第2章 第1节 第1课时 共价键-【优学精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修2教用Word(人教版)

第一节　共价键 第1课时　共价键 【学习目标】　1.认识原子间通过原子轨道的重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性、方向性。 2．理解共价键中σ键和π键的区别，能熟练判断分子中σ键和π键的存在及数目。 知识点一　共价键的形成与特征 1．共价键的形成 (1)概念：原子间通过____________所形成的相互作用。 (2)成键微粒：一般为____________原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。 (3)本质：原子间通过原子轨道重叠产生的强烈作用。 2．共价键的特征 (1)饱和性：根据共价键的定义，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。饱和性决定分子的组成。 　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原子分别形成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。 (2)方向性：除s轨道是____________对称外，其他原子轨道在空间排布上都具有一定的分布特点。在形成共价键时，原子轨道重叠得越____________，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，如s轨道与p轨道相互重叠形成共价键的方式如右图所示。方向性决定分子的空间结构。 [答案自填] 共用电子对　非金属　球形　多 1．下列关于共价键的叙述正确的是(　　) A．只有不同种元素的原子之间才能形成共价键 B．由A失去电子，B得到电子的过程形成了共价键 C．原子核外有几个电子就形成几个共价键 D．共用电子对必然偏向吸引电子能力强的一方 解析：选D。A.同种元素的原子之间也可以形成共价键，如H2、Cl2，A不正确；B.成键原子双方各提供电子形成共用电子对，从而形成共价键，没有电子的得失，B不正确；C.原子能形成的共价键的个数与最外层电子数有关，C不正确；D.由于原子吸引电子的能力不同，所以共用电子对会发生偏移，偏向吸引电子能力强的原子一方，D正确。 2．下列说法正确的是(　　) A．Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的 B．H2O与H2S的空间结构一样，这是由共价键的饱和性决定的 C．并非所有的共价键都有方向性 D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小 解析：选C。Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A不正确；H2O与H2S的空间结构一样，这是由共价键的方向性决定的，B不正确；H2中的共价键没有方向性，C正确；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率增大，D不正确。 3．下列有关共价键的形成的说法正确的是(　　) A．原子间形成共价键，体系的能量增大 B．原子间形成共价键后，若原子核间距离进一步减小，则体系的能量会更低 C．某元素的原子跟其他元素的原子形成共价键时，共价键数一定等于该元素原子的价层电子数 D．1个P最多能与3个H结合形成PH3，是由共价键的饱和性决定的 答案：D 知识点二　共价键的类型 1．σ键 原子轨道重叠方式 两个原子的s轨道或p轨道“____________”重叠 形成 过程 s­s型 s­p型 p­p型 特征 ①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，这种特征称为__________； ②σ键的强度一般__________ 2.π键 原子轨道重叠方式 两个原子的p轨道“________________”重叠 形成过程 特征 ①每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为____________；　 ②π键不能绕键轴旋转；一般不如σ键牢固，比较容易断裂 　画出氮原子的轨道表示式，并说明氮气分子中的N≡N是由哪些类型的共价键构成的。 提示：氮原子的轨道表示式为； 在2p能级上有三个未成对电子，分别占据2px、2py、2pz三个原子轨道，当两个氮原子结合成氮气分子时，两个氮原子的2px轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠，形成一个σ键；同时2py­2py和2pz­2pz轨道只能以相互平行的“肩并肩”的方式发生重叠，形成两个π键。 3．判断σ键、π键的一般规律 共价单键是______________键；而共价双键中有一个______________键，另一个是 ______________键；共价三键由一个____________键和两个______________键构成。 [答案自填] 头碰头　轴对称　较大 肩并肩　镜面对称　σ　σ　π　σ　π (1)一般来说，σ键比π键的强度大，更稳定(　　) (2)分子中只要含有共价键，至少含有一个σ键(　　) (3)s­s σ键、p­p σ键与s­p σ键都是轴对称的(　　) (4)p­p σ键和p­p π键的重叠方式相同(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)× 1．下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是(　　) A．H2　　　　　　　　 B．HCl C．Cl2 D．N2 解析：选B。H2中的σ键是s­s σ键，Cl2、N2中的σ键都是p­p σ键。 2．(教材习题改编)下列关于σ键和π键的说法不正确的是(　　) A．σ键和π键不能同时存在于同一个分子中 B．σ键由原子轨道“头碰头”重叠而成，π键由原子轨道“肩并肩”重叠而成 C．乙烯分子中含有5个σ键和1个π键 D．氢分子中只存在σ键，氮分子中存在σ键和π键 解析：选A。A.σ键和π键可以同时存在，如氮气分子中含有一个σ键和两个π键，选项A不正确；B.σ键由原子轨道“头碰头”重叠而成，π键由原子轨道“肩并肩”重叠而成，选项B正确；C.乙烯分子中含有4个碳氢键，1个碳碳双键，碳氢键为σ键，碳碳双键中有1个σ键和1个π键，因此乙烯分子中含有5个σ键和1个π键，选项C正确；D.氢分子中含有氢氢键，而氮分子中含有氮氮三键，氮氮三键中有一个σ键和两个π键，选项D正确。 3．下列有关CH2===CH—C≡N分子中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：选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CH2===CH—C≡N分子中含6个σ键和3个π键。 1．下列说法不正确的是(　　) A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的 B．乙烯分子中的π键关于镜面对称 C．共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系 D．烯烃的化学性质比烷烃的活泼是由于烷烃中的σ键比烯烃中的σ键稳定 解析：选D。一般地，原子的未成对电子一旦配对成键，就不再与其他原子的未成对电子配对成键了，故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性，饱和性决定了该原子成键时最多连接的原子数，A、C正确；乙烯分子中的π键是由原子轨道“肩并肩”重叠形成的，关于镜面对称，B正确；烯烃的化学性质比烷烃的活泼是因为烯烃中的π键比较活泼，D错误。 2．下列有机化合物分子结构中，一定既有σ键又有π键的是(　　) A．C2H2　　　　　　 B．C2H5OH C．C6H6 D．C3H8 解析：选A。A.C2H2的结构简式为CH≡CH，既有σ键又有π键，故A符合题意；B.C2H5OH分子中只有σ键，故B不符合题意；C.C6H6若表示为，则既有σ键又有π键，若表示为，则只有σ键，故C不符合题意；D.C3H8分子中只有σ键，故D不符合题意。 3．硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90°，原因是(　　) ①共价键的饱和性 ②S原子的核外电子排布 ③共价键的方向性 ④S原子中p轨道的伸展方向 A．①② B．①③ C．③④ D．②④ 解析：选C。S原子的价层电子排布式是3s23p4，有2个未成对电子，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，形成的两个共价键的夹角接近90°，这与共价键的方向性有关，是由p轨道的伸展方向决定的。 4．下列关于σ键和π键的说法中，不正确的是(　　) A．N2分子中的π键为p­p π键，π键不能绕键轴旋转 B．HBr分子中的σ键为s­s σ键 C．乙炔分子中σ键与π键的个数比为3∶2 D．p轨道和p轨道之间既能形成π键，又能形成σ键 解析：选B。A.氮气的结构式为N≡N，氮氮三键中含有1个σ键和2个π键，π键为p­p π键，π键不能绕键轴旋转，A正确；B.Br的4p轨道与H的1s轨道以“头碰头”方式重叠形成s­p σ键，B错误；C.乙炔分子中含有一个碳碳三键，故π键的个数为2，σ键的个数为3，σ键与π键的个数比为3∶2，C正确；D.p轨道和p轨道“头碰头”重叠能形成σ键、“肩并肩”重叠能形成π键，所以p轨道和p轨道既能形成σ键又能形成π键，D正确。 5．(1)1 mol丙酮()分子中含有σ键的数目为____________。 (2)丁烯二酸(HOOCCHCHCOOH)分子中含有________个σ键和________个π键。 (3)在N2F2分子中，所有原子均满足8电子稳定结构，该分子中两个N原子间的共价键组成为________个σ键和________个π键。 答案：(1)9×6.02×1023　(2)11　3　(3)1　1 学科网（北京）股份有限公司 $