第2章 01 第一节 共价键 01 第1课时 共价键(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年化学选择性必修二学生用书（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 ◆ 学习任务一　共价键的本质及特征 【课前自主预习】 1.共价键的形成 (1)概念:共价键是原子间通过　　　　　　　所形成的相互作用。   (2)成键的粒子:一般为非金属　　　　(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。   (3)键的本质:原子间通过  产生的强烈作用。 (4)键的形成条件:非金属元素的　　　　之间形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属原子与非金属原子之间形成共价键。  (5)含共价键的物质:非金属单质、共价化合物和某些离子化合物。 2.共价键的特征 (1)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, 形成几个共价键,这就是共价键的饱和性。 ②用轨道表示式表示HF分子中共用电子对的形成: ③由以上分析可知,氟原子与氢原子均只有1个未成对电子,且2个原子的未成对电子自旋相反,因此氟原子与氢原子间只能形成　　　个共价键,所形成的简单化合物为HF;如H、Cl都只有1个未成对电子,因此只能形成H2、HCl、Cl2分子,即分子中只有1个共价键,而不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子;同理,1个氧原子与　　　个氢原子形成　　　个共用电子对,2个氮原子间形成　　　　个共用电子对。共价键的饱和性决定了分子的组成。  (2)方向性 除s轨道是球形对称外,其他原子轨道都有一定的空间分布特点。在形成共价键时,原子轨道重叠得　　　　, 电子在核间出现的　　　　越大,所形成的共价键就越　　　　,因此共价键将尽可能沿着　　　　　　　　的方向形成,所以共价键具有方向性。 同类分子(如HX,X为卤素原子)中成键原子电子云(原子轨道)重叠程度越大,形成的共价键越牢固,分子结构越稳定。如HX的稳定性:HF>HCl>HBr>HI。共价键的方向性决定了分子的空间结构。  [问题思考] (1)原子之间形成共价键还是离子键与原子间的电负性之差有何关系? (2)NH3分子中为什么N原子是1个,而H原子为3个? 【核心知识讲解】 1.共价键的表示方式 (1)用电子式表示:用小黑点·(或×)表示原子最外层电子。如:H::、H::H、:N︙︙N:。 (2)用结构式表示:用一条短线表示一个共用电子对(见下表)。 化学式 结构式 化学式 结构式 N2 N≡N CH4 NH3 CO2 OCO HCl H—Cl HClO H—O—Cl (3)共价键形成过程的表示方法:用电子式表示(以Cl2、H2O的形成为例)。 :·+·:::: H×+··+×H 2.共价键的存在 (1)共价化合物:以共用电子对(共价键)形成分子的化合物称为共价化合物。共价化合物分子的构成粒子(原子)通过共价键结合而成,因此共价化合物中一定存在共价键。如SO2、CO2、CH4、H2O2、CS2、H2SO4等。 (2)非金属单质分子中存在共价键,如O2、F2、H2、C60等。 (3)部分离子化合物中,如Na2SO4的S中存在共价键,NaOH的OH-中存在共价键,NH4Cl的N中存在共价键,Na2O2的中存在共价键等。 3.共价键数目与电子式的关系 (1)因为共价键为原子间通过共用电子对所形成的相互作用,则原子的电子式中有几个单电子就可以形成几个共用电子对,即形成几个共价键。Al、Si、P、S、Cl依次可形成的共价键数目为3、4、3、2、1。 (2)Si、P、S、Cl等元素形成的最高正价化合物中,原子核外最外层有多少个电子就可形成多少个共价键。Si、P、S、Cl的最高正价化合物中依次可形成的共价键数目为4、5、6、7(第二周期的O、F除外)。 (3)结构式是忽略未成键电子对,用短线代替共用电子对得到的式子。一般来说,如果结构式中某原子周围短线数目小于等于4,即可判定短线数等于该原子的单电子数;如果短线数大于4,即可判定短线数等于该原子的最外层电子数。 4.共价键的极性 (1)分类标准:根据共用电子对是否偏移。 (2)极性键和非极性键: 共价键 极性键 非极性键 形成元素 不同种元素 同种元素 共用电子 对的偏移 共用电子对偏向电负性较大的原子 成键原子电负性相同,共用电子对不偏移 原子电性 电负性较大的原子显负电性,另一原子显正电性 两原子均不显电性 (3)成键的两个原子的电负性差值越大,键的极性越大。 举例 H2 HI HBr HCl HF NaCl 电负性差值 0 0.4 0.7 0.9 1.9 2.1 化学键类型 共价键 离子键 注意:并非所有电负性差值大于1.7的两种元素原子之间都形成离子键。 【知识迁移应用】 例1 共价键具有饱和性和方向性,下列有关叙述不正确的是 (　) 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.共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的 C.共价键的方向性决定了分子的空间结构 D.所有共价键都具有方向性 例2 下列不属于共价键成键因素的是 (　) A.形成共用电子对 B.成键原子的原子轨道在空间重叠 C.成键后体系能量降低,趋于稳定 D.两原子核体积大小要适中 ◆ 学习任务二　共价键的类型 【课前自主预习】 1.σ键 形成 成键原子的s轨道或p轨道“　　　　”重叠而形成  类 型 s-s σ键 H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的 H—H的s-s σ键的形成 s-p σ键 HCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的 H—Cl的s-p σ键的形成 p-p σ键 Cl2中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的 Cl—Cl的p-p σ键的形成 特征 以形成化学键的两个原子核的　　　为轴进行旋转操作,共价键的电子云的图形　　　　,这种特征称为　　　　　;σ键的强度　　　　  2.π键 形成 由两个原子的p轨道“　　　　”重叠形成  p-p π键 p-p π键的形成 特征 每个π键的电子云由两块组成,它们互为　　　,这种特征称为　　　对称;π键不能旋转;不如σ键　　　　,比较容易　　　　  [问题思考] (1)观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构,并回答下列问题。 1 它们分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成? 2 乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼? (2)在共价键中,有π键就一定有σ键吗? 【核心知识讲解】 1.共价键的类型 按照不同的分类方法,可将共价键分为不同的类型。 (1)按共用电子对数目 (2)按共用电子对是否偏移 (3)按原子轨道的重叠方式 2.σ键和π键的比较 σ键 π键 原子轨道重叠方式 “头碰头”重叠 “肩并肩”重叠 对称类型 轴对称 镜面对称 原子轨道重叠程度 大 小 键的强度 轨道重叠程度大,键的强度较大,键较牢固 轨道重叠程度较小,键比较容易断裂,不如σ键牢固 活泼性 不活泼 活泼 成键规律 共价单键都是σ键;共价双键中一个键是σ键,另一个键是π键;共价三键中一个键是σ键,另外两个键是π键 旋转情况 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,并不破坏σ键的结构 以形成π键的两个原子核的连线为轴,任意一个原子均不能单独旋转,若单独旋转则会破坏π键的结构 存在情况 能单独存在,可存在于任何含共价键的分子或离子中 不能单独存在,必须与σ键共存,可存在于共价双键和共价三键中 联系 只有在形成σ键后,余下的p轨道才能形成π键 实例 CH4、OH- N≡N中既含有σ键,又含有π键 3.σ键和π键的判断方法 (1)依据共价键的类型判断 结构式 (2)依据分子或原子团的组成判断σ键 ABn型分子或原子团中,含σ键的数目为n;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。 【知识迁移应用】 例3 下列有关σ键的说法错误的是 (　) A.如果电子云图像是由两个s轨道重叠形成的,即形成s-s σ键 B.s轨道与p轨道形成s-p σ键 C.p轨道和p轨道不能形成σ键 D.HCl分子里含有一个s-p σ键 例4 实验室常用氯化钯(PdCl2)溶液检验CO,发生反应为PdCl2+CO+H2OPd↓+CO2+2HCl。 (1)标准状况下,22.4 L CO2含π键数目为　　(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。  A.2NA B.NA C.2 mol D.1 mol (2)相同环境下,同体积的CO2与某物质所含π键数目相同,该物质可能是　　　　。  A.CH4 B.C2H4 C.C2H2 D.CH2CH—CHCH2 (3)HCl分子中σ键类型是　　　　。  A.s-s B.s-p 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)所有物质中都存在化学键 (　) (2)由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 (　) (3)NaOH、Na2CO3、CaBr2中都含有共价键 (　) (4)共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系 (　) (5)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的 (　) (6)s-s σ键与s-p σ键的对称性相同 (　) (7)形成Cl2分子时,p轨道的重叠方式为 (　) (8)σ键和π键都只存在于共价化合物中 (　) (9)N2分子里有一个σ键和一个π键 (　) (10)1 mol丙酮()分子中含有σ键的数目约为9×6.02×1023 (　) 2.下列说法正确的是 (　) A.所有的原子轨道都具有一定的伸展方向,因此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层电子数 C.基态C原子有两个未成对电子,所以最多能形成2个共价键 D.1个N原子最多能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性决定的 3.下列说法错误的是 (　) A.σ键的电子云重叠程度比π键大,稳定性强 B.O与2个H结合形成H2O分子,体现了共价键的饱和性 C.第三周期主族元素中第一电离能介于Mg和P之间的有3种 D.短周期主族元素中位于s区的有5种 4.下列关于共价键的描述正确的是 (　) A.两个原子的单电子若自旋平行,则两两配对可形成共价键 B.多原子形成分子时,决定各原子相互结合数量关系的是共价键的方向性 C.两个原子的p轨道不仅能形成σ键,也能形成π键 D.气体单质中一定存在σ键,可能存在π键 5.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族,请填写下列空格。 (1)CH4中的化学键从形成过程来看,属于　　　　(填“σ”或“π”)键。  (2)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键,且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构,则C60分子中π键的数目为　　　。  (3)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　　(填字母)。  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 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 第1课时　共价键 【新课探究】 学习任务一 课前自主预习 1.(1)共用电子对　(2)原子 (3)共用电子对(即电子云重叠)　(4)原子 2.(1)③1　2　2　3 (2)越多　概率　牢固　电子出现概率最大 [问题思考] (1)提示:当原子之间的电负性相差很大时,电子不会被共用,形成的将是离子键;而共价键是电负性相差不大的原子之间形成的。 (2)提示:N原子和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,使共价键达到饱和,从而决定了分子中N、H原子的个数。 知识迁移应用 例1　D　[解析] 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,故成键原子的未成对电子数决定了该原子形成的共价键数量,即饱和性,A正确;形成共价键时,为了达到原子轨道的最大重叠程度,成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系,则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的,而共价键的方向性又决定了所形成分子的空间结构,B、C正确;由于s轨道是球形对称的,故两个s轨道重叠形成的共价键无方向性,D错误。 例2　D　[解析] 共价键的成因是当成键原子相互靠近时,原子轨道发生重叠,自旋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大,体系的能量降低,D不符合题意。 学习任务二 课前自主预习 1.头碰头　连线　不变　轴对称　较大 2.肩并肩　镜像　镜面　牢固　断裂 [问题思考] (1)①提示:乙烷:7个σ键;乙烯:5个σ键和1个π键;乙炔:3个σ键和2个π键。 ②提示:乙烯的碳碳双键和乙炔的碳碳三键中分别含1个和2个π键,π键原子轨道重叠程度小,不牢固,容易断裂;而乙烷中没有π键,σ键牢固,不易断裂。 (2)提示:有共价键,就有σ键;当含有双键或三键时,其中只有一个σ键,其余都是π键。只要不是单原子分子,分子就都含有σ键,σ键是形成分子骨架的基础,有π键就一定有σ键。 知识迁移应用 例3　C　[解析] 如果电子云图像是由两个s轨道“头碰头”重叠形成的,即形成s-s σ键,A正确;s轨道与p轨道“头碰头”重叠能形成s-p σ键,如氯化氢分子中含有s-p σ键,B正确;p轨道与p轨道“头碰头”重叠能形成σ键,“肩并肩”重叠能形成π键,C错误;氯化氢分子中氢原子中的s轨道与氯原子中的p轨道“头碰头”重叠形成s-p σ键,D正确。 例4　(1)A　(2)CD　(3)B [解析] (1)一个CO2分子中含有2个π键,标准状况下22.4 L CO2的物质的量为=1 mol,含有π键的数目为2NA,故选A。(2)一个CO2分子中含有2个π键,同体积的CO2与某物质所含π键数目相同,说明1个分子里含2个π键;CH4中均为σ键,不含π键,A错误;C2H4含有一个碳碳双键,故含1个π键,B错误;C2H2含有一个碳碳三键,故含2个π键,C正确;CH2CH—CHCH2含有两个碳碳双键,故含2个π键,D正确。(3)HCl中H原子的s轨道与Cl原子的p轨道形成s-p σ键,故答案为B。 【课堂评价】 1.(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)× (8)×　(9)×　(10)√ [解析] (6)s-s σ键与s-p σ键都属于σ键,对称性相同。 2.D　[解析] 两个s轨道形成的共价键没有方向性,A错误;原子形成共价键时,价层电子不一定都形成共价键,B错误;基态C原子最多能形成4个共价键,C错误。 3.C　[解析]　σ键是“头碰头”重叠形成的,π键是“肩并肩”重叠形成的,σ键的电子云重叠程度比π键大,稳定性强,A正确;O原子最外层有6个电子,为达到8电子稳定结构,还需要2个电子,即可以和2个H原子结合形成共价键,是由共价键的饱和性决定的,B正确;第三周期元素的第一电离能:Na<Al<Mg<Si<S<P<Cl<Ar,则第一电离能介于Mg和P之间的元素有Si、S 2种,C错误;短周期主族元素中位于s区的有5种,分别是H、Li、Na、Be、Mg,D正确。 4.C　[解析] 两个原子的单电子若自旋相反,则两两配对可形成共价键,A错误;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,故成键原子的未成对电子数决定了原子形成分子时相互结合的数量关系,即共价键的饱和性,B错误;两个原子的p轨道不仅能形成σ键,也能形成π键,C正确;稀有气体为单原子分子,不存在化学键,D错误。 5.(1)σ　(2)30　(3)D [解析] (1)CH4中C原子与H原子间以单键相连,属于σ键。(2)每个碳原子的最外层有4个电子,C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键,即每个碳原子参与形成3个σ键和1个π键,由于每两个碳原子各提供1个电子形成1个π键,因此C60分子中π键的数目为30个。(3)共价单键是σ键,共价双键中有1个σ键和1个π键,则COCl2()分子内含有3个σ键、1个π键,故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $