内容正文:
第2课时:夯实教材基础(2)——分子结构与性质
基础落实(一) 共价键
系统主干知识
1.本质和特征
共价键的本质是在原子之间形成共用电子对,其特征是具有饱和性和方向性。
2.分类
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
键
电子云“头碰头”重叠
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
键
原子间有一对共用电子对
键
原子间有两对共用电子对
键
原子间有三对共用电子对
3.σ键与π键的判断
由物质的结构式判断
通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为σ键,双键中有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键
由成键轨道类型判断
s轨道形成的共价键全部是σ键;杂化轨道形成的共价键全部为σ键
4.大π键的简介
简介
大π键一般是三个或更多个原子间形成的,是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键
表达式
Π-m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数
一般判断
对于多电子的粒子,若中心原子的杂化不是sp3杂化,中心原子与配位原子可能形成大π键
示例
:Π,CH2===CH—CH===CH2:Π,NO:Π,SO2:Π,O3:Π,CO:Π
5.共价键的键参数
(1)定义
①键能:气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。
②键长:形成共价键的两个原子之间的核间距。
③键角:两个共价键之间的夹角。
(2)键参数对分子性质的影响
键能越大,键长越短,分子越稳定。
(3)利用键能(E)计算ΔH的公式ΔH=E(反应物)-E(生成物)。
题点细练过关
1.下列关于σ键和π键的理解不正确的是( )
A.含有π键的分子在进行化学反应时,分子中的π键比σ键活泼
B.在有些分子中,共价键可能只含有π键而没有σ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.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键
解析:选B 同一分子中的π键不如σ键牢固,反应时比较容易断裂,A项正确;在共价单键中只含有σ键,而含有π键的分子中一定含有σ键,B项错误、D项正确;氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键,C项正确。
2.(2022·广东名校联考)在一个乙烯分子中有5个σ键、1个π键,它们分别是( )
A.未杂化的sp2轨道形成σ键、杂化的2p轨道形成π键
B.杂化的sp2轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C.C与H之间是sp2轨道形成的σ键,C与C之间有未参加杂化的2p轨道形成的π键
D.C与C之间是sp2轨道形成的σ键,C与H之间有未参加杂化的2p轨道形成的π键
解析:选C 乙烯的结构简式为CH2CH2,C原子上无孤电子对,杂化轨道数为3,故杂化类型为sp2,根据杂化轨道理论,杂化轨道只用于形成σ键或容纳孤电子对,故杂化的sp2轨道可以形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键,故C与H之间是sp2轨道形成的σ键,C与C之间有未杂化的2p轨道形成的π键,C项正确。
3.结合事实判断CO和N2相对更活泼的是________,试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因:_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
CO
C—O
C===O
C≡O
键能/(kJ·mol-1)
357.7
798.9
1 071.9
N2
N—N
N===N
N≡N
键能/(kJ·mol-1)
154.8
418.4
941.7
解析:由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量[(1 071.9-798.9) kJ·mol-1=273.0 kJ·mol-1]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[(941.7-418.4) kJ·mol-1=523.3 kJ·mol-1]小,可知CO相对更活泼。答案:CO 断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ·mol-1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJ·mol-1)小
4.二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体(如图)。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。
吡啶分子是大体积平面配体,结构简式如图所示。吡啶分子中N原子的杂化方式是______,分子中的大π键可用符号Π表示,其中m表示参与形成大π键的原子个数,n