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第2章　微粒间相互作用与物质性质
第1节　共价键模型
共价键的形成与特征
1.共价键的形成
(1)概念：原子间通过共用电子形成的化学键。
(2)成键的粒子：一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质：原子间通过共用电子对(即原子轨道重叠)产生的强烈作用。
共价键的类型
1.σ键和π键
(1)σ键
形成 由成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠形成
类型 s－s型 由两个s轨道重叠形成的σ键， 无方向性，如H—H键：

类型 s－p型 由一个s轨道和一个p轨道重叠形成的σ键，如H—F键：

p－p型 由两个p轨道重叠形成的σ键，如F—F键：

特征 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，这种特征称为轴对称；σ键的强度较大
存在 共价单键均为σ键；共价双键和共价三键中通常存在一个σ键
(2)π键
形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
p－p型 形成过程如图所示：

σ键和π键的形成过程需要掌握，在历年的化学高考题中，多地区都对该考点进行了命题考察。
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大的原子 成键原子电负性相同，共用电子不偏移
原子电性 电负性较大的原子显负电性，另一原子显正电性 两原子均不显电性
键参数
1.键长
(1)定义：两个成键原子的原子核间的距离(简称核间距)。
(2)应用：判断共价键的稳固性。一般而言，化学键的键长越短，化学键越强，键就越牢固。键长是影响分子空间结构的因素之一。
2.键角
(1)定义：在多原子分子中，两个化学键的夹角。
(2)意义：键角可反映分子的空间结构，是描述分子结构的重要参数，多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。
共价键的形成
氢分子中共价键(H—H)的形成
形成过程 能量变化
相距很远时
体系的能量等于两个氢原子的能量之和
逐渐接近时
电子在核间区域出现的概率增大，体系能量逐渐降低
形成共价键的氢原子不能无限靠近，因为靠得过近时，原子核以及电子之间的排斥作用会导致体系能量上升，分子不稳定。
形成过程 能量变化
形成共价键 当两个氢原子的核间距为0.074 nm时体系能量最低，两个氢原子各提供一个电子以自旋状态不同的方式相互配对，即形成共价键
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.两原子体积大小要适中
两原子形成共价键时，共用的电子相互配对，电子云发生重叠，即电子在两核之间出现的概率更大，A、B不符合题意；两原子电子云重叠越多，键越牢固，体系的能量也越低，C不符合题意；原子的体积大小与能否形成共价键无必然联系，D符合题意。
D
共价键的分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 轨道“头碰头”重叠
π键 轨道“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移
非极性键 共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目 单键 原子间有一对共用电子对
双键 原子间有两对共用电子对
三键 原子间有三对共用电子对
氰气[(CN)2]的结构式为N≡C—C≡N，其性质与卤素气体单质相似，氰气可用于有机合成、制作农药，也可用作消毒、杀虫的熏蒸剂等。下列关于氰气的叙述，正确的是(　　)
A.气体单质中，一定有σ键，没有π键
B.氰气分子中不含非极性键
C.1个氰气分子中含有3个σ键和4个π键
D.(CN)2不能与氢氧化钠溶液发生反应
在气体单质分子中一般存在σ键(如Cl2、H2)，也可能存在π键(如N2中存在σ键和π键)，稀有气体为单原子分子，不存在化学键，A错误；氰气分子中含有C—C非极性键，B错误；1个(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键，C正确；由于(CN)2与卤素单质的性质相似，故可以和氢氧化钠溶液反应，D错误。
C
顺磁性、逆磁性
分子中电子完全配对，即无单电子，则具有逆磁性；分子中存在未成对电子，则具有顺磁性。
将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，我们一般称其为顺磁性物质。下列物质中，属于顺磁性物质的是　　　　(填字母)。
A.[Cu(NH3)2]Cl　　　 B.[Cu(NH3)4]SO4
C.[Zn(NH3)4]SO4 D.Na2[Zn(OH)4]
根据题意，具有顺磁性的物质含有未成对电子；[Cu(NH3)2]Cl中亚铜离子的价电子排布式为3d10，离子中电子均已成对，该物质不具有顺磁性，A不符合题意；[Cu(NH3)4]SO4中铜离子的价电子排布式为3d9，离子中有未成对电子，该物质具有顺磁性，B符合题意；[Zn(NH3)4]SO4中锌离子的价电子排布式为3d10，离子中电子均已成对，该物质不具有顺磁性，C不符合题意；Na2[Zn(OH)4] 中锌离子的价电子排布式为3d10，离子中电子均已成对，该物质不具有顺磁性，D不符合题意。
B
键参数对分子性质的影响
(1)键能越大，键长越短，分子越稳定。
(2)
下列说法正确的是(　　)
A.分子的结构是由键角决定的，与键长无关
B.共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X＝F、Cl、Br、I)的键长、键角均相等
D.H2O分子中两个O—H的键角为180°
分子的结构是由键角、键长共同决定的，A错误；共价键的键能越大，共价键越牢固，由该键形成的分子越稳定，B正确；由于F、Cl、Br、I的原子半径不同，故C—X(X＝F、Cl、Br、I)的键长不相等，C错误；H2O分子中两个O—H的键角为104.5°，D错误。
B
以下化合物中碳碳键最短的是(　　)
苯环中的碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间，因此最长的是碳碳单键，最短的是碳碳双键，故选D。
D

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