第2章 第1节 第1课时 共价键（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版）

本高中化学讲义聚焦共价键核心知识点，系统梳理共价键的形成（共用电子对、成键微粒等）与特征（饱和性决定分子组成，方向性影响空间结构），进而深入σ键（头碰头重叠，轴对称）和π键（肩并肩重叠，镜面对称）的类型及单双键中σπ键构成，通过问题探究、教材挖掘等搭建学习支架。 该资料突出化学观念与科学思维培养，如以NH₃分子组成分析饱和性、乙烯π键易断裂解释活泼性，体现结构决定性质。题组分层设计，课中助力教师教学，课后通过正误判断、分子结构分析题帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第1课时　共价键 学习目标 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。 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。 知识点一　共价键的形成与特征 1.共价键的形成 （1）共价键概念 原子间通过　共用电子对　所形成的相互作用。 （2）成键微粒 一般为　非金属　原子之间（相同或不相同）或金属原子与非金属原子之间。 （3）成键本质 原子间通过　共用电子对　（即原子轨道重叠）产生的强烈作用。 （4）成键条件 非金属元素的原子之间形成共价键，电负性之差小于　1.7　的金属原子与非金属原子之间形成共价键。 2.共价键的特征 （1）特征 饱和性 ①含义：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作用：共价键的饱和性决定了分子的　组成　，即原子形成分子时相互结合的数量关系 方向性 ①含义：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。 ②作用：共价键的方向性决定了分子的　空间结构　 （2）问题探究 所有的共价键都具有饱和性，是不是所有的共价键都有方向性？请举例说明。 提示：不是所有的共价键都有方向性。两个s轨道重叠的共价键没有方向性，因为s轨道为球形，无论从什么方向发生原子轨道重叠，重叠程度都相同。 【教材挖掘】 　描述“共价键具有饱和性”，NH3分子中为什么N原子是1个，而H原子为3个？ 提示：N和H原子的电子式分别为··和H·，N原子最外层有3个未成对电子，H原子有1个未成对电子，形成共价键时每个N原子只需与3个H原子形成3个共用电子对即可达到稳定状态，共价键达到饱和，从而决定了分子中H原子个数。 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）共价键的本质是一种静电吸引作用。（　×　） （2）非金属单质中不存在共价键。（　×　） （3）共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的。（　√　） （4）共价键的方向性是由成键原子的原子轨道的方向性决定的。（　√　） 2.（教材改编题）下列说法中正确的是（　　） A.共价键的成键原子只能是非金属原子 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.在所有分子中都存在化学键 D.1个O原子最多只能与2个H原子结合形成H2O分子，是由共价键的饱和性决定的 解析：D　氯化铝分子中铝原子与氯原子之间形成的化学键是共价键，A错误；非金属元素的原子形成的共价键数目不一定等于该元素的价电子数，如NH3中共价键数是3，但是氮原子的价电子数是5，B错误；稀有气体分子中不存在任何化学键，C错误。 3.（苏教版习题）请回答下列问题。 （1）为什么两个H原子能结合成H2，而两个He原子不能结合成He2？ （2）H2和Cl2化合时，为什么只能生成HCl，而不能生成H2Cl或HCl2？ 答案：（1）氢原子核外只有1个电子，需形成1对共用电子对达到稳定结构即形成H2，而氦原子最外层上已经达到2个电子的稳定结构，无需形成共用电子对即形成单原子分子即可，不能形成He2。 （2）氢原子核外只有1个电子即1个成单电子，Cl原子核外有7个电子，但只有1个成单电子，根据共价键具有饱和性，二者均只能形成一对共用电子对，即1个H原子与1个Cl原子结合成HCl，而不能形成H2Cl或HCl2。 知识点二　σ键和π键 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 ①轴对称：以形成化学键的两原子核的　连线　为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形　不变　； ②σ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 ①　镜面　对称：每个π键的电子云由两块组成，它们互为　镜像　； ②π键　不能　旋转；不如σ键　牢固　，比较容易　断裂 3.σ键和π键的存在 共价单键 共价双键 共价三键 　σ　键 一个　σ　键、 一个　π　键 一个　σ　键、 两个　π　键 提醒：π键不能独立存在，π键是以σ键所连接的两个原子成镜面对称的。 4.分子或离子中σ键和π键数目的判断 （1）依据共价键的类型判断 共价键 （2）依据电子式或结构式进行判断 如丙炔（CH3C≡CH）分子中σ键数为6，π键数为2；CN－（[︰C︙︙N︰]－）中σ键数为1，π键数为2。 （3）依据分子或原子团的组成判断σ键数目 ABx型分子或原子团中，含σ键数目为x；如H2O中含2个σ键，NH3中含3个σ键，C中含3个σ键，S中含4个σ键。 5.探究有机化合物分子中的σ键和π键 乙烯、乙烷、乙炔都是重要的化工原料，在工业生产中有着非常重要的作用。这三种物质的分子都由碳原子与氢原子构成，但分子的结构并不完全相同。 （1）乙烯和乙炔分子中的碳原子间，既存在σ键，又存在π键，σ键和π键的成键方式有何不同？ 提示：σ键是原子轨道以“头碰头”方式发生重叠成键；π键是p轨道与p轨道以“肩并肩”方式发生重叠成键。 （2）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：1个乙烷分子由7个σ键组成；1个乙烯分子由5个σ键和1个π键组成；1个乙炔分子由3个σ键和2个π键组成。 （3）乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼呢？ 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。而乙烷中没有π键，σ键稳定，不易断裂。 1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成σ键。（　×　） （2）两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。（　√　） （3）两个原子之间形成共价键时，至少有一个σ键。（　√　） （4）σ键和π键都能单独存在。（　×　） （5）σ键和π键都只能存在于共价化合物中。（　×　） 2.比较下列共价键的形成过程，其中形成的是π键的是（　　） 解析：A　A是2个p轨道“肩并肩”重叠形成的π键；B是s轨道与p轨道重叠形成的σ键；C是2个p轨道重叠形成的σ键；D是2个s轨道重叠形成的σ键。 3.（2025·湖州高二月考）下列含有π键的化合物是（　　） A.N2H4 B.CO2 C.H2O2 D.石墨 解析：B　肼分子的结构式为，则肼分子只含σ键，不含π键；二氧化碳分子的结构式为OCO，则二氧化碳是含有σ键和π键的共价化合物；过氧化氢的结构式为H—O—O—H，则过氧化氢分子只含σ键，不含π键；石墨是非金属单质，不是化合物。 4.下列关于σ键与π键的说法正确的是（　　） A.σ键是原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键，π键是原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键 B.π键电子云呈轴对称 C.一般而言，原子轨道以“头碰头”方式重叠比以“肩并肩”方式重叠的程度小，所以σ键比π键活泼 D.可以表示N2分子中σ键和π键存在的情况 解析：A　π键电子云呈镜面对称，B错误；一般而言，σ键比π键重叠程度大，π键更活泼，C错误；N与N连线形成的是σ键，D错误。 5.（鲁科版习题）Cl2、HCl分子中的共价键是σ键还是π键σ键？请说明分析依据由于Cl2、HCl分子中只存在一对共用电子，即形成的是单键，单键为σ键。 1.（教材改编题）下列说法对σ键和π键的认识错误的是（　　） A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键 B.s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的 C.p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的 D.含有π键的分子在反应时，π键较易断裂发生化学反应 解析：C　p-p σ键是“头碰头”重叠而p-p π键是“肩并肩”重叠，C错误。 2.下列分子或离子中，只有σ键没有π键的是（　　） A.[C≡N]－ B.CH4 C.CH2CH2 D.CH≡CH 解析：B　CH4分子只有C—H单键，单键为σ键；[C≡N]－、CH2CH2、CH≡CH分别含三键、双键、三键，既有σ键又有π键。 3.（2025·牡丹江高二检测）下列有关共价键的解释错误的是（　　） A.共价键都具有方向性和饱和性 B.σ键可以绕键轴旋转，而π键不能绕键轴旋转 C.C2H4分子和N2H4分子中都含有5个σ键 D.Cl2分子中p-p σ键的形成： 　 解析：A　不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键不具有方向性，A错误。 4.有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2，⑨HCN（H—C≡N）。 （1）只有σ键的是①②③⑥⑦⑧（填序号，下同）；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。 （2）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是⑦。 （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①③⑤⑥⑧⑨。 （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②④⑤⑥⑧⑨。 解析：（1）单键只有σ键，双键或三键才含有π键，故只有σ键的是①②③⑥⑦⑧；既有σ键又有π键的是④⑤⑨。（2）H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的只有H2。（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键的有①③⑤⑥⑧⑨。（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，说明构成这种σ键的原子中一定没有H原子，其为②④⑤⑥⑧⑨。 题组一　共价键的形成与特征 1.（教材改编题）在氟化氢分子中，形成共价键的原子轨道是（　　） A.氟原子的2p轨道和氢原子的1s轨道 B.氟原子的2p轨道和氢原子的2p轨道 C.氟原子的2s轨道和氢原子的1s轨道 D.氟原子的3p轨道和氢原子的2s轨道 解析：A　氢原子和氟原子的核外电子排布式分别为1s1和1s22s22p5，由此可以看出，氢原子的1s轨道和氟原子的2p轨道上各有一个未成对电子，故两者在形成氟化氢分子时，形成共价键的原子轨道是氟原子的2p轨道和氢原子的1s轨道。 2.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是（　　） A.H2O2：H—OO—H B.N2H4： C.C2H5SH： D.SiHCl3： 解析：A　由共价键的饱和性可知，C、Si均形成4个共价键，H、Cl均形成1个共价键，N形成3个共价键，O、S均形成2个共价键。A项中O原子间是双键，且每个氧原子与1个氢原子形成1个单键，则每个氧原子形成3个共价键，与其饱和性不相符。 3.H2S分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是（　　） A.共价键的饱和性 B.硫原子的电子排布 C.共价键的方向性 D.硫原子中p轨道的形状 解析：C　共价键的方向性决定了分子中共价键之间的夹角。 题组二　共价键的类型及判断 4.下列关于化学键叙述正确的是（　　） A.CH3COOH分子中只有σ键 B.一个N2H4分子中有4个σ键 C.用电子云轮廓图表示H—H的s-s σ键形成的示意图： D.NaClO和NaCl均为离子化合物，它们所含的化学键类型相同 解析：C　CH3COOH分子中，羧基的碳氧双键中含有π键，A错误；N2H4的结构式为，分子中含有5个σ键，B错误；NaClO含有离子键和共价键，NaCl只含有离子键，都是离子化合物，所含的化学键类型不同，D错误。 5.（2025·杭州师大附中高二检测）下列分子中既不存在s-p σ键，也不存在p-p π键的是（　　） A.HCl B.HF C.CO2 D.SCl2 解析：D　HCl、HF分子中都含有H原子，s电子云与p电子云形成s-p σ键，A、B项不符合题意；CO2分子中含有CO，有p-p π键存在，C项不符合题意；SCl2（Cl—S—Cl）分子中只存在2个p-p σ键（S—Cl），D项符合题意。 6.下列有关CH2CH—C≡N分子所含共价键数目的说法正确的是（　　） A.3个σ键，3个π键 B.4个σ键，3个π键 C.6个σ键，2个π键 D.6个σ键，3个π键 解析：D　共价单键均为σ键，共价双键中含一个σ键和一个π键，共价三键中含一个σ键和两个π键，故CH2CH—C≡N分子中含6个σ键和3个π键。 7.（2025·淄博实验中学高二期末）观察如图所示原子轨道重叠情况，下列说法正确的是（　　） A.s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成σ键（如图1） B.s轨道与p轨道取向适当时发生重叠可形成π键（如图2） C.图1中阴影区域的电子云最稀疏 D.只有s轨道与p轨道可形成σ键，p轨道之间只能形成π键 解析：A　图2中，1s轨道沿非x轴方向与2px轨道重叠，重叠程度小，不能形成共价键，且不存在s-p π键，B错误；电子在题图1中的阴影区域出现的概率最大，是电子云最密集的区域，C错误；p轨道若以“头碰头”方式重叠可形成σ键，若以“肩并肩”方式重叠可形成π键，D错误。 8.某有机物的结构简式为，该分子中σ键与π键的个数比为（　　） A.9∶1 B.15∶1 C.7∶1 D.8∶1 解析：D　由有机物的结构可知，该分子中σ键数目为16个，π键数目为2个，选D。 9.丁烯二酸（HOOCCHCHCOOH）分子结构中含有σ键、π键的个数分别是（　　） A.4个σ键，1个π键 B.11个σ键，3个π键 C.4个σ键，3个π键 D.9个σ键，5个π键 解析：B　丁烯二酸的结构可写为，单键均为σ键，双键有一个σ键和一个π键，可知，σ键个数为11，π键个数为3。 10.对三硫化四磷分子的结构研究表明，该分子中全部为单键，且各原子的最外层均已达到了8个电子的稳定结构。则一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是（　　） A.7个 B.9个 C.19个 D.不能确定 解析：B　三硫化四磷分子中全部为单键，且各原子的最外层均已达到了8电子的稳定结构，P元素原子可形成3个共价键，S元素原子可形成2个共价键，因此一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数为＝9个。 11.（2025·驻马店高二月考）某有机物的结构简式为，该分子中σ键与π键的个数之比为（　　） A.9∶1 B.8∶1 C.7∶1 D.19∶3 解析：D　单键均为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，由有机物的结构可知，该分子中σ键数目为19，π键数目为3，个数之比为19∶3。 12.回答下列问题： （1）指出如图所表示的共价键类型的名称，并列举含有该共价键的一种物质，写出其分子式。 ①图1 s-s σ键，H2； ②图2 s-p σ键，HCl； ③图3 p-p σ键，Cl2； ④图4 pz-pz π键，N2； ⑤图5 py-py π键，N2。 （2）C、H两种元素形成的化合物其相对分子质量为28，该分子中σ键与π键的个数之比为5∶1。 （3）1 mol乙醛（）分子中含σ键的数目为6NA（或3.612×1024），1个CO（NH2）2分子中含有σ键的个数为7。 （4）CH4、NH3、H2O、HF分子中σ键由多到少的顺序是CH4＞NH3＞H2O＞HF。 解析：（2）设分子式为CmHn，则12m＋n＝28，则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，所以一个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键，个数之比为5∶1。（3）乙醛的结构简式为，1个乙醛中含6个σ键，故1 mol乙醛中含有σ键6 mol，即6NA个，CO（NH2）2的结构简式为，1个CO（NH2）2分子中含有7个σ键。（4）CH4、NH3、H2O、HF中的σ键数目分别为4、3、2、1，故σ键数目由多到少的顺序是CH4＞NH3＞H2O＞HF。 13.（2025·长沙高二检测改编）X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12，中子数为6；Y元素是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重要组成元素；Z的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子，与Y不同族；W是一种常见元素，可以形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体。 （1）Y2分子中存在的σ键和π键个数之比为1∶2。 （2）元素X的一种氧化物XO和XY－与Y2结构相似，XO分子内σ键与π键个数之比为1∶2。X、Y与氢元素形成的一种化合物HXY分子中σ键与π键数目之比为1∶1。 （3）W基态原子的价层电子排布式为3d64s2。 （4）元素X的一种单质是一种由单层X原子构成的平面结构新型材料，如图，1号X与相邻X形成σ键的个数为3。 解析：X、Y、Z、W分别为C、N、S、Fe。（1）N2中有N≡N，其中有1个σ键、2个π键。（2）元素X的一种氧化物CO和CN－与N2结构相似，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的结构式为H—C≡N，HCN中σ键与π键均为2个。（3）铁的原子序数为26，其基态原子的价层电子排布式为3d64s2。（4）由题图可看出每个碳原子能与三个碳原子形成单键，故能形成3个σ键。 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $