2.1.1 共价键-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修2（人教版2019）

化学选择性必修2课堂学案 ·第二章 分子结构与性质● 第一节 共价键 第1课时 共价键 答案解析P1w 目标导航 知识导图 [课程标准 L.认识原子何通过原子轨道重叠形成共价键，了 分了红成他和性 共价键特让 木质原子可西过共州电子 对所形成的州三作用 解共价健具有饱和性和方向性。 分于立体构理方向性 共 北价平 一键 2.知道原子轨道的重叠方式，共价键可分为。键 兆价双记 1个u键 和π键等类型。知道σ键和π键的明显差别和 巾子三毕特征。健 规律 1个π键 神村称 一般规律。 共价二腿一 I个键 电子云生持征x雄) 2个π继 镜南对称 课前·教材预案 川知识点1共价键的概念和特征 (续表) 1.概念：原子间通过可 所形成的 以形成化学键的两原子核的⑥ 相互作用。 为轴做旋转操作，共价键的电 特征 2.特征 子云的图形回 ,这种特征 广饱和性·决定分子的组成 称为轴对称 共价键 方问性→决定分子的立体构利 2.π键 川知识点2共价键的类型 由两个原子的p轨道“图 1.o键 形成 重叠形成 由两个原子的s轨道或p轨道“☑ 形成 ”重叠形成 回 8+-8+8b8 键 p一pπ键的形成 ☒ ①→-@→C>m σ键 I一T的-r担的区成 ①π键的电子云形状与。键的电子云 类 国 H CI HCI 形状有明显差别：每个π键的电子云由 型 6--o→0→ 两块组成，它们互为国 ,这种 g键 ⅡC们的s-p心挺的形减 特征 特征称为镜面对称 ②π键与g键的强度不同，x键不如G σ键 CGl的p-pr键的形成 键国 ,比较容易回 ·28· 第二章分子结构与性质 3.判断σ键、π键的一般规律 1自主测评 共价单键为圆 键：共价双键中有一个 判断正误，正确的打“/”，错误的打“×” 国 键，另一个是固 键：共价三键由 (1)所有共价键都有方向性和饱和性。() 一个回 键和两个☑ 键构成。 (2)两个原子之间形成共价键时，至少有1个 乙烷、乙烯和乙炔分子中的。键、π键如下表 g键。 () 所示。 (3)。键和π键都只存在于共价分子中。(） 乙烷 乙烯 乙炔 (4)CO),分子里有一个G键和一个x键。（) (5)一般来说，6键比π键强度大，更稳定。 球棍模型 () 6 (6)形成C2分子时，p轨道的重叠方式为 a键数目 国 国 圆 x键数目 团 川川知识点3I共价键的形成条件 原子 Na ci H Ci 名师提醒 (1)并不是所有共价键都具有方向性，例如， 电负性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5 由于s轨道是球形，两个电子形成共价键 电负性之差 时就没有方向性。 國 四 (绝对值) (2)。键和π键存在于共价分子中，也会存在 于复杂的离子中。 结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成 (3)两个原子间只能形成一条σ键，其余键为 的电子对不会被共用，形成的将是回 π键，即。键可以独立存在，而π键不能独立 键，而圆 键是电负性相差不大的原子之 存在。 间形成的化学键。 课堂·深度拓展 川川探究点1共价键的本质与特性 深度拓展 互动探究 1.共价键存在的范围 1.举例说明共价键可以存在于哪些物质中？ 如S)z、CO2.CH、HO、CS、 共价化合物 H,S0),等 非金属单质分子 如O、F、H2、C、白磷(P)等 (除稀有气体) 2.所有的单质都含有共价键吗？ 如NaSO、NaOH、NH,CI 部分离子化合物 NO.等 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，一个原子有儿 ·29· 化学选择性必修2课堂学案 个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电 川探究点2。键与π键的比较 子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H原 互动探究 子、C原子都只有一个未成对电子，因而只能 3.观察如图所示乙烷、乙烯和乙炔分子的结构 形成H、HC1、C分子，不能形成H、HC 回答： C1等分子。 (2)共价键的方向性 0-e0-o 除s轨道是球形对称外，其他原子轨道在空间 乙烷 乙烯 乙炔 (1)H原子和H原子、H原子和C原子、C1原 都具有一定的分布特点。共价键形成时，两个 子和CI原子分别均以。键结合成H、HCI和 参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出 C分子，共价键轨道完全相同吗？ 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 价键越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出 (2)从乙烷、乙烯和乙炔分子中。键和π键存 现概率最大的方向形成，所以共价键具有方 在来看，。键和π键的存在条件和数目有何 向性。 规律？ 【例题1】下列说法正确的是 A.C是双原子分子，HS是三原子分子，这 深度拓展 是由共价键的方向性决定的 B.并非所有的共价键都有方向性 L.ō键和π键的比较 C.HO与HS的空间结构一样，这是由共价 键类型 σ键 π键 键的饱和性决定的 原子轨道 沿键轴方向“头碰头” 沿键轴方向“肩 重叠方式 重叠 并肩”重叠 D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出 电子云 两原子核之间，在键 键轴上方和下 现的概率减小 重叠部位 轴处 方，键轴处为零 思维导引：从原子最外层电子数及成键电子 对称特征 轴对称 镜面对称 判断共价键的饱和性和方向性。 原子轨道 【变式1】共价键具有饱和性和方向性。下列有关 大 小 重叠程度 叙述不正确的是 键的强度 较大 较小 A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电 :根O: 子数决定的 示意图 pm健○CO柱 B.共价键的方向性是由成键原子轨道的方向 -pr数○Q0O: 性决定的 化学 不活泼 活泼 C.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数 活泼性 量关系 双键中有一个π 单键、双键、三键（均只 D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度 存在 键、三键中有两 有一个。键) 个π键 有关 ·30· 第二章分子结构与性质 2.对于σ键和π键应特别注意的问题 B.两个原子形成的多个共价键中π键可以是 (1)s轨道与s轨道形成。键时，电子并不是只在 一个或多个 两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。 Cs能级的电子与s能级的电子间形成的键 (2)因s轨道是球形的，故s轨道与s轨道形成 定是σ键，p能级的电子与p能级的电 σ键时，无方向性。两个s轨道只能形成σ键， 子间形成的键一定是π键 不能形成π键。 D.共价键一定有原子轨道的重叠 (3)两个原子间可以只形成σ键，但不能只形 成π键。 归纳总结 【例题2】关于σ键和π键的比较，下列说法不正 确定分子或离子中σ键和π键数目的方法 确的是 (1)依据电子式或结构式进行判断 A.。键是轴对称的，π键是镜面对称的 如乙炔(H一C=C一HD中σ键数为3、π键数为 B.σ键是“头碰头”式重叠，π键是“肩并肩”式 2:CN[CN]中c键数为1、π键数为2。 重叠 (2)依据共价键的类型判断 C.。键不能断裂，π键容易断裂 单键：g键 D.氢原子只能形成。键，氧原子可以形成σ 共价键类型{双键：1个G键和1个π键 键和π键 三键：1个G键和2个π键 思维导引：σ键和π键成键的方式不同，性质 (3)依据共价分子的组成判断σ键 也存在差异」 AB型分子或原子团中，含a键的数目为x: 【变式2】下列说法不正确的是 如H2O中含2个o键，NH3中含3个g键， A.在1个CH2-CHC=N中含有6个o键， C)中含3个a键，SO中含4个。键。 3个π键 课末·随堂演练 1.(共价键的形成)下列不属于共价键成键因素 烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的σ 的是 键比烯烃中的σ键稳定 A.共用电子对在两原子核之间高概率出现 A.②⑤ B.④⑥ B.共用的电子必须配对 C.②③④ D.①③⑥ C.成键后体系能量降低，趋于稳定 3.(。键、x键的判断)CH2=C(CH)一C=CH D.两原子核体积大小要适中 分子中所含化学键数目的说法正确的是() 2.(共价键的存在范围)下列说法正确的是() A.3个g键，3个π键 ①共价键的本质是相互吸引的电性作用 B.4个σ键，3个π键 ②共价化合物一定含共价键，一定不含离子键 C.6个σ键，2个π键 ③水的非直线结构是由共价键的饱和性决定 D.10个o键，3个元键 的④由非金属元素组成的化合物一定是共 4.(σ键、π键的理解)下列关于σ键和π键的说 价化合物⑤分子中不一定存在共价键⑥烯 法错误的是 () A.σ键都有方向性，π键都有饱和性 ·31· 化学选择性必修2课堂学案 B.两个成键原子之间最多有一个σ键 中X、Y同周期，Y、Z同主族，Y原子最外层p C.HCI分子中存在s-pg键，电子云图像呈轴 轨道上的电子数等于前一电子层电子总数，X 对称 原子最外层的p能级中只有一个轨道填充了2 D.N2分子中有两个π键，且相互垂直 个电子，而且这三种元素可以形成化合物 5(综合应用)按要求完成下列填空： YX2、ZX。根据上述信息回答下列问题： (1)有以下8种分子：①HF,②C2,③H(O,④N, ①写出元素符号：X _,Y ⑤C2H,⑥CH,⑦HO,⑧HCN(H-C=N), Z ②YX分子中含 个。键 个 其中只含有。键的是 (填序号，下 同)：既含有σ键，又含有π键的是 π键。 (2)X、Y、Z是元素周期表中的短周期元素，其 友情提示完成P课时作业（五） 第2课时 键参数 键能、键长与键角 答案解析Pm 目标导航 知识导图 [课程标准] L.知道键能、键长、键角等键参数的概念。 湛能 分子的稳定件 2.能用键参数说明简单分子的某些性质。 提参蚊 健长 决分了的 决是 性质 分子的立体构型 课前·教材预案川 川知识点1键参数 键能、键长与键角 键长和键角的数值可以通过晶体的回 实验获得。 概念 影响 应用及特点 川川知识点21键参数的应用 指回 分子 L.分子的热稳定性 中回 化 衡量共 键 估算化学反应的 学键解离成气态原 价键的 参照教材中的键能数据。计算1molH分别 能 国 子所图 的 强弱 与1 mol Cl、1 mol Bra(蒸气)反应，分别形成 能量 2 mol HCI和2 mol HBr,分别回 (填 “放出”或“吸收”)回 kJ、图 指构成化学键的两 衡量共 键 键长越圆 (填“放出”或“吸收”)网 kJ的热量。 个原子的固 价键的 键能越☑ 则2 mol HBr分解需要吸收的能量比2mol 强弱 HCI分解吸收的能量固 (填“高”或 在多原子分子中， 描述分 多原子分子的键角 “低”)，故国 更易分解。 键 两个相邻图 子空间 一定，表明共价键 2.反应能力比较 角 之间的夹角 结构 具有回 性 N、O2、F跟H的反应能力依次增强，其原因 是N=N、O=O、F一F键的键能依次为 ·32·上所述，W为Li元素，X为N元素，Y为F元素，Z为P元 素。由分析可知，X为N元素，Z为P元素，X和Z属于同一 第二章 分子结构与性质 主族，A项正确：X为N元素，Y为F元素，Z为P元素，非金 属性：F>N>P,B项错误：Y为F元素，Z为P元素，非金属 性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，即气态氢化物的 第一节 共价键 稳定性：HF>PH,C项错误：W为Li元素，X为N元素，Y 为F元素，阿周期主旗元素原子半径随着原子序数的增大而 第1课时共价键 减小，故原子半径：LN>F,D项错误。 课前·教材预率 4.A解扬同一主族元素的第一电离能从上到下依次减小，金 知识点一 属性越强的元素，其第一电离能越小，因此，钠元素的第一电 1.①共用电子对 离能大于铆，A项正确：基态钾原子价层电子为4s,其轨道 知识点二 48 L.☑头碰头☒s-s④s-p固p-p固连线⑦不变 表示式为个，B项错误：钾和钠均能与水发生置换反应，国 2.图肩并肩回p-p四镜像回牢固区断裂 此，钾不能置换出NaCI溶液中的钠，C项错误；钠元素与钾 3.☒G国g國x固。☑x图7国5①3团0☑1 元素的原子序数分别为11和19，两者相差8，D项错误。 ☒2 5.A解析核外电子数相同时，核电荷数越大半径越小，故半 知识点三 径大小为(A+)<r(Na),A项正确：同周期元素核电荷 四2.1圆0.9图1.0团离子圆共价 数越大电负性越大，故F>(),B项错误：司周期从左往右第 【自主测评】 一电离能呈增大趋势，同主族从上往下第一电离能呈减小趋 (1)×(2)、/ (3)×(4)×(5)/(6)× 势，故电离能大小为I(O)>1(N),C项错误：元素金属性 课堂·深度拓展 越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性强弱 探究点一 为NaOH>A1(OH)3,D项错误。 【互动探究】 6.B解析Y的s能级电子数量是P能级的两倍，Y为C,X的 1.共价键可以存在于共价单质中，如H、O、N等：可以存在 2s轨道全充满，原子序数X<Y,则X为B或B,M是地壳 于共价化合物中，如HO、HSO,CH,等；可以存在于离子 中含量最多的元素，M为O,原子序数Y<Z<M,则Z为N, 化合物中，如NaOH、NHCl、NaO等。 Q是纯碱中的一种元素，则Q为N阳。同一周期元素从左至 2.并不是所有的单质都含有共价键，稀有气体中不存在化学 右，电负性逐渐增大，Z>X,A项正确：N最高正价为十5价， 键，金属单质中不存在共价键。 O无最高正价，最高正价N大于O,B项错误：Na和O形成 【深度拓展】 的过氧化钠中含有非极性共价键，C项正确：非金属性越强， 【例题1】B解析CL是双原子分子，HS是三原子分子，这是 最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性N大于C, 由共价键的饱和性决定的，A项错误：由于s轨道在空间中 硝酸酸性强于碳酸，D项正确。 为球形，故s-sG键无方向性，B项正确：HO与HS的空 7.A解析W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离 间结构相同，这是由中心原子价电子的排斥力决定的，与共 子X与Y+具有相同的电子结构，则它们均为10电子微 价键的饱和性无关，C项错误：两原子轨道发生重叠后，电 粒，X为O.Y为Mg,W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有 子在两核间出现的概率增大，D项错误。 无色无味的气体产生，则W为C,产生的气体为二氧化碳， 【变式1】D解析一般地，原子的未成对电子一旦配对成键， 据此解答。X为0，氧的常见价态有一1价和一2价，如 HO和HO.A项正确：W为C,X为O,Y为Mg,同主族 就不再与其他原子的未成对电子配对成健了，故原子的未 时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数 成对电子数目决定了孩原子形成的共价键的饱和性，这一 越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y>W>X,B项 饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数，A,C项 错误：Y为Mg,X为O,他们可形成g),水合物为Mg(OH)2, 正确，D项错误：形成共价键时，为了达到原子轨道的最大 Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以 重叠，成健的方向与原子轨道的伸展方向存在着必然的联 YX的水合物没有两性，C项错误：W为C,碳的同素异形体 系，故共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的， 有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四 B项正确 种，D项错误。 探究点二 8.D解析主族元素W,X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价 【互动探究】 电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，则Z个有4 3.(1)不相同。H原子的未成对电子位于1s轨道，C1原子的未 个能层。根据这4种元素形成的化合物的结构可以推断， 成对电子位于3即轨道，即H原子和H原子成键以1s和1s W、X,Y,Z分别为H,O,S、K。W和Y可以形成HS,其中 轨道“头碰头”重叠，H原子和C1原子以1s和3p轨道“头碰 S显一2价，因此，电负性S>H,A项错误：HSO是中强 头”重叠，C1原子和C1原子以3p和3p轨道“头碰头”重叠。 酸，而HS)是强酸，因此，在相同条件下，后者的酸性较 (2)σ键可独立存在，π键不能：所有的单键都是σ键：双键中 强，B项错误：H只有1个电子，O的2即轨道上有4个电子， 有一条键和一条π键：三键有一条G键和两条π键， )有2个未成对电子，因此，基态原子的未成对电子数)> 【深度拓展】 H,C项错误：K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱，S的 【例题2】C解析σ健较稳定，不易断裂，而不是不能断裂。 氧化物溶于水且与水反应生成H:S),或HS),因此，氧化 【变式2】C解析p能级的电子与p能级的电子间可以形成G 物溶于水所得溶液的pH的大小关系为K>S,D项正确。 键，也可以形成π键，C项错误。 136. 课末·随堂演练 (3)H(g)+Bm(g)一2HBr(g)△H=436.0kJ·ol1+ 1,D解析共价键的成因和本质是当成键原子相互靠近时，原 193.7kJ·mo1-2×366kJ·mo广1=-102.3k·mo1. 子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子 H(g)+L4(g)—2HI(g)△H=436.0kJ·mol-1+ 对，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。故选 152.7kJ·mo1-2×298.7kJ·mo1=-8.7kJ·ol。 D项 (4)报据F、C2、B、L2的活泼性也可判断与H2反应放热 2.A解析共价键的本质是电性作用而非相互吸引，①错误： 的相对多少。 有离子键的化合物为离子化合物，②正确：水的非直线结构 答案(1)H—H(2)184.9(3)A(4)多 是由共价键的方向性决定的，③错误：氯化铵中只有非金属 【变式1】解析(1)因为C一H键的键能大于Si一H健的键能， 元素，但它是离子化合物，①错误：稀有气体分子中没有共价 所以CH比SH稳定。(2)C一C键和C一H键的键能比 键，⑤正确：烯烃比烷烃活泼是因为烯烃中的π键比较活泼， S一H键和S一S键的键能都大，因此烷烃比较稳定，而硅烷 ⑥错误。 中S一Si键和S一H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷 3.D解析共价单键为。键，双键中含1个。键和1个π键，三 难以生成。(3)C一H键的键能大于CO键，C一H键比 键中含1个g键和2个r键，故CH=C(CH)一C=CH分 C(O键稳定，而S一H的键能却远小于SiO键，所以 子中含10个g键和3个r键。 S一H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的S:()键。 4.A解析不是所有。健都有方向性，如s-s。键没有方向性， 答系(1)CH比SiH,稳定(2)CC键和C一H键较强， A项错误：两个成键原子之间形成的第一条键为G键，从第 所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si一Si键和Si一H键的键能 二条开始为π键，图此两个成键原子之间最多有一个。键，B 较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成(3)C一H键的键 项正确：HC】中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s 能大于C一O键，C一H键比CO键稳定，而Si-H的键 原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3印原子轨道重叠形 能却远小于S:一O键，所以S一H键不稳定而倾向于形成 成的s-PG健，G键的特征是以形成化学键的两原子核的连 稳定性更强的S一O键 线为轴做旋转操作，因此电子云图像呈轴对称，C项正确：N 分子中含有一个p-pG键和两个p-Pπ键，且两个π键相互 微专题突破38电子稳定结构的判断 垂直，D项正确。 【例题】C解析8电子（氧是2电子）是稳定结构，但并不是所 5.解析(1)只含有：键的是①②③⑥⑦：乙烯分子中有碳碳双 有分子中的所有原子的价电子层都会达到8电子结构。 键，氮气分子和HCN中都有三键，既含有。键又含有π键的 XeF,中必然有6对共用电子，Xe不会是8电子结构，A项 是④⑤⑧。(2)由题可推知X,Y、Z元素分别是O、C,Si。 CO分子的结构式为O一C一O,其中含2个。键、2个 不符合题意：HCIO的电子式为H:O:C:,其中CI,O达 π键。 到8电子结构，而H只有2个电子，B项不符合题意：SCl的 答率(1)①②③0⑦④⑤⑧(2)①0CSi②22 电子式为：：S:S::,可见S,C都达到8电子结构， 第2课时 键参数 键能、键长与键角 C项特合题意：BF的电子式为：F:B:F:,B不满足8 课前·教材预案 :F: 知识点一 电子结构，D项不符合题意」 □气态②1ol囹吸收国热效应固核间距回小 【即时训练】 ⑦大图共价键回方向回X射线衍射 1.A解扬HO中.H原子的最外层电子数为1十1=2，不满 知识点二 足8电子稳定结构，A项符合题意；PC1:中，P原子的最外层 1.回放出☑184.9☒放出国102.3图低回HBr 电子数为5十3=8，C1原子的最外层电子数为7+|一1|=8， 2.团越小国容易 为8电子稳定结构，B项不符合题意：N中，N原子的最外层 【自主测评】 电子数为5十3一8，为8电子稳定结构，C项不符合题意：C)为 (1)/(2)× (3)×(4)/(5)×(6)× 中，C原子的最外层电子数为4十4=8，O原子的最外层电子 课堂·深度拓展 数为6十|一2=8，为8电子稳定结构，D项不符合题意。 探究点 2.C解析B原子最外层为6电子结构，而不是8电子结构， 【互动探究】 A项错误：氢原子最外层为2电子结构，而不是8电子结构， L.键长：H一F<H一CI<H一Br<H一I,键能：HF> B项错误：氮原子和氯原子的最外层电子数十化合价绝对值 HCDH一Br>H一I,故HF、HCI,HBr、HI的稳定性依次 为8，则原子的最外层均为8电子结构，C项正确：硫原子的 减弱。 最外层电子数十化合价绝对值为12，不是8电子结构，D项 2.氟原子的半径很小，因此其键长短，而由于键长短，两个氟原 错误。 子形成共价键时，原子核之间的距离很近，排斥力很大，因此 课末·随堂演练 键能不大，F:的稳定性差，很容易与其他物质反应。 1,A解析键能越大，断开该键所需的能量越多，化学键越牢 【深度拓展】 固，性质越稳定，A项错误。 【例题1】解扬(1)键能越高，共价键越稳定，由表可知H一H 2.B解析由于N分子中存在N=N键，健能较大，故N的 健最稳定。(2)由题中数据和键能与反应热的关系可知： 化学性质很稳定，A不符合题意；HO分子间存在氢键，导 H(g)+Cl(g)2HC1(g)△H=436.0kJ·mol-1+ 致HO比HS沸，点高，与健能无关，B符合题意：卤族元素 242.7kJ·mol--2×431.8k·mol1=-184.9kJ·mol-。 从F到I,原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐 ·137