资源简介

(共55张PPT)
专题3　微粒间作用力与物质性质
第三单元　共价键　共价晶体
第一课时　共价键的形成与类型
学习目标：1.熟知共价键的概念与形成，知道共价键的特征——具有饱和性和方向 性。2.从原子轨道重叠角度认识共价键。3.会从不同角度认识共价键的类型。4.会判 断物质类型与化学键类型的关系。
第*页
研习任务一　共价键的形成
共用电子对　
原子　
电负性之差
小于1.7　
2. 实例——氢分子中共价键的形成
（1）两个氢原子核外电子的自旋方向相反， 相互靠近形成稳定的共价键，如 图曲线a所示。
（2）两个氢原子核外电子的自旋方向相同， 形成化学键（氢分子），如图 曲线b所示。
能　
不能　
几个未成对电子　
几个自旋
方向相反的电子　
越多　
机会　
牢固　
电子出现机会最大　
1. 共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。共价键的方向性 决定了分子的立体结构。
2. 并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。

√
√
√
√

问题　探讨
下面是五种元素原子电负性的数值：
元素符号 H C O Na Cl
电负性 2.1 2.5 3.5 0.9 3.0
1. 从原子电负性的角度分析为什么钠、氯通过得失电子形成的电子对不被钠原子和氯 原子共用形成共价键而形成离子键？氢和氯原子间、碳和氧原子间的共用电子对被两 原子共用而形成共价键？由此你得出的结论是什么？
提示：钠、氯电负性之差（绝对值）为2.1＞1.7，故Na与Cl之间通过得失电子形成的 电子对不被共用，不能形成共价键，形成的是离子键。氢、氯电负性之差为0.9， 碳、氧电负性之差为1.0，均小于1.7，故氢、氯之间形成的电子对被共用，碳、氧之 间形成的电子对被共用，能形成共价键。由此得出的结论是：①当原子的电负性相差 很大（一般大于1.7）时，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的是离子键。② 当原子的电负性相差不大（一般小于1.7）时，原子间形成的电子对能被共用，形成 的是共价键。
2. 是不是所有轨道形成的共价键均有方向性？
提示：不一定。s轨道与s轨道形成的共价键无方向性。
3. 为什么氢气分子是双原子分子而稀有气体分子都是单原子分子？
提示：氢原子K层上只有1个电子，K层需满足2个电子才能达到稳定状态，故氢原子 通过共用1对共用电子对形成双原子分子；而稀有气体元素原子最外层均已达稳定结 构，故均为单原子分子。
4. C、N、O、F通过形成共价键达稳定结构时，形成共价键的数目各是多少？
提示：C、N、O、F形成共价键的数目依次为4、3、2、1。
5. H2O分子中的两个H—O键在同一直线上吗？
提示：不在同一直线上。
A. 只有非金属原子之间才能形成共价键
B. 只要空间允许，一个原子能与另一个原子形成多个共价键
C. 形成共价键时，参加成键的原子轨道可以沿着电子各个方向重叠
D. 共价键的本质是自旋方向相反、能量相近的未成对电子形成共用电子对
D
A. 共价化合物中可能含有离子键
B. 非金属元素之间不能形成离子键
C. 气体单质分子中一定存在非极性共价键
D. 离子化合物中可能含有共价键
解析：只含有共价键的化合物是共价化合物，故A错误；铵盐（如NH4Cl、NH4NO3） 是非金属元素间形成的离子键，故B错误；C项应注意稀有气体单质分子内不存在化 学键。
D
A. 由①到④，电子在核间区域出现的概率增大
B. 由④到⑤，需要由外界提供能量
C. 有催化剂存在时，若键的键长增大，则键能也增大
D. 两个氢原子的核间距从无穷远到0.074 nm的过程是成键过程，对外释放能量
C
解析：共价键的本质就是高概率地出现在原子核间的电子与原子核间的电性作用，所 以由①到④，电子在核间出现的概率增加，故A正确；由④稳定状态，通过吸收能量 变为⑤，因此需要由外界提供能量，故B正确；催化剂不能改变键长和键能，故C错 误；根据能量越低越稳定，氢气是稳定的状态，因此H—H键的键长为0.074 nm，则 两个氢原子的核间距从无穷远到0.074 nm的过程是成键过程，形成新键释放能量，故 D正确。
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. 共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关
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多连接的原子数，A项正确，D项不正确；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，这种成键的方向性也就决定了所形成分子的空间结构，故B、C项正确。
D
共价键的存在范围
（1）非金属单质分子中（稀有气体除外），如O2、Cl2 等。
（2）非金属元素形成的化合物中，如HClO、HCl、有机物分子等。
（3）某些金属与非金属元素形成的化合物中，如AlCl3 、BeCl2等。
（4）某些离子化合物中，如NaOH、NaClO等。
第*页
研习任务二　共价键的类型
教材　认知
1. σ键和π键
（1）
（2）σ键和π键的比较
共价键类型 σ键 π键
成键示意图（常见类 型）
原子轨道重叠方式 沿键轴方向“头碰头”重叠 沿键轴方向“肩并肩”重 叠
原子轨道重叠部位 两原子核之间，在键轴处 键轴上方和下方，键轴处 为零
原子轨道重叠程度
键的强度 较 ，可沿键轴自由旋转 较 ， 能旋转
大　
小　
大　
小　
不　
共价键类型 σ键 π键
分类 ， ，
存在情况 可单独存在，并存在于任何含 共价键的物质中，共价单键为σ 键，共价双键、三键中各含有 一个σ键 不能单独存在，必须与σ键 并存，可存在于双键和三 键中，共价双键、三键分 别含有1个、2个π键
化学活泼性 不活泼， 稳定 较活泼，易断裂
稳定性 一般来说，σ键比π键 ，但不是绝对的
s－s　
s－p　
p－p　
p－p　
较　
稳定　
（1）极性共价键与非极性共价键的概念
①非极性键：当原子间形成共价键时，若两个成键原子吸引电子的能力 ，共 用电子对 偏移，这样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。
②极性键：当原子间形成共价键时，若两个成键原子吸引电子的能力 ，共用 电子对 偏移，这样的共价键叫做极性共价键，简称极性键。
相同　
不发生　
不同　
发生　
2. 极性键和非极性键
（2）分类标准：按共用电子对是否偏移分类。
（3）比较
类型 形成元素 共用电子对偏移情况 原子电性
非极
性键 元 素 两原子电负性相同，共用 电子对 两原子都不显电性
极性键 种 元素 共用电子对偏向电负 性 的原子 电负性较大的原子显 电性，电负性较小的原子 显 电性
同种　
不偏移　
不同　
较大　
负　
正　
3. 配位键
（1）配位键
成键的两原子或离子，一方提供孤电子对（配体），另一方提供空轨道而形成的“电 子对给予—接受键”，称为配位键。配位键是一种特殊的共价键。
（2）形成条件
一个成键原子（或离子）中含有 ，另一个成键原子（或离子）中有接受 孤电子对的 。
孤电子对　
空轨道　


√
√
√
√
√
问题　探讨
下面是乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型和空间填充模型：
乙烷
乙烯
乙炔
1. 仔细观察乙烷、乙烯、乙炔的分子结构，指出它们分子中的共价键分别由几个σ键 和几个π键构成？
提示：
物质
共价键类别 乙烷 乙烯 乙炔
σ键数目 7 5 3
π键数目 0 1 2
物质
共价键类别
乙烷
乙烯
乙炔
σ键数目
7
5
3
π键数目
0
1
2
2. 解释乙烯分子中π键是如何形成的？
提示：乙烯分子中两个碳原子的p轨道“头碰头”重叠形成一个σ键，而两个碳原子间 相互平行的p轨道“肩并肩”重叠形成一个π键。故乙烯分子中的碳碳双键由一个σ键 和一个π键构成。
3. 乙烯分子中C—C σ键与C—C π键哪种键稳定？
提示：C—C σ键稳定。
4. 碳碳键中，σ键与π键哪种键稳定？其他共价键中，σ键与π键的稳定性有固定 关系吗？
提示：碳碳键中，σ键均比π键稳定；其他共价键中，σ键不一定比π键稳定。
5. H—F键与H—Cl键相比，谁的极性更强些？
提示：H—F键的极性强。
A. 有机物中，碳原子之间形成π键的轨道重叠程度比σ键小，在反应中易断裂
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
解析：由于有机物中碳原子之间形成的π键的键能小于σ键的键能，所以反应时易断 裂，A项正确；在分子形成时为了使其能量最低，必然首先形成σ键，根据形成的原 子的核外电子排布来判断是否形成π键，B项正确，D项错误；像H原子跟Cl原子只能 形成σ键，C项正确。
D
A. s－s σ键与s－p σ键的对称性相同
B. 分子中含有共价键，则至少含有一个σ键
C. 已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔分子中存在2个σ键（C—H）和3个π键 （C≡C）
D. 乙烷分子中只存在σ键，即6个C—H键和1个C—C键都为σ键，不存在π键
C
解析：s－s σ键、s－p σ键均为轴对称，A项正确；在含有共价键的分子中一定有σ 键，可能有π键，如HCl、N2等，B项正确；单键都为σ键，乙烷分子的结构式 为 ，其6个C—H键和1个C—C键都为σ键，D项正确；共价三键中一个 为σ键，另外两个为π键，故乙炔（H—C≡C—H）分子中有2个C—H σ键，C≡C键中有 1个σ键、2个π键，C项错误。
A. ①②④⑦⑧ B. ③④⑤⑥⑦
C. ①④⑤⑥⑦⑧ D. 全部
解析：形成配位键的条件是一个原子（或离子）有孤电子对，另一个原子（或离子） 有空轨道。在②CH4、③OH－中不含配位键。
C
4. （1）已知CO和CN－与N2结构相似，CO分子内σ键与π键数目之比为 。 HCN分子中σ键与π键数目之比为 。
解析：（1）N2的结构式为N≡N，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分子的结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键 与π键均为2个。
（2）乙烯分子中σ键与π键的数目之比为 。
解析：（2）C2H4的结构式为 。单键为σ键，双键中有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。
1∶2　
1∶1　
5∶1　
（3）共价键①H—H键、②H—F键、③H—O键、④N—H键、⑤P—H键中，键的极 性由弱到强的顺序是 。
解析：（3）电负性差值越大，键的极性越强。
①⑤④③②
5. 现有下列十种物质：①CH4　②CH3CH2OH　③N2　④HCl　⑤CO2
⑥CH3CH3　⑦C2H4　⑧C2H2　⑨H2O2　⑩HCHO
请按要求回答下列问题（填编号）：
（1）只有σ键的有 ，既有σ键又有π键的有 。
（2）只含有极性键的化合物有 ，既含有极性键，又含有非极性键的化 合物有 。
①②④⑥⑨　
③⑤⑦⑧⑩　
①④⑤⑩　
②⑥⑦⑧⑨　
（3）含有双键的有 ，含有三键的有 。
解析：十种物质的结构式分别为 、 、N≡N、H—Cl、 O=C=O、 、 、H—C≡C—H、H—O—O—H、 。 根据以下两点判断化学键类型：①单键只有σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中 有1个σ键和2个π键；②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键，不同种元素原子 之间形成的共价键是极性键。
⑤⑦⑩　
③⑧　
1. σ键和π键的判断方法
（1）依据共价键的类型判断
即：两原子形成共价键时，有且只有1个σ键。
（2）依据共价分子或离子的组成判断σ键
2. 非极性键、极性键、配位键的区别与联系
类型 非极性键 极性键 配位键
本质 相邻原子间的共用电子对（原子轨道重叠）与原子核间的静电作用
成键条 件
（元素
种类） 同种非金属元素 不同非金属元素或金 属元素与非金属元素 成键原子一方有孤电子对，另 一方有空轨道
第*页
课时作业
A. 在离子化合物中不可能存在非极性键
B. 在共价化合物中不可能存在离子键
C. 不同种非金属原子组成的多原子分子中的化学键一定全部是极性共价键
D. 非极性键只存在于双原子单质分子里
解析：本题主要考查极性键和非极性键的概念。通过Na2O2、H2O2这两个例子（都含 有O—O非极性键）就可以判断A、C、D均错。
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 若把H2S写成H3S，违背了共价键的饱和性
B. H3O＋的存在说明共价键不具有饱和性
C. 成键原子中自旋方向相同的未成对电子可以形成共用电子对
D. 两个原子轨道发生重叠后，两原子中的电子不仅存在于两核之间，还会绕两核运 动
解析：硫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H2S，A项 正确；两个原子轨道发生重叠后，只有共用电子对在两核之间绕两个原子核运动，D 项错误。
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 分子中只有极性键
B. 分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C. 分子中含有2个σ键和4个π键
D. 可以和氢氧化钠溶液发生反应
解析：分子中N≡C键是极性键，C—C键是非极性键；成键原子半径越小，键长越 短，N原子半径小于C原子半径，故N≡C键比C—C键的键长短；（CN）2分子中含有3 个σ键和4个π键；由于与卤素性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. H2S分子中两个共价键的键角接近90°的原因是共价键有方向性
B. N2分子中有1个σ键，2个π键
C. 两个原子形成的共价键中只有1个σ键，其他为π键
D. 在碳碳双键中，σ键的牢固程度小于π键
解析：A项，S原子的外围电子排布是3s23p4，有2个未成对电子，当与两个H原子配对 成键时，形成的两个共价键间夹角接近90°，这体现了共价键的方向性，是由轨道的 伸展方向决定的；B项，N2分子中含有共价三键，其中有1个σ键，2个π键；C项，两 个原子形成的共价键，首先有一个σ键，其余为π键；D项，在碳碳双键中，σ键的重 叠程度比π键大，故σ键比π键牢固。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
①NH3　②N2　③H2O　④HCl　⑤C2H4　⑥C2H2
A. ②⑤⑥ B. ①②⑤⑥
C. ②③④ D. ②④⑥
解析：①NH3中存在H—N键，只有σ键，故错误；②N2的结构式为N≡N，含有σ键和π 键，N与N之间为非极性键，故正确；③H2O中只存在H—O键，即只有σ键，故错 误；④HCl的结构式为H—Cl，只存在σ键，故错误；⑤C2H4中的氢原子和碳原子之间 存在共价单键、碳碳之间存在共价双键，含有σ键和π键，C与C之间为非极性键，故 正确；⑥C2H2中的氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价三键，所以 含有σ键和π键，C与C之间为非极性键，故正确。
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 分子中含8个σ键
B. 分子式为C3H2O3
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（标准状况下）
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：氮气中π键断裂，故A不选；乙炔中π键断裂，故B不选；氯气、氢气中均为σ键 断裂，故C选；乙烯中π键断裂，故D不选。
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
A. 硝基胍分子中只含极性键，不含非极性键
B. 原子间只能形成σ键
C. 硝基胍分子中σ键与π键的个数比是4∶1
D. 10.4 g硝基胍中含有1.1×6.02×1023个原子
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析：由结构模型可知，T为HCHO，X不稳定，易分解，则X为H2CO3，Y为氧化 剂，可以选择氧化性较强的酸性KMnO4溶液，A项正确；要注意等物质的量并不一定 是1 mol，B项错误；X分子中含有的σ键个数为 5，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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11. 有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2，⑧H2O2。
（1）只含有极性键的是 ；只含有非极性键的是 ；既有极性键， 又有非极性键的是 。
（2）只有σ键的是 ；既有σ键又有π键的是 。
（3）含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 。
（4）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 。
（5）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 。
①③　
②④⑦　
⑤⑥⑧　
①②③⑥⑦⑧　
④⑤　
⑦　
①③⑤⑥⑧
②④⑤⑥⑧
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Na
离子
离子
非极性（或
共价）
极性
配位键
离子
极性（或共价）
12. （1）今有A、B两种元素，A的＋1价阳离子与B的－2价阴离子的电子层结构与氖 相同。
解析：（1）由其离子的电子层结构判断A＋为Na＋，B2－为O2－。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（2）某有机物的结构式如图所示：
则分子中有 个σ键， 个π键。
解析：（2）除共价单键全部为σ键外，双键中有一个为σ键，另一个为π键；三键中有 一个为σ键，另两个为π键，故该有机物分子中σ键总数为7，π键总数为3。
7
3　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13. 回答下列问题（设 NA为阿伏加德罗常数的值）：
（1）1 mol CO2中含有的σ键数目为 。
（2）C、H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键的个数之比 为 。
（3）1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为 ，1个CO（NH2）2分子中含有σ键的 个数为 。
2 NA　
5∶1　
6 NA　
7　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

展开更多......

收起↑