共价三键由一个___________键和两个___________键组成。 · σ键与π键比较 键的类型 σ键 π键 电子云 重叠方式 沿键轴方向 “头碰头”重叠 沿键轴方向 “肩并肩”重叠 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 重叠程度 大 小 键的强度 强度大，不易断裂 强度小，易断裂 化学活泼性 成键电子 【即学即练1-1】下列说法中，错误的是 A．σ键是原子的轨道“头碰头”式重叠，π键是原子轨道“肩碰肩”式重叠 B．键能是衡量化学键稳定性的参数之一，键能越大，则化学键就越牢固 C．键角是两个相邻共价键之间的夹角，说明共价键有方向性 D．在所有分子中都存在化学键 【即学即练1-2】下列说法正确的是 A．π键是由两个电子的p轨道“头碰头”重叠形成的 B．σ键是镜面对称，而π键是轴对称 C．乙烷分子中的共价键全为σ键，而乙烯分子中含σ键和π键 D．H2分子中只含σ键，而Cl2分子中还含π键 知识点02 共价键的极性及共价键的稳定性 · 共价键极性和共价分子极性的比较 i. 极性分子：分子中正、负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不均匀的，不对称的。 ii. 非极性分子：分子中正、负电荷中心___________，从整个分子来看，电荷的分布是___________。 共价键极性和共价分子极性的比较 共价键的极性 共价分子的极性 类型 极性键和非极性键 极性分子和非极性分子 因素 是否由同种元素原子形成 整个分子电荷的分布是否均匀对称 联系 1、（1）所有的惰性气体都为非极性分子。 （2）以非极性键结合的双原子分子必为非极性分子，如：H2、O2… （3）以极性键结合的双原子分子一定是极性分子，如：HCI、CO、NO… （4）以极性键结合的多原子分子，是否是极性分子，由该分子的空间构型决定，如： ①空间构型对称，为非极性分子，如：CO2、CS2、CC14、BF3、C2H2… ②空间构型不对称，为极性分子，如：H2O、NH3、H2O2… 2、大多数的有机物都显非极性。 注意：判断ABn型分子可参考使用以下经验规律：①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子