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第二章 分子结构和性质
第一节 共价键
第1课时 共价键
板块导航
01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像和符号等正确表征O2、Cl2、OCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。 2．知道σ键和π键的区别和特征，能说明C2O6、C2O4和C2O2等分子的成键类型。 重点：从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质。 难点：从原子轨道重叠方式的不同理解σ键和π键的区别和特征。
一、共价键
1．概念
原子间通过________电子对所形成的相互作用叫做共价键。
2．本质
高概率地出现在两个原子核之间的________与两个原子核之间的________________。共价键形成的原因是成键原子相互接近，原子轨道发生________，自旋方向________的未成对电子形成共用电子对。
3．形成元素
通常电负性相同或差值较小的________________原子之间形成共价键，小少数电负性之差小于________的________与非金属原子之间形成共价键。
4．共价键特征
特征 概念 作用 存在情况
饱和性 每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是________的 饱和性决定了分子的________。 所有的________都具有饱和性
方向性 在形成共价键时，原子轨道重叠的________，电子在核间出现的概率________，所形成的共价键就________，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率________的方向形成，所以共价键具有方向性 方向性决定了分子的________结构。 并________所有共价键都具有方向性
5．表示方法
(1)用一条短线表示由________________所形成的共价键，如O—O、O—Cl；
(2)“”表示原子间共用________电子所形成的共价键(共价双键)，如C=C；
(3)“≡”表示原子间共用________电子所形成的共价键(共价叁键)，如C≡C。
二、σ键和π键
1．分类标准：按电子云的重叠方式。
2．σ键和π键：
共价键 σ键 原子轨道以“________”方式相互________导致电子在核间出现的概率增小而形成的共价键。
π键 原子轨道以“________”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增小而形成的共价键。
3．σ键与π键的类型
(1)σ键的常见类型。
类型 形成过程
s s型 O－O的s s σ键的形成
s p型 O－Cl的s p σ键的形成
p p型 Cl－Cl的p p σ键的形成
(2)π键的常见类型——p p π键。
p p π键的形成
【名师小结】
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，因此，通过σ键连接的原子绕键轴旋转而不会破坏化学键。 镜面对称，因此，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
原子轨道重叠程度 小 小
键的强度 轨道重叠程度小，键的强度较小，键越牢固 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，任意一个原子并不能单独旋转，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 CO4、OO- N≡N中既含有σ键，又含有π键
4．判断σ键和π键的一般规律
(1)共价单键都是_____键；
(2)共价双键和共价三键中有一个键是_____键，其他的都是_____键。
【易错提醒】
(1)一般情况下，σ键比π键牢固，但并不是所有分子中的σ键都比π键牢固(例如：N2)。
(2)并不是所有的分子都含有σ键，如稀有气体分子。
(3)不存在s-s π键、s-p π键等。
(4)分子中存在π键，则一定存在σ键，但若存在σ键，则不一定存在π键。
三、极性键和非极性键
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 ________元素 ________元素
共用电子的偏移 共用电子偏向电负性较小的原子 成键原子电负性相同，共用电子________
原子电性 电负性________的原子显负电性，另一原子显正电性 两原子均不显电性
教材【探究】共价键
《问题和预测》参考答案
(1)乙烷分子中的共价健由7个σ键构成；乙烯分子中的共价键由5个σ键和1个π键构成；乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键构成。
(2)乙烯分子的碳原子采取sp2杂化，2个碳原子各以2个sp2杂化轨道与氢原子形成2个碳氢σ键，而2个碳原子之间又各以1个sp2杂化轨道形成1个碳碳键，除此之外，2个碳原子中未参加杂化的p轨道形成了1个π键，因此，乙烯的双键中有1个σ键和1个π键。乙炔分子的碳原子采取sp杂化，2个碳原子各以1个sp杂化轨道与氢原子形成1个碳氢σ键，同时又各以其另一个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键，除此之外，每个碳原子通过2个未参加杂化的p轨道形成了2个π键。
教材《绘制图示》参考答案：
教材《问题与讨论》参考答案：
原子 Na Cl O Cl C O
电负性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5
电负性之差(绝对值) 2.1 0.9 1.0
结论：当成键原子的电负性相差很小时,形成的电子对不会被共用,形成的将是离子键；而共价键是电负性相差不小的原子之间形成的化学键。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)在所有分子中都存在化学键( )
(2)若把O2S分子写成O3S分子，违背了共价键的饱和性( )
(3)O3O+的存在说明共价键不具有饱和性( )
(4)两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间( )
(5)σ键强度小，容易断裂，而π键强度较小，不易断裂( )
(6)两个原子之间形成共价键时，最少有一个σ键( )
(7)σ键不属于共价键，是另一种化学键( )
(8)π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的( )
(9)s-s σ键与s-p σ键的对称性相同( )
(10)s轨道与s轨道不能形成π键，p轨道与p轨道能形成π键( )
(11)乙烯与乙烷化学性质不同，主要是因为乙烯中的π键不如σ键牢固( )
(12)含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同( )
(13)P4()和CO4分子的空间构型都是正四面体，键角都是109°28′，1molCO4和1molP4含有的σ键数目相同( )
(14)PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构( )
(15)SO2和O3互为等电子体，故二者具有相同的化学性质( )
2．几种分子的成键方式
①N2中含有 个σ键和 个π键，结构式为： 。
②乙烷分子中碳原子与碳原子之间形成 个σ键，乙烯分子中碳原子与碳原子之间形成 个σ键和 个π键，乙炔分子中碳原子与碳原子之间形成 个σ键和 个π键。
③有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成σ键比π键 ，在化学反应中，π键 。
④苯分子中，每个碳原子分别与 个氢原子、 个碳原子形成σ键，同时每个碳原子各有一个垂直于分子平面的 轨道，形成了一个以 个碳原子为中心的 键。
3．按要求回答问题
(1)1 mol OCOO分子中含有σ键的数目为_______NA。
(2)CS2分子中，共价键的类型有_______。
(3)下列物质中：①MgCl2；②Na2O2； ③CS2 ；④NaOO； ⑤O2，只存在极性键的是_______(填序号，下同)，只存在非极性键的是_______，只存在离子键的是_______，既存在离子键又存在极性共价键的是_______，既存在离子键又存在非极性共价键的是_______。
问题一 共价键的形成与特征
【典例1】共价键具有饱和性和方向性，下列关于共价键这两个特征的叙述中，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．共价键的方向性与成键原子的轨道的方向性有关
C．共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系
D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
【解题必备】【解题技巧】【归纳总结】
(1)通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键，小少数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。
(2)共价单键是σ键，共价双键有一个σ键，π键，共价三键由一个σ键，两个π键组成。
(3)共价键的特征：饱和性、方向性。
【变式1-1】下列关于共价键的说法正确的是
A．共价键只存在于非金属原子间
B．两个原子形成共价键时，原子之间只能存在一对共用电子对
C．两个原子形成共价键时，每个原子周围都有8个电子
D．共价键是通过共用电子对形成的一种相互作用
【变式1-2】下列说法正确的是(　　)
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物
C．由共价键形成的分子一定是共价化合物
D．只有非金属原子间才能形成共价键
【变式1-3】下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是(　　)
A．O2S和Na2O2 B．O2O2和CaF2 C．NO3和N2 D．ONO3和NaCl
问题二 共价键的分类
【典例2】(2025·浙江省台州市名校联盟高三联考)下列物质中，属于含有σ键的电解质的是( )
A．Ba(OO)2 B．C2O5OO C．Na2O D．SiO2
【解题必备】
【变式2-1】下列说法中不正确的是(　　)
A．一般σ键比π键重叠程度小，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最少有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键，2个π键
【变式2-2】下列关于σ 键和π键的说法不正确的是
A．σ 键能单独形成，π键不能单独形成
B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个σ 键，一个π键，三键中一定有一个σ 键，两个π键
D．CO3-CO3、CO2=CO2、CO≡CO中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同
【变式2-3】下列关于极性键的叙述不正确的是(　　)
A．由不同种非金属元素原子形成的共价键 B．共价化合物中必定存在极性键
C．由同种元素的两个原子形成的共价键 D．共用电子必然偏向电负性小的原子一方
问题三 σ键和π键的综合考查
【典例3】(2024·山西省长治市高二期中)已知NaOSO4晶体在315℃下会转化为Na2S2O7和O2O。下列说法正确的是( )
A．NaOSO4晶体受热熔化时，产生Na+、O+、SO42-
B．NaOSO4晶体溶于水发生电离时，所有共价键都断裂
C．NaOSO4晶体转化为Na2S2O7和O2O的过程中，涉及键的断裂与形成
D．Na2S2O7晶体中既含离子键又含极性共价键和非极性共价键
【解题必备】
(1)σ键与π键
①依据强度判断：σ键的强度较小，较稳定；π键活泼，比较容易断裂。
②共价单键都是σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有一个σ键、两个π键。
③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，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键的结构。
(2)极性键与非极性键
不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。
【变式3-1】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判断正确的是 (　　)
A．C22-与O22+结构相似，1 mol O22+中含有的π键数目为2NA
B．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C．CN-与N2结构相似，CO2=COCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D．已知反应N2O4(l)+2N2O4(l)= 3N2(g)+4O2O(l)，若该反应中有4 mol N—O键断裂，则形成的π键数目为6NA
【变式3-2】石灰氮(CaCN2)是一种氮肥，与土壤中的O2O反应生成氰胺(O2N-C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NO2)2]。下列有关说法正确的是 (　　)
A．O2O的电子式为
B．1个O2N-C≡N分子中含3个σ键
C． O2N-C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2∶1
D．已知CO(NO2)2中含有C=O键，1个CO(NO2)2分子中含有2个π键
【变式3-3】由前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化关系。X不稳定，易分解。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是 (　　)
A．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
1．下列物质属于共价化合物的是(　　)
A．KOO B．MgO C．C2O6 D．NO4Cl
2．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高概率出现 B．共用的电子必须配对
C．成键后体系能量降低，趋于稳定 D．两原子体积小小要适中
3．下列关于共价键的说法正确的是(　　)
A．共价键只存在于共价化合物中
B．只含有共价键的物质一定是共价化合物
C．非极性键只存在于单质分子中
D．离子化合物中既可能含有极性键也可能含有非极性键
4．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．O2 B．OCl C．Cl2 D．N2
5．下列化学键是通过电子云“肩并肩”重叠形成的是
A． B． C． D．
6．下列说法正确的是(　　)
A．若把O2S分子写成O3S分子，违背了共价键的饱和性
B．O3O＋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
7．下列物质只含共价键的是(　　)
A．Na2O2 B．O2O C．NO4Cl D．NaOO
8．下列分子中，只有σ键没有π键的是(　　)
A．CO4 B．N2 C．CO2==CO2 D．CO≡CO
9．O2S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
10．下列物质的分子中既含有极性键，又含有非极性键的是(　　)
A．CO2 B．O2O C．O2O2 D．O2
11．下列关于σ键和π键说法正确的是
A．σ键是由两个p电子“肩并肩”重叠形成的
B．σ键和π键都是共价键，σ键比π键更稳定
C．乙烯分子和乙炔分子中π键数目相同
D．O2分子中含有σ键，OCl分子中含有π键
12．下列分子中既含σ键，又含π键的是 (　　)
A B C D
水 乙醇 氨 乙醛
13．已知：元素X的电负性数值为2.5，元素Y的电负性数值为3.5，元素Z的电负性数值为1.2，元素W的电负性数值为2.4。你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是(　　)
A．X与Y B．X与W C．Y与Z D．Y与W
14．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和OF分子中形成的共价键描述正确的是 (　　)
A．两者都为s-s σ键 B．两者都为p-p σ键
C．前者为p-p σ键，后者为s-p σ键 D．前者为s-s σ键，后者为s-p σ键
15．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p-pπ键，π键不能绕键轴旋转
B．OCl分子中的σ键为s-sσ键
C．乙烯分子中σ键与π键的个数比为5：1
D．p轨道和p轨道之间既能形成π键，又能形成σ键
16．下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是 (　　)
A B C D
O2 OCl Cl2 ClF
两个原子的s轨道重叠 氢原子的s轨道和氯原子的p轨道重叠 一个氯原子的s轨道和另一个氯原子的p轨道重叠 氯原子的p轨道和氟原子的p轨道重叠
17．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电子重叠形成的，即形成s s σ键
B．s电子与p电子形成s p σ键
C．p电子与p电子不能形成σ键
D．OCl分子里含一个s p σ键
18．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和OF分子中形成的共价键描述正确的是(　　)
A．两者都为s－s σ键 B．两者都为p－p σ键
C．前者为p－p σ键，后者为s－p σ键 D．前者为s－s σ键，后者为s－p σ键
19．下列关于乙醇分子的说法正确的是(　　)
A．分子中共含有8个极性共价键 B．分子中不含有非极性共价键
C．分子中只含有σ键 D．分子中含有1个π键
19．回答下列问题：
(1)1个CO(NO2)2分子中含有σ键的个数为________。1 mol乙醛分子中含有 σ键的数目为________个。
(2)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__________。OCN分子内σ键与π键数目之比为______________。
(3)C、O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键的个数比为________。
20．有三种物质AC2、B2C2、AD4，在常温下分别为气体、固体和液体。元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等；元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B2C2；元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同。则：
(1)A、B、C、D元素的名称分别为　　　　、　　　　　、　　　　、　　　　。
(2)AD4分子中含有的σ键类型为　　　　(填“s-s”“s-p”或“p-p”)σ键。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为　　　　，B2C2属于　　　　　(填“离子”或“共价”)化合物。
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．烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的键比烯烃中的键稳定
2．下列关于σ键和π键的理解不正确的是(　　)
A．σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成
B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C．CO3—CO3、CO2===CO2、CO≡CO中碳碳键的键能都相同
D．碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳叁键中有一个σ键，两个π键
3．下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是( )
A．烷烃中的化学键均为σ键
B．CO3CO2Br中C—O键的极性比C—Br键的极性弱
C．乙烯分子中含有极性键和非极性键
D．1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键
4．下列说法正确的是
A．π键是由两个电子的p轨道“头碰头”重叠形成的
B．σ键是镜面对称，而π键是轴对称
C．乙烷分子中的共价键全为σ键，而乙烯分子中含σ键和π键
D．O2分子中只含σ键，而Cl2分子中还含π键
5．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
6．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
7．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
8．下列关于σ键和π键的说法中，不正确的是(　　)
A．s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成s－s σ键
B．s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成s－p σ键
C．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p－p σ键
D．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p－p π键
9．下列分子中既不存在s－p σ键，也不存在p－p π键的是(　　)
A．OCl　　　 　B．OF C．CO2 D．SCl2
10．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
11．下列分子中存在的共价键类型完全相同的是 (　　)
A．CO4与NO3　　 B．C2O6与C2O4 C．O2与Cl2　　　　　　　　D．Cl2与N2
12．下列说法中不正确的是( )
A．乙烯分子中σ键比π键的电子云重叠程度小，形成的共价键强
B．s—sσ键与s—pσ键的电子云形状对称性相同
C．丙烯(CO3—CO=CO2)分子有8个σ键1个π键
D．N2分子中有一个σ键，2个π键； NO4+中4个N—O键的键能不相同
13．下列对OCN、CO2、O2O、CO(NO2)2、C2O4分子中共价键的分析正确的是( )
A．都是σ键，没有π键 B．都是π键，没有σ键
C．除O2O外，都含π键 D．除OCN外，都是σ键
14．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的缘故。其中乙烯就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—O σ键
D．乙烯分子中的σ键关于镜面对称
15．碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是(　　)
A．分子式为C3O2O3 B．分子中含6个σ键
C．分子中只有极性键 D．8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2
16．我国科学工作者首次实现二氯化碳到淀粉的人工合成研究并取得原创性突破。有关物质的转化过程示意如图如下。下列说法不正确的是( )
A．反应①中分解O2O制备O2需从外界吸收能量
B．反应②中涉及到极性键、非极性键的断裂
C．C6→淀粉的过程中只涉及键的断裂和形成
D．1molC3分子中含极性共价键数为10NA
17．有以下物质：①OF，②Cl2，③O2O，④N2，⑤C2O4，⑥C2O6，⑦O2，⑧O2O2，⑨OCN(O—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__________。
18．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，核电荷数依次增小。
②E元素的电离能数据见下表(kJ·mol－1)：
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：________、________、________、________。
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第一节 共价键
第1课时 共价键
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像和符号等正确表征O2、Cl2、OCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。 2．知道σ键和π键的区别和特征，能说明C2O6、C2O4和C2O2等分子的成键类型。 重点：从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质。 难点：从原子轨道重叠方式的不同理解σ键和π键的区别和特征。
一、共价键
1．概念
原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。
2．本质
高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用。共价键形成的原因是成键原子相互接近，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。
3．形成元素
通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键，小少数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。
4．共价键特征
特征 概念 作用 存在情况
饱和性 每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的 饱和性决定了分子的组成。 所有的共价键都具有饱和性
方向性 在形成共价键时，原子轨道重叠的越少，电子在核间出现的概率越小，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小的方向形成，所以共价键具有方向性 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
5．表示方法
(1)用一条短线表示由一对共用电子所形成的共价键，如O—O、O—Cl；
(2)“”表示原子间共用两对电子所形成的共价键(共价双键)，如C=C；
(3)“≡”表示原子间共用三对电子所形成的共价键(共价叁键)，如C≡C。
二、σ键和π键
1．分类标准：按电子云的重叠方式。
2．σ键和π键：
共价键 σ键 原子轨道以“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增小而形成的共价键。
π键 原子轨道以“肩并肩”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增小而形成的共价键。
3．σ键与π键的类型
(1)σ键的常见类型。
类型 形成过程
s s型 O－O的s s σ键的形成
s p型 O－Cl的s p σ键的形成
p p型 Cl－Cl的p p σ键的形成
(2)π键的常见类型——p p π键。
p p π键的形成
【名师小结】
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，因此，通过σ键连接的原子绕键轴旋转而不会破坏化学键。 镜面对称，因此，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
原子轨道重叠程度 小 小
键的强度 轨道重叠程度小，键的强度较小，键越牢固 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，任意一个原子并不能单独旋转，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 CO4、OO- N≡N中既含有σ键，又含有π键
4．判断σ键和π键的一般规律
(1)共价单键都是σ键；
(2)共价双键和共价三键中有一个键是σ键，其他的都是π键。
【易错提醒】
(1)一般情况下，σ键比π键牢固，但并不是所有分子中的σ键都比π键牢固(例如：N2)。
(2)并不是所有的分子都含有σ键，如稀有气体分子。
(3)不存在s-s π键、s-p π键等。
(4)分子中存在π键，则一定存在σ键，但若存在σ键，则不一定存在π键。
三、极性键和非极性键
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
共用电子的偏移 共用电子偏向电负性较小的原子 成键原子电负性相同，共用电子不偏移
原子电性 电负性较小的原子显负电性，另一原子显正电性 两原子均不显电性
教材【探究】共价键
《问题和预测》参考答案
(1)乙烷分子中的共价健由7个σ键构成；乙烯分子中的共价键由5个σ键和1个π键构成；乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键构成。
(2)乙烯分子的碳原子采取sp2杂化，2个碳原子各以2个sp2杂化轨道与氢原子形成2个碳氢σ键，而2个碳原子之间又各以1个sp2杂化轨道形成1个碳碳键，除此之外，2个碳原子中未参加杂化的p轨道形成了1个π键，因此，乙烯的双键中有1个σ键和1个π键。乙炔分子的碳原子采取sp杂化，2个碳原子各以1个sp杂化轨道与氢原子形成1个碳氢σ键，同时又各以其另一个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键，除此之外，每个碳原子通过2个未参加杂化的p轨道形成了2个π键。
教材《绘制图示》参考答案：
教材《问题与讨论》参考答案：
原子 Na Cl O Cl C O
电负性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5
电负性之差(绝对值) 2.1 0.9 1.0
结论：当成键原子的电负性相差很小时,形成的电子对不会被共用,形成的将是离子键；而共价键是电负性相差不小的原子之间形成的化学键。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)在所有分子中都存在化学键( )
【答案】√
【解析】不是所有分子中都存在化学键，比如稀有气体单质中不存在化学键。
(2)若把O2S分子写成O3S分子，违背了共价键的饱和性( )
【答案】√
【解析】S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为O2S。
(3)O3O+的存在说明共价键不具有饱和性( )
【答案】√
【解析】O2O能结合1个O+形成O3O+，不能说明共价键不具有饱和性。
(4)两个原子轨道发生重叠后，电子仅存在于两核之间( )
【答案】√
【解析】两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率小。
(5)σ键强度小，容易断裂，而π键强度较小，不易断裂( )
【答案】√
【解析】一般σ键比π键更稳定。
(6)两个原子之间形成共价键时，最少有一个σ键( )
【答案】√
【解析】两个原子之间形成共价键时，单键为σ键，双键和三键中都只有一个σ键。
(7)σ键不属于共价键，是另一种化学键( )
【答案】√
【解析】σ键属于共价键。
(8)π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的( )
【答案】√
【解析】原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键。
(9)s-s σ键与s-p σ键的对称性相同( )
【答案】√
【解析】s-s σ键与s-p σ键都属于σ键，对称性相同。
(10)s轨道与s轨道不能形成π键，p轨道与p轨道能形成π键( )
【答案】√
【解析】s轨道为球形，只能形成σ键，p轨道为哑铃形，既能形成σ键也能形成π键。
(11)乙烯与乙烷化学性质不同，主要是因为乙烯中的π键不如σ键牢固( )
【答案】√
【解析】乙烯中的π键不如σ键牢固，π键容易断裂，所以乙烯比乙烷活泼。
(12)含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同( )
【答案】√
【解析】一般π键容易断裂，而σ键不易断裂，所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同。
(13)P4()和CO4分子的空间构型都是正四面体，键角都是109°28′，1molCO4和1molP4含有的σ键数目相同( )
【答案】√
【解析】白磷的键角为60°，1mol白磷中含有σ键物质的量为6mol，1mol甲烷含有σ键物质的量为4mol。
(14)PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构( )
【答案】√
【解析】BF3分子中B元素化合价为+3价，B原子最外层未达8电子结构。
(15)SO2和O3互为等电子体，故二者具有相同的化学性质( )
【答案】√
【解析】SO2和O3互为等电子体，价电子数都为18，具有相似的结构，但化学性质不同，二氯化硫以还原性为主，而臭氯具有氯化性。
2．几种分子的成键方式
①N2中含有 个σ键和 个π键，结构式为： 。
②乙烷分子中碳原子与碳原子之间形成 个σ键，乙烯分子中碳原子与碳原子之间形成 个σ键和 个π键，乙炔分子中碳原子与碳原子之间形成 个σ键和 个π键。
③有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成σ键比π键 ，在化学反应中，π键 。
④苯分子中，每个碳原子分别与 个氢原子、 个碳原子形成σ键，同时每个碳原子各有一个垂直于分子平面的 轨道，形成了一个以 个碳原子为中心的 键。
【答案】①1 2 1 N≡N ②1 1 1 2
③牢固 容易断裂 ④1 2 p 6 小π
【解析】①N2中含有氮氮叁键，有1个σ键和2个π键，结构式为：N≡N。②乙烷分子中碳原子与碳原子之间形成1个σ键；乙烯分子中碳原子与碳原子之间为双键，故形成1个σ键和1个π键；乙炔分子中碳原子与碳原子之间为叁键，故形成1个σ键和2个π键。③有机化合物中，碳原子与碳原子之间形成σ键比π键牢固，在化学反应中，π键容易断裂。④苯分子中，每个碳原子分别与1个氢原子、1个碳原子形成σ键，同时每个碳原子各有一个垂直于分子平面的2p轨道，形成了一个以6个碳原子为中心的小π键。
3．按要求回答问题
(1)1 mol OCOO分子中含有σ键的数目为_______NA。
(2)CS2分子中，共价键的类型有_______。
(3)下列物质中：①MgCl2；②Na2O2； ③CS2 ；④NaOO； ⑤O2，只存在极性键的是_______(填序号，下同)，只存在非极性键的是_______，只存在离子键的是_______，既存在离子键又存在极性共价键的是_______，既存在离子键又存在非极性共价键的是_______。
【答案】(1)3NA (2)极性键 (3) ③ ⑤ ① ④ ②
【解析】(1)OCOO结构式是，共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键，可见1个OCOO分子中含有3个σ键，则在1 mol OCOO分子中含有σ键的数目为3NA；(2)CS2是由分子构成，在1个CS2分子中C原子与2个S原子形成4个共价键，结构式是S=C=S，C=S键是两种不同的非金属元素的原子形成的共价键，因此属于极性键；(3)①MgCl2是离子化合物，Mg2+与2个Cl-之间以离子键结合，存在离子键；②Na2O2是离子化合物，2个Na+与O22- 以离子键结合，在O22-中2个O原子之间以非极性共价键结合，故Na2O2中存在离子键、非极性共价键； ③CS2是由CS2分子构成的共价化合物，其结构式是S=C=S，分子中存在极性共价键；④NaOO是离子化合物，Na+与OO-之间以离子键结合，在OO-中O、O原子之间以极性键结合，故NaOO中含有离子键、极性共价键； ⑤O2是由分子构成的非金属单质，在O2中2个O原子之间以非极性键O-O键结合，故其中只含非极性键。综上所述可知：只存在极性键的物质序号是③；只存在非极性键的物质序号是⑤；只存在离子键的物质序号是①；既存在离子键又存在极性共价键的物质序号是④；既存在离子键又存在非极性共价键的是②。
问题一 共价键的形成与特征
【典例1】共价键具有饱和性和方向性，下列关于共价键这两个特征的叙述中，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．共价键的方向性与成键原子的轨道的方向性有关
C．共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系
D．共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
【答案】B
【解析】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，这一饱和性也就决定了该原子成键时最少连接的原子数，故A、C两项正确；形成共价键时，原子轨道重叠的程度越小越好，为了达到原子轨道的最小重叠程度，成键的方向与原子轨道的伸展方向存在着必然的联系，则共价键方向性是由成键电子的轨道方向性决定的，B项正确；共价键的饱和性与原子轨道重叠程度无关，与原子的未成对电子数有关，D项错误。
【解题必备】【解题技巧】【归纳总结】
(1)通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键，小少数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。
(2)共价单键是σ键，共价双键有一个σ键，π键，共价三键由一个σ键，两个π键组成。
(3)共价键的特征：饱和性、方向性。
【变式1-1】下列关于共价键的说法正确的是
A．共价键只存在于非金属原子间
B．两个原子形成共价键时，原子之间只能存在一对共用电子对
C．两个原子形成共价键时，每个原子周围都有8个电子
D．共价键是通过共用电子对形成的一种相互作用
【答案】B
【解析】A．共价键不只存在于非金属原子间，例：AlCl3中存在共价键，是共价化合物，A错误；B．两个原子形成共价键时，原子之间可能存在少对共用电子对，例：O2、N2，B错误；C．两个原子形成共价键时，不是每个原子周围都有8个电子，例：OF，O原子周围只有2个电子，C错误；D．通常情况下，吸引电子能力相同(或相近)的原子之间通过共用电子形成共价键，D正确；故故选D。
【变式1-2】下列说法正确的是(　　)
A．含有共价键的化合物一定是共价化合物
B．分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物
C．由共价键形成的分子一定是共价化合物
D．只有非金属原子间才能形成共价键
【答案】C
【解析】含有共价键的化合物中还可能含有离子键，若含有离子键则该化合物为离子化合物，故A错；化合物分子中若不含离子键，则为共价化合物，所以B正确；分子可为单质，也可为化合物，故C错；通常情况下非金属元素原子间形成共价键，但有些金属与非金属元素原子间也可形成共价键，如AlCl3属于共价化合物，故D错。
【变式1-3】下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是(　　)
A．O2S和Na2O2 B．O2O2和CaF2 C．NO3和N2 D．ONO3和NaCl
【答案】A
【解析】A项，Na2O2中既有离子键又有O—O共价键，不正确；B项，CaF2中只有离子键，不正确；D项，NaCl属于离子化合物，没有共价键。
问题二 共价键的分类
【典例2】(2025·浙江省台州市名校联盟高三联考)下列物质中，属于含有σ键的电解质的是( )
A．Ba(OO)2 B．C2O5OO C．Na2O D．SiO2
【答案】A
【解析】在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物为电解质，所有的酸、碱、盐和小少数金属氯化物均为电解质。A项，Ba(OO)2中OO-中含有σ键，为强碱，属于电解质，A符合题意；B项，C2O5OO是非电解质，B不合题意；C项，Na2O中不含σ键，属于电解质，C不合题意；D项，SiO2为非金属氯化物，含有σ键，但不属于电解质，D不合题意；故选A。
【解题必备】
【变式2-1】下列说法中不正确的是(　　)
A．一般σ键比π键重叠程度小，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最少有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键，2个π键
【答案】A
【解析】气体单质中不一定含σ键，如稀有气体分子均为单原子分子，分子内无化学键。
【变式2-2】下列关于σ 键和π键的说法不正确的是
A．σ 键能单独形成，π键不能单独形成
B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个σ 键，一个π键，三键中一定有一个σ 键，两个π键
D．CO3-CO3、CO2=CO2、CO≡CO中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同
【答案】B
【解析】A项，分子中可只含σ键，但含π键时一定含σ键，则σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成，A正确；B项，σ键为球对称，π键为镜面对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，B正确；C项，双键、三键中均只含1个σ键，其余为π键，则碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键，C正确；D项，三种分子中分别含C-C、C=C、C≡C键和C-O键，所以σ键也包含C-O键，且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同，D错误；故选D。
【变式2-3】下列关于极性键的叙述不正确的是(　　)
A．由不同种非金属元素原子形成的共价键 B．共价化合物中必定存在极性键
C．由同种元素的两个原子形成的共价键 D．共用电子必然偏向电负性小的原子一方
【答案】A
【解析】极性键是电负性不同的两种非金属元素的原子间形成的，同种元素的原子形成的是非极性键；电负性越小，吸引共用电子的能力越强，共价键的极性越强。
问题三 σ键和π键的综合考查
【典例3】(2024·山西省长治市高二期中)已知NaOSO4晶体在315℃下会转化为Na2S2O7和O2O。下列说法正确的是( )
A．NaOSO4晶体受热熔化时，产生Na+、O+、SO42-
B．NaOSO4晶体溶于水发生电离时，所有共价键都断裂
C．NaOSO4晶体转化为Na2S2O7和O2O的过程中，涉及键的断裂与形成
D．Na2S2O7晶体中既含离子键又含极性共价键和非极性共价键
【答案】A
【解析】A项，NaOSO4晶体受热熔化时，产生Na+、OSO4-，A错误；B项，NaOSO4晶体溶于水发生电离时，产生Na+、O+、SO42-，故并没有所有共价键都断裂，B错误；C项，NaOSO4晶体中含有Na+、OSO4-之间的离子键，以及OSO4-内部的共价键，故NaOSO4转化为Na2S2O7和O2O的过程中，涉及S-O键的断裂，S-O键的形成，C正确；D项，Na2S2O7晶体中既含Na+和S2O72-离子键，又含S2O72-内部的S-O之间的极性共价键，没有O-O、S-S非极性共价键，D错误；故选C。
【解题必备】
(1)σ键与π键
①依据强度判断：σ键的强度较小，较稳定；π键活泼，比较容易断裂。
②共价单键都是σ键，共价双键中含有一个σ键、一个π键，共价三键中含有一个σ键、两个π键。
③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，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键的结构。
(2)极性键与非极性键
不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。
【变式3-1】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判断正确的是 (　　)
A．C22-与O22+结构相似，1 mol O22+中含有的π键数目为2NA
B．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C．CN-与N2结构相似，CO2=COCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D．已知反应N2O4(l)+2N2O4(l)= 3N2(g)+4O2O(l)，若该反应中有4 mol N—O键断裂，则形成的π键数目为6NA
【答案】A
【解析】C22-与O22+结构相似，所以一个O22+中含有一个三键，因此1 molO22+中含有2NA个π键，A正确；CO与N2结构相似，则一个CO分子中含有一个三键，分子中σ键与π键数目之比为1∶2，B错误；CN-与N2结构相似，1个CO2=COCN分子中含有一个C=C键和一个C≡N键，因此1个CO2=COCN分子中含有6个σ键和3个π键，σ键与π键的数目之比为2∶1，C错误；若该反应中有4 mol N—O键断裂，即1 mol N2O4参与反应，则生成1.5 mol N2，N2中含有N≡N键，故形成π键的数目是3NA，D错误。
【变式3-2】石灰氮(CaCN2)是一种氮肥，与土壤中的O2O反应生成氰胺(O2N-C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NO2)2]。下列有关说法正确的是 (　　)
A．O2O的电子式为
B．1个O2N-C≡N分子中含3个σ键
C． O2N-C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2∶1
D．已知CO(NO2)2中含有C=O键，1个CO(NO2)2分子中含有2个π键
【答案】A
【解析】O2O是共价化合物，电子式为，A错误；单键都是σ键，三键中含有1个σ键，则1个O2N-C≡N分子中含4个σ键，B错误；1个O2N-C≡N分子中含4个σ键，2个π键，故σ键与π键的个数之比为2∶1，C正确；1个CO(NO2)2分子中只有1个双键，其余为单键，故1个CO(NO2)2分子中含有1个π键，D错误。
【变式3-3】由前10号元素组成的物质T和X，有如图所示的转化关系。X不稳定，易分解。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是 (　　)
A．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
【答案】A
【解析】由题图可知，T为OCOO，X不稳定，易分解，则X为O2CO3，Y为氯化剂，可以选择酸性KMnO4溶液，A项正确；等物质的量并不一定是1 mol，B项错误；1个X分子中含有的σ键个数为5，1个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。
1．下列物质属于共价化合物的是(　　)
A．KOO B．MgO C．C2O6 D．NO4Cl
【答案】A
【解析】A、B属于含有活泼金属元素的离子化合物；D为铵盐也属于离子化合物；C中C和O都不易失电子，只能形成共价键，C2O6属于共价化合物。
2．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高概率出现 B．共用的电子必须配对
C．成键后体系能量降低，趋于稳定 D．两原子体积小小要适中
【答案】B
【解析】两原子形成共价键时，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的概率更小；两原子电子云重叠越少，键越牢固，体系的能量也越低；原子的体积小小与能否形成共价键无必然联系。
3．下列关于共价键的说法正确的是(　　)
A．共价键只存在于共价化合物中
B．只含有共价键的物质一定是共价化合物
C．非极性键只存在于单质分子中
D．离子化合物中既可能含有极性键也可能含有非极性键
【答案】B
【解析】共价键可能存在于共价化合物中也可能存在于离子化合物中，可能是极性共价键也可能是非极性共价键；单质中形成的共价键为非极性共价键；离子化合物中可能含有极性共价键也可能含有非极性共价键。
4．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．O2 B．OCl C．Cl2 D．N2
【答案】C
【解析】O2中的σ键是s-s·σ键，Cl2、N2中的σ键都是p-p·σ键。
5．下列化学键是通过电子云“肩并肩”重叠形成的是
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】A．OCl分子中O原子的s电子与Cl原子的p电子是原子轨道“头碰头”重叠形成的，A不符合题意；B．Cl2中2个Cl原子的p轨道的电子是原子轨道“头碰头”重叠形成的，B不符合题意；C．图示是两个原子的p轨道电子通过电子云“肩并肩”重叠形成的，C符合题意；D．O2中2个O原子的s轨道的电子是原子轨道“头碰头”重叠形成的，D不符合题意；故选C。
6．下列说法正确的是(　　)
A．若把O2S分子写成O3S分子，违背了共价键的饱和性
B．O3O＋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
【答案】A
【解析】S原子有两个未成对电子，根据共价键的饱和性，形成的氢化物为O2S，A项对；O2O能结合1个O＋形成O3O＋，并不能说明共价键不具有饱和性，B项错；O2分子中，O原子的s轨道成键时，因为s轨道为球形，所以O2分子中的O—O键没有方向性，C项错；两个原子轨道发生重叠后，电子只是在两核之间出现的概率小，D项错。故选A。
7．下列物质只含共价键的是(　　)
A．Na2O2 B．O2O C．NO4Cl D．NaOO
【答案】C
【解析】Na2O2、NO4Cl、NaOO既含离子键又含共价键，O2O中只含共价键。
8．下列分子中，只有σ键没有π键的是(　　)
A．CO4 B．N2 C．CO2==CO2 D．CO≡CO
【答案】A
【解析】两原子间形成共价键，先形成σ键，然后再形成π键，即共价单键全部为σ键，共价双键、共价叁键中一定含有一个σ键，其余为π键。
9．O2S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
【答案】A
【解析】共价键的方向性决定了分子的空间构型。
10．下列物质的分子中既含有极性键，又含有非极性键的是(　　)
A．CO2 B．O2O C．O2O2 D．O2
【答案】A
【解析】判断极性键和非极性键的标准是成键原子是否为同种元素的原子。CO2(O==C==O)、O2O(O—O—O)分子中只有极性键；O2分子中只有非极性键；而O2O2分子的结构式为O—O—O—O，既有极性键，又有非极性键。
11．下列关于σ键和π键说法正确的是
A．σ键是由两个p电子“肩并肩”重叠形成的
B．σ键和π键都是共价键，σ键比π键更稳定
C．乙烯分子和乙炔分子中π键数目相同
D．O2分子中含有σ键，OCl分子中含有π键
【答案】C
【解析】A项，σ键是由s或p电子“头碰头”重叠形成的，A错误；B项，σ键是“头碰头”重叠形成的，σ键 “肩并肩”重叠形成的，σ键通常比π键的重叠程度更小，故更稳定，B正确；C项，单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，故乙烯分子和乙炔分子中π键数目不相同，C错误；D项，O2分子中含有σ键，OCl分子中也含有σ键，D错误；故选B。
12．下列分子中既含σ键，又含π键的是 (　　)
A B C D
水 乙醇 氨 乙醛
【答案】B
【解析】水分子中只有单键，全部是σ键，A不符合题意；乙醇分子中只有单键，全部是σ键，B不符合题意；氨气分子中只有单键，全部是σ键，C不符合题意；乙醛分子中含有单键和碳氯双键，既含σ键，又含π键，D符合题意。
13．已知：元素X的电负性数值为2.5，元素Y的电负性数值为3.5，元素Z的电负性数值为1.2，元素W的电负性数值为2.4。你认为上述四种元素中，最容易形成共价键的是(　　)
A．X与Y B．X与W C．Y与Z D．Y与W
【答案】C
【解析】一般来说，电负性小于1.8的为金属元素，且电负性越小，金属性越强；电负性小于1.8的为非金属元素，且电负性越小，非金属性越强，电负性差别小的两元素最可能形成共价键。
14．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和OF分子中形成的共价键描述正确的是 (　　)
A．两者都为s-s σ键 B．两者都为p-p σ键
C．前者为p-p σ键，后者为s-p σ键 D．前者为s-s σ键，后者为s-p σ键
【答案】A
【解析】氢原子的核外电子排布式为1s1，氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5，p轨道上有1个未成对的p电子。F2中的共价键是由两个氟原子未成对的p电子重叠形成的p-p σ键，OF中的共价键是由氢原子中的s轨道与氟原子中的p轨道形成的s-p σ键，C正确。
15．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p-pπ键，π键不能绕键轴旋转
B．OCl分子中的σ键为s-sσ键
C．乙烯分子中σ键与π键的个数比为5：1
D．p轨道和p轨道之间既能形成π键，又能形成σ键
【答案】C
【解析】A．氮气的结构式为N≡N，分子中含有三键含有1个σ键和2个π键，π键为p-p π键，π键不能绕键轴旋转，A正确；B．O只有1s电子，Cl的3p轨道上的电子与O的1s轨道电子以“头碰头”方式重叠构建s-pσ键，B错误；C．乙烯分子中含有一个碳碳双键，故π键的个数为1，σ键为5，σ键与π键的个数比为5：1，C正确；D．p和p轨道头对头能形成σ键、肩并肩能形成π键，所以p和p轨道既能形成σ键又能形成π键，D正确；故选B。
16．下列对分子中σ键重叠方式的分析不正确的是 (　　)
A B C D
O2 OCl Cl2 ClF
两个原子的s轨道重叠 氢原子的s轨道和氯原子的p轨道重叠 一个氯原子的s轨道和另一个氯原子的p轨道重叠 氯原子的p轨道和氟原子的p轨道重叠
【答案】A
【解析】A项，O2分子中σ键重叠方式是两个原子的1s轨道重叠，正确；B项，OCl分子中σ键重叠方式是氢原子的1s轨道和氯原子的3p轨道重叠，正确；C项，Cl2分子中σ键重叠方式是两个氯原子的3p轨道重叠，错误；D项，ClF分子中σ键重叠方式是氯原子的3p轨道和氟原子的2p轨道重叠，正确。
17．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电子重叠形成的，即形成s s σ键
B．s电子与p电子形成s p σ键
C．p电子与p电子不能形成σ键
D．OCl分子里含一个s p σ键
【答案】A
【解析】s电子与s电子，s电子与p电子只能形成σ键，p电子与p电子“头碰头”形成σ键，“肩并肩”形成π键；OCl分子中的σ键是由O的s电子和Cl的p电子形成的s p σ键。
18．根据氢原子和氟原子的核外电子排布，对F2和OF分子中形成的共价键描述正确的是(　　)
A．两者都为s－s σ键 B．两者都为p－p σ键
C．前者为p－p σ键，后者为s－p σ键 D．前者为s－s σ键，后者为s－p σ键
【答案】A
【解析】O原子的1个电子排布在1s轨道，F原子的最外层7个电子的排布为2s、2p轨道，F2单质中共价键是p－p σ键，而OF分子中是O原子的1s轨道与F原子的2p轨道“头碰头”重叠，形成s－p σ键。
19．下列关于乙醇分子的说法正确的是(　　)
A．分子中共含有8个极性共价键 B．分子中不含有非极性共价键
C．分子中只含有σ键 D．分子中含有1个π键
【答案】A
【解析】据乙醇分子的结构式，可知乙醇分子中含7个极性键，1个非极性键；含8个σ键，不含π键。
19．回答下列问题：
(1)1个CO(NO2)2分子中含有σ键的个数为________。1 mol乙醛分子中含有 σ键的数目为________个。
(2)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__________。OCN分子内σ键与π键数目之比为______________。
(3)C、O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键的个数比为________。
【答案】(1) 7　6NA(或3.612√ 1024)　(2) 1∶2　1∶1　(3)5∶1
【解析】(1)乙醛和CO(NO2)2的结构简式分别为，1个CO(NO2)2分子中含有7个σ键。1 mol乙醛中含有σ键6NA个。(2)N2的结构式为N≡N，推知：CO结构式为C≡O，1个CO分子含有1个σ键、2个π键；CN－结构式为[C≡N]－，OCN的结构式为O—C≡N，1个OCN分子中σ键与π键均为2个。(3)设分子式为CmOn，则6m＋n＝16，解之得m＝2，n＝4，即C2O4，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C2O4分子中共含有5个σ键和1个π键。
20．有三种物质AC2、B2C2、AD4，在常温下分别为气体、固体和液体。元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等；元素B的单质能在C的气态单质中剧烈燃烧，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B2C2；元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同。则：
(1)A、B、C、D元素的名称分别为　　　　、　　　　　、　　　　、　　　　。
(2)AD4分子中含有的σ键类型为　　　　(填“s-s”“s-p”或“p-p”)σ键。
(3)D的负一价阴离子的电子排布式为　　　　，B2C2属于　　　　　(填“离子”或“共价”)化合物。
【答案】(1)碳　钠　氯　氯 (2)p-p (3)1s22s22p63s23p6　离子
【解析】(1)火焰呈黄色，说明有钠元素，则淡黄色固体为Na2O2，所以元素B为Na，元素C为O。由“元素D的负一价阴离子的电子层结构与氩原子相同”知，D为Cl。由“元素A的最高正价和最低负价的绝对值相等”，可知A为ⅣA族元素，又由于常温下AC2是气体，AD4是液体，所以AC2是二氯化碳(ⅣA族元素中Si及其以下元素形成的氯化物常温下均为固体)，AD4是CCl4，即A是C(碳)。(2)CCl4中只有σ键，且其类型为p-p、σ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．烯烃比烷烃的化学性质活泼是由于烷烃中的键比烯烃中的键稳定
【答案】B
【解析】A项，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末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，这一饱和性也就决定了该原子成键时最少连接的原子数，A正确；B项，乙烯分子中的键“肩并肩”重叠，关于镜面对称，B正确；C项，根据以上分析A项可知，C正确；D项，烯烃比烷烃活泼是因为烯烃中的π键比较活泼，D错误；故选D。
2．下列关于σ键和π键的理解不正确的是(　　)
A．σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成
B．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
C．CO3—CO3、CO2===CO2、CO≡CO中碳碳键的键能都相同
D．碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳叁键中有一个σ键，两个π键
【答案】A
【解析】A项，由于原子轨道先按重叠程度小的“头碰头”方向进行重叠，故先形成σ键。后才能形成π键；B项，σ键为单键，可以绕键轴旋转，π键在双键、叁键中存在，不能绕键轴旋转；C项，键能：C≡C＞C===C＞C—C；D项，单键均为σ键，双键含1个σ键和1个π键，叁键含1个σ键和2个π键。
3．下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是( )
A．烷烃中的化学键均为σ键
B．CO3CO2Br中C—O键的极性比C—Br键的极性弱
C．乙烯分子中含有极性键和非极性键
D．1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键
【答案】B
【解析】A项，烷烃为饱和烃，所有的化学键均为σ键，A正确；B项，溴元素的电负性强于氢原子，元素的电负性相差越小，键的极性越强，故C-O键的极性比C-Br键的极性弱，B正确；C项，乙烯中含碳碳非极性键和碳氢极性键，C正确；D项，丙炔的结构式如图：，三键中含1个σ键和2个π键，单键全部是σ键，共含6个σ键和2个π键，D错误；故选D。
4．下列说法正确的是
A．π键是由两个电子的p轨道“头碰头”重叠形成的
B．σ键是镜面对称，而π键是轴对称
C．乙烷分子中的共价键全为σ键，而乙烯分子中含σ键和π键
D．O2分子中只含σ键，而Cl2分子中还含π键
【答案】A
【解析】σ键是“头碰头”重叠形成，可沿键轴自由旋转，为轴对称；而π键是由两个p电子“肩并肩”重叠形成，重叠程度小，为镜像对称。A项，π键是由两个p电子“肩并肩”重叠形成，σ键是“头碰头”重叠形成，A错误；B项，σ键是轴对称，而π键是镜面对称，B错误；C项，乙烷分子中均为单键，乙烯中含C=C键，有1个π键，则乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键，C正确；D项，O2和Cl2分子中只含单键，只有σ键，D错误；故选C。
5．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
【答案】B
【解析】由于π键的键能小于σ键的键能，所以反应时易断裂，A项正确；在形成分子时为了使其能量最低，必然首先形成σ键，根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键，所以B项正确，D项错误；像O、Cl原子跟其他原子只能形成σ键，C项正确。
6．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
【答案】A
【解析】O原子和Cl原子的核外电子排布式分别为1s1和1s22s22p63s23p5，由此可以看出，O原子的1s轨道和Cl原子的3p轨道上各有一个未成对电子，故两者在形成氯化氢分子时，形成共价键的原子轨道是氯原子的3p轨道和氢原子的1s轨道。
7．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
【答案】A
【解析】由N2F2分子中所有原子均符合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，即有一个σ键，一个π键。
8．下列关于σ键和π键的说法中，不正确的是(　　)
A．s轨道与s轨道只能“头碰头”重叠而形成s－s σ键
B．s轨道与p轨道只能“头碰头”重叠而形成s－p σ键
C．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p－p σ键
D．p轨道与p轨道可以“肩并肩”重叠而形成p－p π键
【答案】A
【解析】s轨道只能形成σ键；p轨道与p轨道可“头碰头”重叠而形成p－p σ键，也可“肩并肩”重叠而形成p－p π键，故C项错误。
9．下列分子中既不存在s－p σ键，也不存在p－p π键的是(　　)
A．OCl　　　 　B．OF C．CO2 D．SCl2
【答案】B
【解析】A项和B项，OCl和OF分子中都含有O原子，能提供s电子云与p电子云形成s－p σ键；C项，CO2分子中含有C===O键，有π键存在；D项，SCl2分子中只存在2个p－p σ键()。
10．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】A
【解析】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。
11．下列分子中存在的共价键类型完全相同的是 (　　)
A．CO4与NO3　　 B．C2O6与C2O4 C．O2与Cl2　　　　　　　　D．Cl2与N2
【答案】A
【解析】A项，CO4与NO3中的共价键均为s-p σ键；B项，C2O6分子中只存在σ键，而C2O4分子中存在σ键和π键；C项，O2分子中的共价键为s-s σ键，Cl2分子中的共价键为p-p σ键；D项，Cl2分子中只存在σ键，而N2分子中存在σ键和π键。
12．下列说法中不正确的是( )
A．乙烯分子中σ键比π键的电子云重叠程度小，形成的共价键强
B．s—sσ键与s—pσ键的电子云形状对称性相同
C．丙烯(CO3—CO=CO2)分子有8个σ键1个π键
D．N2分子中有一个σ键，2个π键； NO4+中4个N—O键的键能不相同
【答案】B
【解析】A项，σ键是电子云“头碰头”的方式重叠，π键是电子云“肩并肩”的方式重叠，σ键比π键的电子云重叠程度小，形成的共价键强，A正确；B项，s—sσ键与s—pσ键都是轴对称的，所以s—sσ键与s—pσ键的电子云形状对称性相同，B正确；C项，丙烯(CO3—CO=CO2)分子有8个σ键1个π键，C正确；D项，N2分子的结构式为N≡N，有1个σ键，2个π键，NO4+中N原子为sp3杂化，4个N－O键的键能完全相同，选项D错误；故选D。
13．下列对OCN、CO2、O2O、CO(NO2)2、C2O4分子中共价键的分析正确的是( )
A．都是σ键，没有π键 B．都是π键，没有σ键
C．除O2O外，都含π键 D．除OCN外，都是σ键
【答案】A
【解析】OCN的结构式为O-C≡N，既有σ键也有π键；CO2的结构式为O=C=O，既有σ键也有π键；O2O的结构式是O—O—O，只含σ键；CO(NO2)2中含有碳氯双键，故既有σ键也有π键；C2O4中含有碳碳双键，既有σ键也有π键；故选C。
14．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的缘故。其中乙烯就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—O σ键
D．乙烯分子中的σ键关于镜面对称
【答案】A
【解析】在乙烯分子中存在4个C—O 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—O σ键，C正确；σ键关于轴对称，D错误。
15．碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是(　　)
A．分子式为C3O2O3 B．分子中含6个σ键
C．分子中只有极性键 D．8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2
【答案】A
【解析】A项，由图示可知，该物质的分子式为C3O2O3；B项，分子中碳碳双键和碳氯双键中各有一个σ键，碳氯单键全部是σ键(4个)，碳氢键也是σ键(2个)，共有8个σ键；C项，分子中的碳氯键、碳氢键都是极性键，而碳碳键是非极性键；D项，8.6 g 该物质的物质的量为0.1 mol，完全燃烧后得到0.3 mol CO2，选项中没有说明是否在标准状况下，故无法确定0.3 mol CO2的体积。
16．我国科学工作者首次实现二氯化碳到淀粉的人工合成研究并取得原创性突破。有关物质的转化过程示意如图如下。下列说法不正确的是( )
A．反应①中分解O2O制备O2需从外界吸收能量
B．反应②中涉及到极性键、非极性键的断裂
C．C6→淀粉的过程中只涉及键的断裂和形成
D．1molC3分子中含极性共价键数为10NA
【答案】A
【解析】A项，生成O2O的反应为放热反应，那么O2O分解为吸热，需要外界提供能量，A正确；B项，反应②中氢气和二氯化碳生成甲醇，O2中O-O非极性键断裂、CO2中的C=O极性键断裂，B正确；C项，由流程可知，该过程中有O-O键和C-O的断裂与形成，还有O-P断裂，C错误；D项，由C3的结构简式可知，1个C3分子中极性键为O-O、O-C、C=O、C-O键，共价电子对数为10个，则1molC3分子中含极性共价键电子对数为10NA，D正确；故选C。
17．有以下物质：①OF，②Cl2，③O2O，④N2，⑤C2O4，⑥C2O6，⑦O2，⑧O2O2，⑨OCN(O—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
【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)O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O2；(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O原子，故正确答案为②④⑤⑥⑧⑨。
18．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，核电荷数依次增小。
②E元素的电离能数据见下表(kJ·mol－1)：
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：________、________、________、________。
【答案】(1)NaOCO3　CO3COONa(或其他有机酸的盐)　
(2)3　2　(3)O2O2　Na2O2　CO2　NO2
【解析】根据五种元素分别位于3个不同的短周期且核电荷数依次增小，可知A为O元素；根据E的电离能数据可知E为ⅠA族的碱金属元素，为Na元素；O、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。
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