第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 讲义-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 知识1 共价键☆☆☆☆ 1.定义、本质和形成条件☆ 项目 内容 定义 原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 本质 原子轨道的重叠：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低。 形成条件 （1） 两原子电负性相同或相近。 （2） 一般成键原子有未成对电子。 （3）成键原子的原子轨道在空间上发生重叠。 存在范围 （1） 大多数非金属单质：除稀有气体外的非金属单质中均存在共价键。 （2）共价化合物：共价化合物中均含有共价键。 （3）某些离子化合物：如铵盐中N和H原子之间形成的是共价键。 2.共价键的类型☆ 项目 σ键 定义 两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。 类型及形成过程 类型 形成过程 s-sσ键 s-pσ键 p-pσ键 基本特征 （1）轴对称性：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，这种特征称为轴对称。如H—H键 （2）能旋转：以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不会破坏σ键 （3）稳定性较强：形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键具有较强的稳定性 项目 π键 定义 两原子在成键时，原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。 类型及形成过程 π键只有p—pπ键，形成过程如下图所示： 基本特征 （1）镜面对称性：每个π键的电子云由两块组成，它们护卫镜像，这种特征称为镜面对称 （2）不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键。如以py—py键为例，若旋转其中一个成键原子，两个原子的py轨道不再平衡也就破坏了π键 （3）稳定性较强：通常情况下，形成π键时，原子轨道重叠程度小于σ键的，因此π键一般没有σ键牢固 3.σ键和π键的比较☆ 辨析 σ键 π键 电子云重叠方式 沿键轴方向相对重叠 沿键轴方向平行重叠 电子云重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 电子云重叠程度 大 小 示意图 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键是σ键；共价双键中一个σ键、一个π键；共价三键中一个σ键、两个π键 常见特殊点 稀有气体分子中不存在化学键；共价键一定有饱和性，但不一定有方向性；σ键的键能不一定比π键的键能大；键长短的键能不一定大 4.共价键的特征☆ 项目 内容 饱和性 （1）含义：一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向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。 （3）实例：H原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。 方向性 （1）含义：两个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，电子在两核间出现概率越大，形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都是有一定的形状的，这就是共价键的方向性。 （2）作用：共价键的方向性决定了分子的空间结构。 · 例题 考点：物质结构中的化学键数目计算 1．（2022春•钦北区校级月考）下列叙述正确的是（　　） ①48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA ②标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA ③1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同 ④标准状况下，2.24L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 【解答】解：①正丁烷和异丁烷的分子式均为C4H10，故58g混合物的物质的量为n1mol，而正丁烷和异丁烷中均含13条共价键，故1mol此混合物中含有的共价键为13NA个，故①正确； ②标况下11.2L混合气体的物质的量为n0.5mol，而甲烷和乙烯中均含4个H原子，故0.5mol混合物的物质的量为2NA个，故②正确； ③一个乙烷分子中有6个C−H单键和一个C−C单键，因而1mol乙烷中化学键的数目是7NA，一个乙烯分子中有一个C＝C双键键和4个C−H单键，因而1mol乙烯中，化学键数为5NA，所以1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数不相同，故③错误； ④标况下乙醇不是气体，不能使用标况下的气体摩尔体积计算2.24L乙醇的物质的量，故④错误； 故选：A。 考点：共价键的形成及共价键的主要类型 2．（2026•模拟）下列过程存在共价键被破坏的是（　　） A．碘升华 B．溴蒸气被木炭吸附 C．蔗糖溶于水 D．NH4Cl受热分解 【解答】解：A．I2属于分子晶体，碘升华属于物理变化，仅破坏分子间作用力，I2分子内的I﹣I共价键未被破坏，故A错误； B．溴属于分子晶体，溴蒸气被木炭吸附属于物理吸附，Br2分子内的Br﹣Br共价键未发生断裂，故B错误； C．蔗糖属于非电解质，溶于水的过程仅破坏分子间作用力，分子内的共价键未被破坏，故C错误； D．NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，过程中内的N﹣H共价键发生断裂，存在共价键被破坏，故D正确； 故选：D。 知识2 键参数——键能、键长和键角☆☆☆ 1.键能☆ 项目 内容 定义 键能是指气态分子中1mol化学键解离形成气态原子所吸收的能量。 单位 kJ▪mol-1 测定标准 298.15K、101kPa条件下的标准值。例如，H—H键的键能为436.0kJ▪mol-1。 应用 （1）判断共价键的强弱：键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。 （2）判断分子的稳定性：结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 （3）判断化学反应的能量变化：在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为△H=反应物键能总和-生成物键能总和；△H<0时，为放热反应；△H>0时，为吸热反应。 2.键长☆ 项目 内容 定义 构成化学键的两个原子的核间距叫作该化学键的键长。 影响因素 （1）原子半径：决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短，如键长为H—F<H—Cl<H—Br<H—I。 （2）共用电子对数：对于相同两原子形成的共价键而言，共用电子对数越多，键长越短。如键长为C—C>C=C>C≡C。 应用 （1）判断共价键的强弱：一般而言，共价键的键长越短，键能越大，共价键越牢固。 （2）分析分子空间结构：键长是影响分子空间结构的因素之一，如CH4分子的空间结构为正四面体形，二CH3Cl的空间结构知识四面体而不是正四面体，因为C—H键的键长不等于C—Cl键的键长。 3.键角☆ 项目 内容 定义 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角 意义 （1）键角反应了分子空间结构（2）多原子分子的键角一定，说明共价键具有方向性 常见分子的键角 分子空间结构 键角 实例 正四面体形 109°28’ CH4、CCl4 平面形 120° 苯、乙烯、BF3 三角锥形 107° NH3 V形（或角形） 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH 4.等电子体☆拓展 项目 内容 定义 指两个或两个以上的分子或离子，它们的原子数目相同，价电子数目也相同，常具有相似的电子结构，相似的几何构型，而且有时在性质上也有许多相似之处。 注意：等电子体的价电子总数相同，而组成原子的核外电子总数不一定相同。 举例 CO2、SCN﹣、NO2+、N3﹣具有相同的原子数3，并且价电子总数都为16，都为直线形结构． SO2、O3、NO2﹣具有相同的原子数3，总价电子数都为18，都为平面V形结构． CO32﹣、NO3﹣、SO3具有相同的原子数4，并且价电子数都为24，都为平面三角形结构． SO42﹣、PO43﹣具有相同的原子数5，总价电子数为32，都为正四面体结构． CH4、NH4+具有相同的原子数5，总价电子数为8，都为正四面体结构． 核外电子总数为2个电子的微粒：He、H﹣、Li+、Be2+ 核外电子总数为10个电子的微粒：Ne、HF、H2O、NH3、CH4 （分子类） Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+ （阳离子类） N3﹣、O2﹣、F﹣、OH﹣、NH2﹣（阴离子类） 14个电子的等电子体：N2、C2H2、CO、HCN、NO+；它们具有相似的结构，都有三键：氮氮三键、碳碳三键、碳氧三键、碳氮三键。 · 例题 考点：键能、键长、键角及其应用 3．（2025秋•宜春期末）靖安白茶是江西省靖安县特产，有机物M（结构如图）是靖安白茶香味的关键成分，下列关于M分子的说法正确的是（　　） A．键角：∠2＞∠1 B．键长：C—C＞C—H C．键能：C—C＞C＝0 D．M的空间填充模型： 【解答】解：A．从结构看，∠1对应的是sp2杂化的碳（平面三角形结构），键角约120°；∠2对应的是sp3杂化的碳（四面体结构），键角约109°28′；所以∠2＜∠1，故A错误； B．碳原子半径大于氢原子半径，所以C—C键长（两个碳原子成键）大于C—H键长（碳和氢成键），故B正确； C．双键的键能大于单键，C＝O是双键，C—C是单键，所以键能 C＝O＞C—C，故C错误； D．空间填充模型需要准确反映原子的相对大小和空间位置，该图为球棍模型，不是M的空间填充模型（模型中没有棍，只有原子的大小），故D错误； 故选：B。 考点：“等电子原理”的应用 4．（2025秋•台江区期中）原子个数相等、电子数也相等的粒子叫等电子体。下列各组粒子属于等电子体的是（　　） A．O3和NO2 B．和 C．CH4和NH3 D．OH﹣和 【解答】解：A．O3和NO2的电子数不同，不属于等电子体，故A错误； B．与的原子数相同，电子数相同，是等电子体，故B正确； C．CH4和NH3的原子数不同，故不是等电子体，故C错误； D．OH﹣和的原子数不同，故不是等电子体，故D错误； 故选：B。 · 近5年高考真题 · 近5年高考真题 考点：共价键的形成及共价键的主要类型（共4小题） 1．（2025•山西）“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图，下列说法错误的是（　　） A．该索烃属于芳香烃 B．该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定 C．该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D．破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键 【解答】解：A．索烃只由碳氢元素组成的含有苯环的有机物，属于芳香烃吗，故A正确； B．质谱仪可测得分子的相对分子质量，该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定，故B正确； C．两个大环之间存在分子间作用力，故存在范德华力，故C错误； D．破坏该索烃中的“机械键”需要断裂碳碳键，需要断裂共价键，故D正确； 故选：C。 2．（2024•山东）由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中代表F原子 B．该化合物中存在过氧键 C．该化合物中I原子存在孤对电子 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 【解答】解：A．根据分析可知，图中代表O原子，灰色小球为F原子，故A错误； B．由图可知，该片段中存在F—I键和I—O键、I＝O双键，根据分子式及结构片断可判断不含过氧键，故B错误； C．该化合物中I原子的价电子数为7，F元素的化合价为﹣1价，O元素的化合价为﹣2价，则I元素的化合价为+5，据此判断I原子与其它原子形成3个单键和1个双键，I原子的价电子数不等于其共价键数目，因此，该化合物中I原子存在孤对电子，故C正确； D．该化合物中既存在I—O单键，也存在I＝O双键，单键和双键的键长是不一样的，因此，该化合物中所有碘氧键键长不相等，故D错误； 故选：C。 3．（2021•浙江）下列含有共价键的盐是（　　） A．CaCl2 B．H2SO4 C．Ba（OH）2 D．Na2CO3 【解答】解：A．CaCl2由Ca2+和Cl﹣构成，只含有离子键不含有共价键，故A错误； B．H2SO4由分子构成，只含有共价键，但不属于盐，故B错误； C．Ba（OH）2由Ba2+和OH﹣构成，属于碱，不属于盐，故C错误； D．Na2CO3有Na+和CO32﹣构成，含有离子键，CO32﹣内部C与O原子之间还含有共价键，故D正确； 故选：D。 （多选）4．（2022•海南）已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl，ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是（　　） A．HCl的电子式为 B．Cl﹣Cl键的键长比I﹣I键短 C．CH3COOH分子中只有σ键 D．ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强 【解答】解：A．氯化氢为共价化合物，氢原子与氯原子共用1对电子，电子式为：，故A错误； B．F、Cl、Br、I属于同一主族，从上到下原子半径增大，则原子半径：F＜Cl＜Br＜I，原子半径越大，共价键键长越大，则共价键的键长：F﹣F＜Cl﹣Cl＜Br﹣Br＜I﹣I，故B正确； C．共价单键为σ键，共价双键中含有1个σ键和1个π键，共价三键中含有1个σ键、2个π键，CH3COOH分子中含有σ键和π键，故C错误； D．Cl吸电子能力大于I，导致ClCH2COOH比ICH2COOH易电离出氢离子，所以ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强，故D正确； 故选：BD。 考点：键能、键长、键角及其应用（共8小题） 5．（2025•江西）下列说法正确的是（　　） A．键长：CO＞CO2 B．沸点：HI＞HCl C．键能：O2＞N2 D．键角： 【解答】解：A．键长：C≡O＜C＝O，所以键长CO＜CO2，故A错误； B．HI、HCl都不能形成分子间氢键，相对分子质量：HI＞HCl，分子间作用力：HI＞HCl，所以沸点：HI＞HCl，故B正确； C．键长：O＝O＞N≡N，所以键能：O2＜N2，故C错误； D．中氮原子的价层电子对个数为44且不含孤电子对，中氮原子的价层电子对个数为33且不含孤电子对，前者为四面体结构、后者为平面正三角形结构，键角：前者小于后者，故D错误； 故选：B。 6．（2025•重庆）三种氮氧化物的结构如图所示： 下列说法正确的是（　　） A．氮氮键键能：N2O＞N2O3 B．熔点：N2O3＞N2O4 C．分子的极性：N2O4＞N2O D．N—N—O键角：a＞b 【解答】解：A．由图中数据可知，氮氮键的键长：N2O＜N2O3，则氮氮键的键能：N2O＞N2O3，故A正确； B．两者均为分子晶体，分子量越大，分子间作用力越大，所以熔点：N2O3＜N2O4，故B错误； C．由图可知，N2O4是对称的平面结构，分子的极性较弱，N2O是不对称结构，分子中正负电荷重心不重合，属于典型的极性分子，所以分子的极性：N2O4＜N2O，故C错误； D．N2O3的结构为O＝N—NO2，中心原子N存在1对孤电子对，中心原子N的杂化方式为sp2杂化，受到孤电子对的影响，键角略小于120°，而N2O4中，中心原子N的孤电子对为0，价电子对数为3，没有孤电子对影响，键角为120°，故键角a＜b，故D错误； 故选：A。 7．（2024•江西）科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是（　　） A．分子的极性：SiH4＞NH3 B．键的极性：H—Cl＞H—H C．键角：H2O＞CH4 D．分子中三键的键长：HC≡N＞HC≡CH 【解答】解：A．SiH4中四条Si—H键完全相同，均为极性键，但由于SiH4为正四面体结构，故为非极性分子，NH3为三角锥形结构，3条N—H键的极性不能抵消，故为极性分子，故A错误； B．H—H为非极性键，则键的极性：H—Cl＞H—H，故B正确； C．水分子为角形结构，含两对孤对电子，甲烷为正四面体结构，不含孤对电子，则键角：H2O＜CH4，故C错误； D．原子半径C＞N，分子中三键的键长：HC≡N＜HC≡CH，故D错误； 故选：B。 8．（2023•山东）石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物（CF）x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是（　　） A．与石墨相比，（CF）x导电性增强 B．与石墨相比，（CF）x抗氧化性增强 C．（CF）x中C﹣C的键长比C﹣F短 D．1mol（CF）x中含有2xmol共价单键 【解答】解：A．石墨中存在多个碳原子共用电子形成的π键，电子可以在层内移动，（CF）x中无π键，导电性减弱，故A错误； B．石墨中存在多个碳原子形成的π键，（ CF）x中无π键均为σ键，π键键能小于σ键，故石墨易被氧化，（ CF）x抗氧化性增强，故B正确； C．因F的原子半径比C原子半径小，则（CF）x中，C﹣F键的键长比C﹣C键的键长要短，故C错误； D．（CF）x中的石墨片层是六边形结构，每个环有两个碳原子，三个碳碳键，平均每个碳原子有1.5个碳碳键，每个碳原子有1个碳氟键，则1mol （ CF）x中含有2.5xmol共价单键，故D错误； 故选：B。 9．（2022•北京）由键能数据大小，不能解释下列事实的是（　　） 化学键 C—H Si—H C＝O C—O Si—O C—C Si—Si 键能/kJ•mol﹣1 411 318 799 358 452 346 222 A．稳定性：CH4＞SiH4 B．键长：C＝O＜C—O C．熔点：CO2＜SiO2 D．硬度：金刚石＞晶体硅 【解答】解：A．键能越大，物质越稳定，键能：C—H＞Si—H，所以稳定性：CH4＞SiH4，故A错误； B．键能越大，键长越短，键能：C＝O＞C—O，键长：C＝O＜C—O，故B错误； C．共价晶体熔点较高，分子晶体熔点较低，CO2为分子晶体、SiO2为共价晶体，熔点：CO2＜SiO2，不能用键能解释熔点，故C正确； D．共价晶体中，键能越大，晶体的硬度越大，二者都是共价晶体，键能：C—C＞Si—Si，所以硬度：金刚石＞晶体硅，故D错误； 故选：C。 10．（2021•湖北）下列有关N、P及其化合物的说法错误的是（　　） A．N的电负性比P的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大 B．N与N的π键比P与P的强，可推断N≡N的稳定性比P≡P的高 C．NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大 D．HNO3的分子间作用力较小，可推断HNO3的熔点比H3PO4的低 【解答】解：A．N的电负性比P的大，则P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大，所以NCl3分子的极性比PCl3的小，故A选； B．N与N的π键比P与P的强，N≡N更牢固，其稳定性比P≡P的高，故B不选； C．NH3中的成键电子距离N原子比PCl3中的成键电子距离P原子的距离近，成对电子对间的排斥力大，因此NH3的键角比PH3的大，故C不选； D．硝酸和磷酸分子中均存在﹣OH，分子间均存在氢键，但HNO3的相对分子质量小于H3PO4，HNO3分子间的作用力小于H3PO4分子间的作用力，所以HNO3的熔点比H3PO4的低，故D不选； 故选：A。 11．（2021•海南）关于NH3性质的解释合理的是（　　） 选项 性质 解释 A 比PH3容易液化 NH3分子间的范德华力更大 B NH3熔点高于PH3 N﹣H键的键能比P﹣H大 C 能与Ag+以配位键结合 NH3中氮原子有孤电子对 D 氨水中存在 NH3•H2O是离子化合物 A．A B．B C．C D．D 【解答】解：A.NH3和PH3都属于同一主族元素形成的氢化物，分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比，但氨气中含有氢键，PH3不含氢键，氢键的存在导致氨气的沸点升高，故A错误； B.NH3熔点高于PH3，是因为氨气中含有氢键，氢键的存在导致氨气的熔点升高，不是N﹣H键的键能比P﹣H大，故B错误； C.NH3中氮原子有孤电子对，使Ag+和NH3以配位键结合形成[Ag（NH3）2]+，故C正确； D.NH3•H2O是共价化合物，是弱碱，在水溶液中部分电离出和OH﹣，故D错误； 故选：C。 12．（2021•海南）SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法正确的是（　　） A．是非极性分子 B．键角∠FSF都等于90° C．S与F之间共用电子对偏向S D．S原子满足8电子稳定结构 【解答】解：A.结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子，SF6分子呈正八面体结构，S原子位于正八面体的中心，该分子结构对称、正负电荷重心重合，所以为非极性分子，故A正确； B.SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子确切地说角FSF可以是90度，也有对角位置的角FSF180°，故键角不都等于90°，故B错误； C.由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，故C错误； D.中心元素价电子数+化合价的绝对值＝8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构，但氢化物除外，该化合物中S元素化合价+价电子数＝6+6＝12，则S原子不是8电子稳定结构，故D错误； 故选：A。 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 分子结构与性质 第一节 共价键 知识1 共价键☆☆☆☆ 1.定义、本质和形成条件☆ 项目 内容 定义 原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 本质 原子轨道的重叠：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低。 形成条件 （1） 两原子电负性相同或相近。 （2） 一般成键原子有未成对电子。 （3）成键原子的原子轨道在空间上发生重叠。 存在范围 （1） 大多数非金属单质：除稀有气体外的非金属单质中均存在共价键。 （2）共价化合物：共价化合物中均含有共价键。 （3）某些离子化合物：如铵盐中N和H原子之间形成的是共价键。 2.共价键的类型☆ 项目 σ键 定义 两原子在成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。 类型及形成过程 类型 形成过程 s-sσ键 s-pσ键 p-pσ键 基本特征 （1）轴对称性：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，这种特征称为轴对称。如H—H键 （2）能旋转：以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不会破坏σ键 （3）稳定性较强：形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键具有较强的稳定性 项目 π键 定义 两原子在成键时，原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。 类型及形成过程 π键只有p—pπ键，形成过程如下图所示： 基本特征 （1）镜面对称性：每个π键的电子云由两块组成，它们护卫镜像，这种特征称为镜面对称 （2）不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键。如以py—py键为例，若旋转其中一个成键原子，两个原子的py轨道不再平衡也就破坏了π键 （3）稳定性较强：通常情况下，形成π键时，原子轨道重叠程度小于σ键的，因此π键一般没有σ键牢固 3.σ键和π键的比较☆ 辨析 σ键 π键 电子云重叠方式 沿键轴方向相对重叠 沿键轴方向平行重叠 电子云重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处为零 电子云重叠程度 大 小 示意图 键的强度 较大 较小 化学活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键是σ键；共价双键中一个σ键、一个π键；共价三键中一个σ键、两个π键 常见特殊点 稀有气体分子中不存在化学键；共价键一定有饱和性，但不一定有方向性；σ键的键能不一定比π键的键能大；键长短的键能不一定大 4.共价键的特征☆ 项目 内容 饱和性 （1）含义：一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向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。 （3）实例：H原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3分子。 方向性 （1）含义：两个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，电子在两核间出现概率越大，形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都是有一定的形状的，这就是共价键的方向性。 （2）作用：共价键的方向性决定了分子的空间结构。 · 例题 考点：物质结构中的化学键数目计算 1．（2022春•钦北区校级月考）下列叙述正确的是（　　） ①48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA ②标准状况下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA ③1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同 ④标准状况下，2.24L乙醇中碳氢键的数目为0.5NA A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 考点：共价键的形成及共价键的主要类型 2．（2026•模拟）下列过程存在共价键被破坏的是（　　） A．碘升华 B．溴蒸气被木炭吸附 C．蔗糖溶于水 D．NH4Cl受热分解 知识2 键参数——键能、键长和键角☆☆☆ 1.键能☆ 项目 内容 定义 键能是指气态分子中1mol化学键解离形成气态原子所吸收的能量。 单位 kJ▪mol-1 测定标准 298.15K、101kPa条件下的标准值。例如，H—H键的键能为436.0kJ▪mol-1。 应用 （1）判断共价键的强弱：键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。 （2）判断分子的稳定性：结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 （3）判断化学反应的能量变化：在化学反应中，旧化学键断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为△H=反应物键能总和-生成物键能总和；△H<0时，为放热反应；△H>0时，为吸热反应。 2.键长☆ 项目 内容 定义 构成化学键的两个原子的核间距叫作该化学键的键长。 影响因素 （1）原子半径：决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短，如键长为H—F<H—Cl<H—Br<H—I。 （2）共用电子对数：对于相同两原子形成的共价键而言，共用电子对数越多，键长越短。如键长为C—C>C=C>C≡C。 应用 （1）判断共价键的强弱：一般而言，共价键的键长越短，键能越大，共价键越牢固。 （2）分析分子空间结构：键长是影响分子空间结构的因素之一，如CH4分子的空间结构为正四面体形，二CH3Cl的空间结构知识四面体而不是正四面体，因为C—H键的键长不等于C—Cl键的键长。 3.键角☆ 项目 内容 定义 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角 意义 （1）键角反应了分子空间结构（2）多原子分子的键角一定，说明共价键具有方向性 常见分子的键角 分子空间结构 键角 实例 正四面体形 109°28’ CH4、CCl4 平面形 120° 苯、乙烯、BF3 三角锥形 107° NH3 V形（或角形） 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH 4.等电子体☆拓展 项目 内容 定义 指两个或两个以上的分子或离子，它们的原子数目相同，价电子数目也相同，常具有相似的电子结构，相似的几何构型，而且有时在性质上也有许多相似之处。 注意：等电子体的价电子总数相同，而组成原子的核外电子总数不一定相同。 举例 CO2、SCN﹣、NO2+、N3﹣具有相同的原子数3，并且价电子总数都为16，都为直线形结构． SO2、O3、NO2﹣具有相同的原子数3，总价电子数都为18，都为平面V形结构． CO32﹣、NO3﹣、SO3具有相同的原子数4，并且价电子数都为24，都为平面三角形结构． SO42﹣、PO43﹣具有相同的原子数5，总价电子数为32，都为正四面体结构． CH4、NH4+具有相同的原子数5，总价电子数为8，都为正四面体结构． 核外电子总数为2个电子的微粒：He、H﹣、Li+、Be2+ 核外电子总数为10个电子的微粒：Ne、HF、H2O、NH3、CH4 （分子类） Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+ （阳离子类） N3﹣、O2﹣、F﹣、OH﹣、NH2﹣（阴离子类） 14个电子的等电子体：N2、C2H2、CO、HCN、NO+；它们具有相似的结构，都有三键：氮氮三键、碳碳三键、碳氧三键、碳氮三键。 · 例题 考点：键能、键长、键角及其应用 3．（2025秋•宜春期末）靖安白茶是江西省靖安县特产，有机物M（结构如图）是靖安白茶香味的关键成分，下列关于M分子的说法正确的是（　　） A．键角：∠2＞∠1 B．键长：C—C＞C—H C．键能：C—C＞C＝0 D．M的空间填充模型： 考点：“等电子原理”的应用 4．（2025秋•台江区期中）原子个数相等、电子数也相等的粒子叫等电子体。下列各组粒子属于等电子体的是（　　） A．O3和NO2 B．和 C．CH4和NH3 D．OH﹣和 · 近5年高考真题 考点：共价键的形成及共价键的主要类型（共4小题） 1．（2025•山西）“机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃，结构如图，下列说法错误的是（　　） A．该索烃属于芳香烃 B．该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定 C．该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D．破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键 2．（2024•山东）由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中代表F原子 B．该化合物中存在过氧键 C．该化合物中I原子存在孤对电子 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 3．（2021•浙江）下列含有共价键的盐是（　　） A．CaCl2 B．H2SO4 C．Ba（OH）2 D．Na2CO3 （多选）4．（2022•海南）已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl，ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是（　　） A．HCl的电子式为 B．Cl﹣Cl键的键长比I﹣I键短 C．CH3COOH分子中只有σ键 D．ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强 考点：键能、键长、键角及其应用（共8小题） 5．（2025•江西）下列说法正确的是（　　） A．键长：CO＞CO2 B．沸点：HI＞HCl C．键能：O2＞N2 D．键角： 6．（2025•重庆）三种氮氧化物的结构如图所示： 下列说法正确的是（　　） A．氮氮键键能：N2O＞N2O3 B．熔点：N2O3＞N2O4 C．分子的极性：N2O4＞N2O D．N—N—O键角：a＞b 7．（2024•江西）科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是（　　） A．分子的极性：SiH4＞NH3 B．键的极性：H—Cl＞H—H C．键角：H2O＞CH4 D．分子中三键的键长：HC≡N＞HC≡CH 8．（2023•山东）石墨与F2在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物（CF）x，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是（　　） A．与石墨相比，（CF）x导电性增强 B．与石墨相比，（CF）x抗氧化性增强 C．（CF）x中C﹣C的键长比C﹣F短 D．1mol（CF）x中含有2xmol共价单键 9．（2022•北京）由键能数据大小，不能解释下列事实的是（　　） 化学键 C—H Si—H C＝O C—O Si—O C—C Si—Si 键能/kJ•mol﹣1 411 318 799 358 452 346 222 A．稳定性：CH4＞SiH4 B．键长：C＝O＜C—O C．熔点：CO2＜SiO2 D．硬度：金刚石＞晶体硅 10．（2021•湖北）下列有关N、P及其化合物的说法错误的是（　　） A．N的电负性比P的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大 B．N与N的π键比P与P的强，可推断N≡N的稳定性比P≡P的高 C．NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大 D．HNO3的分子间作用力较小，可推断HNO3的熔点比H3PO4的低 11．（2021•海南）关于NH3性质的解释合理的是（　　） 选项 性质 解释 A 比PH3容易液化 NH3分子间的范德华力更大 B NH3熔点高于PH3 N﹣H键的键能比P﹣H大 C 能与Ag+以配位键结合 NH3中氮原子有孤电子对 D 氨水中存在 NH3•H2O是离子化合物 A．A B．B C．C D．D 12．（2021•海南）SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法正确的是（　　） A．是非极性分子 B．键角∠FSF都等于90° C．S与F之间共用电子对偏向S D．S原子满足8电子稳定结构 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $