第2章 第1节 课时1 共价键-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 单选）

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 第二章 分子结构与性质 第一节　共价键 第1课时　 共价键 教材基础·预习 共用电子对 饱和 方向 轴 肩并肩 镜面 σ σ π σ π √ × × √ √ 核心能力·探究 课下巩固训练(七)　 共价键 学习目标 素养解读 1.能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型，能辨识物质中含有的共价键。 2.理解共价键中σ键和π键的区别，建立σ键和π键的思维模型，熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数 通过认识共价键的类型、特征和实质，从微观角度探析共价键的形成方式，形成“结构决定性质”的观念。通过认识共价键的两种成键方式，建立证据论证与模型构建及其发展之间的关系，能说出典型物质的成键类型 【情境诱思】 1．绝大多数物质的分子是由多个原子相互结合构成的，如氧气、水、氨、甲烷等。原子和原子之间是通过什么作用相互结合的呢？ 2．氮气分子中的共价键成键情况如图所示： 氮气分子的N≡N中含有的σ键和π键数目是多少？ 提示：氧气、水、氨、甲烷等物质中，原子和原子之间通过化学键相互结合。 提示：1个氮气分子中含有1个σ键，2个π键。 1．共价键的概念和特征 概念 共价键是原子间通过 所形成的相互作用 特征 性 决定分子的组成 性 决定分子的空间结构 成键条件 成键原子之间电负性相差不大 2.共价键的类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类) (1)σ键 形成 由成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成 类型 s­s型 s­p型 p­p型 特征 对称 (2)π键 形成 由两个原子的p轨道“ ”重叠形成 p­p π键 特征 对称；不能旋转；较易断裂 (3)判断σ键、π键的一般规律 共价单键 键 共价双键 1个 键＋1个 键 共价三键 1个 键＋2个 键 【易错辨析】 1．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的( ) 2．所有的共价键都有方向性( ) 3．气体单质中一定只含非极性共价键( ) 4．s轨道只能参与形成σ键，不能参与形成π键( ) 5．两个原子间可以只形成σ键，但不能只形成π键( ) 提示：共价键具有饱和性，其饱和性取决于成键原子未成对电子数。 提示：H2中H—H共价键没有方向性。 提示：稀有气体中不含任何化学键。 观察乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答有关问题。 问题1：乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？ 提示：乙烷分子中含7个σ键；乙烯分子中含5个σ键和1个π键；乙炔分子中含3个σ键和2个π键。 问题2：乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷的活泼呢？ 提示：乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含有1个和2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不稳定，容易断裂。乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。 【要点归纳】 1．共价键的特征 (1)共价键的饱和性 ①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，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。 ②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。 2．σ键和π键的比较 键的类型 σ键 π键 原子轨道重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠，特征为轴对称 沿键轴方向“肩并肩”重叠，特征为镜面对称 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 较大、稳定 较小、易断裂 化学活泼性 不活泼 活泼 类型 s­s、s­p、p­p p­p 【典例分析】 【典例】 下列关于σ键和π键的说法正确的是(　　 ) A．σ键是以“头碰头”的方式形成的共价键，π键是以“肩并肩”的方式形成的共价键 B．描述的是π键的形成过程 C．烯烃中碳原子轨道以“头碰头”的方式重叠比以“肩并肩”的方式重叠的程度小，所以σ键比π键活泼 D．可以表示N2中σ键和π键的存在情况 解析：选A。以“头碰头”的方式重叠，形成的是σ键，“肩并肩”的方式形成的是π键，A项正确；B项描述的是“头碰头”形成σ键的过程，B项错误；烯烃中碳原子间形成σ键时电子云的重叠程度大于“肩并肩”形成π键时电子云的重叠程度，故σ键比π键活泼性差，C项错误；N2分子中两个N原子的p轨道“头碰头”形成1个σ键，两个相互垂直的p轨道“肩并肩”形成2个π键，D项错误。 【提醒】(1)s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。 【对点练】 1.下列不属于共价键成键因素的是(　　 ) A．共用电子对在两原子核之间出现的概率高 B．共用的电子必须配对 C．两原子体积大小要适中 D．成键后体系能量降低，趋于更稳定 答案：C 2．下列关于共价键的饱和性和方向性的叙述中，不正确的是(　　 ) A．成键原子一定的未成对电子数决定了共价键具有饱和性 B．共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的 C．分子的空间结构与共价键的方向性密切相关 D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关 解析：选D。共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度无关，D项不正确。 3．s­p σ键与p­p σ键的区别在于(　　 ) A．前者是电子云的重叠，后者没有电子云的重叠 B．前者有K层电子云成键，后者肯定无K层电子云成键 C．前者是电子云“头碰头”重叠，后者是电子云“肩并肩”重叠 D．前者是电子云“肩并肩”重叠，后者是电子云“头碰头”重叠 解析：选B。凡是σ键，都是电子云“头碰头”的重叠。s­p σ键是由s能级的电子云与p能级的电子云以“头碰头”重叠而成键的。由于K层不存在p能级，故p­p σ键不可能有K层电子云成键。 4．在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，则该分子中两个氮原子之间的键型构成是(　　 ) A．仅有一个σ键 B．仅有一个π键 C．一个σ键，一个π键 D．一个σ键，两个π键 解析：选C。由题给条件所有原子均符合8电子稳定结构可知，其结构式应为F—N==N—F，则两个氮原子之间为氮氮双键，含有一个σ键，一个π键。 课堂加练·课后检测 【课堂加练题组】 1．下列说法正确的是( ) A．所有的共价键都具有方向性 B．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数 C．基态C原子有两个未成对电子，所以最多只能形成2个共价键 D．1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的 答案：D 2．硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是(　　 ) ①共价键的饱和性　②S原子的电子排布 ③共价键的方向性　④S原子中p轨道的形状 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 解析：选D。S原子的价电子排布式是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的两个p轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角接近90°，这体现了共价键的方向性，是由p轨道的伸展方向决定的。 3．下列有关σ键和π键的说法错误的是(　　 ) A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者 B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π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．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键 解析：选D。共价键中一定含σ键，则在分子中，化学键可能只有σ键，而没有π键，故D错误。 4．利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为(　　 ) A．4个σ键 B．2个σ键、2个π键 C．2个σ键、1个π键 D．3个σ键、1个π键 答案：D 5．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN(H—C≡N)。 (1)只有σ键的是_______(填序号，下同)；既有σ键又有π键的是______。 (2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是__________。 (3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是______________________________________________。 (4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是_______________________________________________。 答案：(1)①②③⑥⑦⑧　④⑤⑨　(2)⑦　(3)①③⑤⑥⑧⑨　 (4)②④⑤⑥⑧⑨ 【基础达标练】 1．下图表示氢原子的电子云重叠示意图。以下各种说法中错误的是(　　 ) A．图中电子云重叠意味着电子在核间出现的机会多 B．氢原子核外的s轨道重叠形成共价键 C．氢原子的核外电子呈云雾状，在两核间分布得密一些，将两核吸引 D．氢原子之间形成σ键，s­s σ键没有方向性 解析：选C。电子云是对核外电子运动状态的一种形象描述，并不是指电子呈云雾状，图中“小黑点”的疏密只表示电子出现概率的大小，A正确，C错误。 2．下列说法正确的是(　　 ) A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性 B．H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性 C．所有共价键都有方向性 D．两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间 3．下列有关σ键的说法错误的是(　　 ) A．两个s轨道重叠形成s­s σ键 B．s电子与p电子形成s­p σ键 C．p电子和p电子不能形成σ键 D．HCl分子中含有一个s­p σ键 答案：A 答案：C 4．在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是(　　 ) A．氯原子的2p轨道和氢原子的1s轨道 B．氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道 C．氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道 D．氯原子的3p轨道和氢原子的3p轨道 5．具有下列电子排布式的原子中，不能形成π键的是(　　 ) A．1s22s22p63s23p4 B．1s22s22p3 C．1s22s22p63s1 D．1s22s22p2 答案：C 解析：选C。四种原子分别是S、N、Na、C，其中Na是活泼金属，在化学反应中易失去一个电子，形成的是离子键，而π键是共价键中的一种。 6．香蕉是我们喜爱的水果之一，香蕉产于南方，到北方之前是未成熟的，但买到的却是成熟的香蕉，这是因为喷洒了催熟剂。乙烯是一种常用的催熟剂，下列对于乙烯中化学键的分析中正确的是(　　 ) A．在乙烯分子中有一个σ键、一个π键 B．乙烯在发生加成反应时，断裂的是碳原子间的σ键 C．乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯，在该过程断裂的是C—H σ键 D．乙烯分子中的σ键关于镜面对称 解析：选C。在乙烯分子中存在4个C—H σ键和1个C—C σ键，同时还含有1个C—C π键，A错误；由于σ键要比π键稳定，故乙烯在发生加成反应时断裂的是C—C π键，B错误；由乙烯制得氯乙烯可看作是乙烯中的一个氢原子被氯原子取代，故断裂的是C—H σ键，C正确；σ键是轴对称，D错误。 7．下列化学式及结构式中成键情况不合理的是(　　) A．CH3N： B．CH2SeO： C．CH4S： D．CH4Si： 答案：D 8．甲、乙、丙、丁四种有机物的结构如下： 甲：CH2==CH—C≡CH； 乙：； 丙：CH2==CHCN。 (1)甲分子中有________个σ键，________个π键。 (2)乙分子中有________个σ键，________个π键，________(填“有”或“没有”)非极性键。 (3)丙分子中σ键与π键的数目之比为____________。 答案：(1)7　3　(2)8　2　有　(3)2∶1 【能力提升练】 9．据报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3(结构如图)，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的。关于SF5—CF3的说法正确的是(　　 ) A．分子中有σ键也有π键 B．C—F是s­p σ键 C．分子中不是所有原子都满足8电子稳定结构 D．0.1 mol SF5—CF3分子中电子数为8 mol 解析：选C。该分子中只有共价单键，则分子中只有σ键，没有π键，故A错误；C—F是p­p σ键，故B错误；一个SF5—CF3分子中有94个电子，则0.1 mol SF5—CF3分子中电子数为9.4 mol，故D错误。 10．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，·表示对应原子提供的电子。下列说法错误的是(　　 ) A．N2分子与CO分子中都含σ键和π键 B．N2分子与CO分子中的π键不完全相同 C．电负性：C<O D．N2分子中含有2个π键，CO分子中含有1个π键 解析：选D。从题图可以看出，N2分子与CO分子均含有1个σ键和2个π键，A项正确、D项错误；N2分子中的π键是由每个氮原子各提供一个p电子以“肩并肩”的方式形成的，而CO分子中的一个π键是由O原子单方面提供电子对形成的，B项正确。 11．NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(　　 ) A．0.1 mol甲醛中σ键总数为0.4NA B．1 mol HCN中含有π键的数目为3NA C．6.2 g白磷(P4)所含σ键的数目为0.3NA D．标准状况下，5.6 L CCl4中所含C—Cl键的数目为NA 解析：选C。甲醛的结构式为，则0.1 mol甲醛中σ键总数为0.3NA，A错误；HCN结构式为H—C≡N，单键形成σ键，三键形成1个σ键和2个π键，1 mol HCN中含有π键的数目为2NA，B错误；白磷(P4)为四面体结构，形成6个单键，单键形成σ键，6.2 g白磷(P4)物质的量为0.05 mol，所含σ键的数目为0.3NA，C正确；标准状况下，CCl4是液态，不能用22.4 L/mol-1计算5.6 L CCl4的物质的量，D错误。 12．由短周期前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化。X不稳定，易分解。下列有关说法正确的是(　　 ) 为使该转化成功进行，Y可以是酸性KMnO4溶液 B．等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NA C．X分子中含有的σ键个数是T分子中含有的σ键个数的2倍 D．T分子中只含有极性键，X分子中既含有极性键又含有非极性键 解析：选A。由球棍模型可知，T为HCHO，X不稳定，易分解，则X为H2CO3，则Y为氧化剂，可以选择氧化性较强的酸性KMnO4溶液，A项正确；等物质的量并不一定是1 mol，B项错误；X分子中含有的σ键个数为5，T分子中含有的σ键个数为3，C项错误；T、X分子中均只含有极性键，无非极性键，D项错误。 13．回答下列问题： (1)已知CO和CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。HCN分子中σ键与π键数目之比为________。 (2)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数之比为________。 (3)1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为________，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为________。 解析：(1)N2的结构式为N≡N，推知CO的结构式为C≡O，含有1个σ键，2个π键。CN－的结构式为[C≡N]－，HCN分子的结构式为H—C≡N，H—C≡N分子中σ键与π键均为2个。(2)设C、H元素形成的化合物的分子式为CmHn，则6m＋n＝16，且n≤2m＋2，解之得m＝2，n＝4，即C2H4，结构式为，单键为σ键，双键有1个σ键和1个π键，所以1个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键。(3)乙醛与CO(NH2)2的结构简式分别为、，故1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为6NA，1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。 答案：(1)1∶2　1∶1　(2)5∶1　(3)6NA　7 14．有A、B、C、D、E五种元素，已知： ①它们分别位于3个不同的短周期，核电荷数依次增大。 ②E元素的电离能(单位为kJ·mol-1)数据见下表： I1 I2 I3 I4 …… 496 4 562 6 912 9 543 …… ③A、E分别都能与D按原子个数比1∶1或2∶1形成化合物。 ④B、C分别都能与D按原子个数比1∶1或1∶2形成化合物。 (1)写出两种只含有A、B、D、E四种元素的无水盐的化学式：________、________。 (2)B2A2分子中存在________个σ键和________个π键。 (3)分别写出③中按原子个数比1∶1和④中按原子个数比1∶2形成的化合物的化学式：__________、__________、__________、______________。 解析：根据五种元素分别位于3个不同的短周期，可知A为H元素；根据E的电离能数据可知E为第ⅠA族的碱金属元素，为Na元素；H、Na和O均能形成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物，所以D为O元素；原子序数比O小的且与O可以按照原子个数比1∶1或1∶2形成化合物的元素为C元素和N元素，所以B、C分别为C元素和N元素。 答案：(1)NaHCO3　CH3COONa(或其他有机酸的盐)　(2)3　2　(3)H2O2　Na2O2　CO2　NO2 $$