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第27讲　化学键(基础课)
第三部分 物质结构与性质
第五章 物质结构与性质
目标导航·内容索引
复
习
目
标
内
容
索
引
精炼高考真题·明确高考方向
1.认识离子键、共价键的本质。
2.认识物质的性质与微观结构的关系。
3.知道共价键可分为σ键和π键等类型。
4.知道共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。
知识点1 化学键 电子式
知识点2 共价键类型及参数
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点1　化学键 电子式
2.2铁的化学性质
1.1离子键
NaCl的形成过程
知识点1　物质的量　摩尔质量
2.2铁的化学性质
1.1离子键
知识点1　化学键 电子式
Na+
Cl－
电子转移
1
8
1. NaCl的形成过程
知识点1　物质的量　摩尔质量
2.2铁的化学性质
1.1离子键
知识点1　化学键 电子式
Na+
Cl－
+
—
Na+、Cl—正负电荷互相吸引
Na+核外10个电子
Cl—核外18个电子
电子间负电荷互相排斥
Na+核内11个质子
Cl—核内17个质子
质子间正电荷互相排斥
当吸引与排斥达到
平衡状态，就形成了
稳定的化合物NaCl
静电作用
静电作用：包括静电吸引和静电排斥
存在NaCl晶体中的这种静电作用，化学上称之为“离子键”
在氯化钠晶体中，Na+和Cl- 间存在哪些作用力？
知识点1　物质的量　摩尔质量
2.2铁的化学性质
1.1离子键
知识点1　化学键 电子式
1.定义：使阴、阳离子结合成化合物的静电作用，叫做离子键
（或带相反电荷离子间的相互作用）
2.成键微粒：阴、阳离子
3.成键的实质：静电作用（包括静电吸引和静电排斥）
知识点1　物质的量　摩尔质量
2.2铁的化学性质
1.1离子键
知识点1　化学键 电子式
4.离子键的成键条件
活泼的金属元素（ⅠA族、ⅡA族）
活泼的非金属元素
易形成离子键
Li、Na．K、Rb、Cs
Be Mg Ca Sr Ba
F、Cl、 Br、 I
O 、 S 、 Se
(ⅥA族、ⅦA族)
NH4+
OH-、O22-、SO42-、CO32- 、 HCO3-、NO3-等原子团
知识点1　物质的量　摩尔质量
2.2铁的化学性质
1.1离子键
知识点1　化学键 电子式
物质类别:
强 碱
、活泼金属氧化物
、大部分盐
5. 离子化合物：只要含离子键的化合物就是离子化合物
如：NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2；MgO、Na2O2、K2O、CaO；Mg(NO3)2、K2SO4、Na2CO3、NH4Cl、(NH4)2S等
注意：
1)离子化合物只有化学式, 没有分子式 !
1mol NaCl中含NA个NaCl分子( )
[气态时能以分子形式存在]
2)离子化合物中不一定含金属元素；
如：NH4NO3
知识点1　物质的量　摩尔质量
2.2铁的化学性质
1.1离子键
知识点1　化学键 电子式
熟记
3)含金属元素的化合物也不一定是离子化合物；
如A1C13、BeCl2等不是离子化合物，而是共价化合物。
4)熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.2 共价键
知识点1　化学键 电子式
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.2共价键
知识点1　化学键 电子式
如氢分子的形成：
H ·
又如氯化氢分子的形成：
··
· Cl
··
：
· H
＋
→
＋
→
H H
··
原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。
共用电子对不偏移，成键原子不显电性
特点：
非极性共价键
极性共价键
H
显正电
显负电
分类
所谓“极性”即电子对发生“偏移”
所谓“非极性”即电子对“不偏移”
Cl
··
··
H
·
··
特点：共用电子对偏向吸引电子能力强的氯原子一边，氯原子带部分负电荷，氢原子带部分正电荷。
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.2共价键
知识点1　化学键 电子式
定义：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用叫共价键。
1.成键微粒：原子
2.成键的性质：共用电子对对两个原子的电性作用
3.成键过程：原子之间通过共用电子对使各自达到稳定结构，
形成共价键。
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.2 共价键
知识点1　化学键 电子式
4.成键元素：
成键原子得失e-能力相差不大时，易形成共价键
判断“键的极性”方法
同种或不同种非金属元素
不同种元素的原子间形成极性键
同种元素的原子间形成非极性键
非金属元素与某些金属元素之间
如：AlCl3
H2、O2、Cl2
HCl、H2O、NH3
O22-
OH-、SO42-、NH4+
C22-
特别地，臭氧中O—O键是极性键，臭氧是极性分子。
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.2共价键
知识点1　化学键 电子式
5.共价化合物:不同原子间全部通过共价键所形成的化合物叫共价化合物
共价化合物
（物质类别）
非金属氢化物：HCl H2O NH3
非金属氧化物：CO2 SO2 SO3 NO、SiO2
酸：HClO HNO3 H2SO4 CH3COOH
大多数有机物：C2H5OH CH4 C12H22O11
少数盐：如：AlCl3 BeCl2
问题：共价化合物的化学式一定是分子式吗？
不一定。如SiO2、SiC不是分子式
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.2共价键
知识点1　化学键 电子式
*只含有共价键的化合物一定是共价化合物
注意：共价键存在物质
非金属单质 H2、Cl2、N2、P4 、 C60
共价化合物—原子间全部是共价键 H2O、CO2、 H2SO4、 CH4 、SiO2 、SiC
含原子团的离子化合物 NaOH、NH4Cl、Na2CO3
*共价化合物中一定含有共价键，一定不含离子键
*含有共价键的化合物不一定是共价化合物
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.3 电子式
知识点1　化学键 电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的 的式子。
最外层电子
(2)常见物质电子式的书写
①原子：Na ______，Cl_______。
②简单离子：Na＋ ，F- ________。
③复杂离子：NH4+___________，OH－__________ 。
∶·
Na×
[注意美观对称性]
F
Na＋
N
H
+
H
H
H
．
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.3电子式
知识点1　化学键 电子式
Cl
O
2-
说明：阴离子的电子式
简单阴离子:
复杂的阴离子
一般用 表示
R
n-
H
注意
使每一个原子铺开,并都达到稳定结构
O22- :
OH- :
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.3 电子式
知识点1　化学键 电子式
注意：相同离子不能合并, 同性电荷不直接相邻
如CaF2要写成 ，
不能写成 ，也不能写成 。
④离子化合物：
MgCl2_______________________________
Na2O_________________
Na2O2____________________________
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.3 电子式
知识点1　化学键 电子式
离子化合物的电子式:
各离子电子式都要单写，不可合并.
离子的电子式尽可能对称排列
AB型
AB2型
A2B型
如：NaCl
如：Na2O
如：MgCl2
注意:
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.3 电子式
知识点1　化学键 电子式
⑤非金属单质及共价化合物：
N2________________，
H2O__________，
H2O2______________。
N ≡ N
H-O -H
H-O-O-H
结构式
用一根短线表示一对共用电子对
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.3电子式
知识点1　化学键 电子式
(3)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物 如NaCl：_____________________。
②共价化合物 如HCl：______________________。
MgCl2的形成过程：
首先考虑左方原子的摆放，并写出它们原子的电子式。
箭号右方写化合物的电子式。
不能把箭号改成等号
用电子式表示化合物形成过程注意事项：
知识点1　物质的量　摩尔质量
1.3 电子式
知识点1　化学键 电子式
碘
＋
→
用电子式表示下列物质的形成过程
氨
· I
··
··
：
I ·
··
··
：
I
··
··
：
I
··
··
：
：
3 H ·
＋
→
· N
··
·
·
﹕
H N
﹕
﹕
﹕
H
H
过氧化氢
S
K
K
S
2-
K
K
K2S
共价型分子形成过程书写注意事项：①不用弧形箭头表示电子的转移②左边相同原子可以合并在一起；右边不可以③没有形成离子，不需要用[ ]。
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点1　化学键 电子式
【例1】（2025·河南安阳模拟）一定条件下，氨与氟气发生反应：4NH3＋3F2 === NF3＋3NH4F，其中NF3的空间结构与NH3相似。下列有关说法错误的
是(　　)
A．除F2单质外，反应物和生成物均为共价化合物
B．NF3中各原子均满足8电子稳定结构
C．NF3中只含极性共价键
D．NH4F中既含有离子键又含有共价键
A
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点1　化学键 电子式
【例2】（高考组合题）下列化学用语或表述错误的是（ ）
A．（2023·湖南高考）HClO的电子式：
B.（2023·辽宁高考）P4中的共价键类型：非极性键
C．（2023·湖北高考）用电子式表示的形成：
D．（2023·北京高考 ）NaCl的电子式为:
D
知识点1　物质的量　摩尔质量
2.1共价键的本质和特征
知识点2　共价键类型及键参数
1.本质：在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。
2.特征：具有饱和性和方向性。
2.2共价键的分类
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
单键：如H-H键
双键：如C=C键
三键：如N≡N键
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点2　共价键类型及键参数
（2）按共用电子对是否偏移
非极性键：如Cl-Cl键
极性键：如H-Cl键
（3）按原子轨道的重叠方式
σ键
π键
头碰头
肩并肩
知识点1　物质的量　摩尔质量
2.3 σ键和π键
知识点2　共价键类型及键参数
1.根据电子云的重叠形式对共价键进行分类
σ键
π键
共价键
成键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠形成的共价键。
成键时，原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。
2. σ键的类型：
根据成键时，原子轨道的不同
p-p σ键
s-p σ键
s-s σ键
σ键
sp、sp2、sp3等杂化轨道与s、p轨道 σ键
sp、sp2、sp3等杂化轨道与sp、sp2、sp3等杂化轨道σ键
知识点2　共价键类型及键参数
H原子形成H2分子的电子云描述（两个s轨道重叠）
3. σ键的类型：
① s-s σ键
s-s σ键
相互靠拢
“头碰头”的方式重叠成键
s-s轨道都是球形，从任何方向发生电子云重叠(成键)时，重叠程度相同，因此s-s σ键无方向性。
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点2　共价键类型及键参数
3. σ键的类型：
② s-p σ键
（一个s轨道与一个p轨道重叠）
HCl分子的形成过程
H
Cl
↑
1s
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s
2s
2p
3s
3p
H－Cl
Cl
H
3pz
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点2　共价键类型及键参数
3. σ键的类型：
③ p-p σ键
（两个p轨道重叠）
Cl2分子的形成过程
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
1s
2s
2p
3s
3p
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
p-p σ键
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点2　共价键类型及键参数
4.π键
①概念：
未成对电子的原子轨道相互靠拢
原子轨道相互重叠
形成的π键
主要类型为p-p π键
②形成过程可以表示为下图：
成键时，原子轨道以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键。
相互靠拢
“肩并肩”
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点2　共价键类型及键参数
π键的特征：
①电子云为镜面对称：
每个π键的电子云由两块组成，互为镜像
③π键不能旋转
②π键不如σ键牢固,较易断裂
形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的小，通常情况下，π键没有σ键牢固。
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。
④σ键可以独立存在,π键不能单独存在
知识点2　共价键类型及键参数
应用
用原子轨道重叠来解释N2共价三键的形成过程。
N
↑
↑
↑
↑↓
2s
2px
2py
2pz
x
y
z
N的2p轨道示意图
＋
知识点2　共价键类型及键参数
x
y
z
x
y
z
N2中共价三键的形成过程
“头碰头”
σ键
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点2　共价键类型及键参数
x
y
z
x
y
z
N2中共价三键的形成过程
σ键
“头碰头”
“肩并肩”
π键
“肩并肩”
π键
N≡N
z
z
y
y
x
π
π
σ
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点2　共价键类型及键参数
N2中1个p-p σ键和2个p-p π键的形成过程
N≡N
↑ ↑ ↑
2P3轨道
知识点2　共价键类型及键参数
σ键和π键的比较与理解
（1）原子轨道重叠方式：σ键沿键轴方向轴对称，可旋转(“头碰头”)重叠；π键沿键轴方向镜面对称，不旋转(“肩并肩”)重叠。
（2）共价单键是σ键;共价双键中一个是σ键,另一个是π键;共价三键中一个是σ键,另两个是π键
（3）成键原子半径越大，π键越难写形成，如Si、Ge难形成双键
（4）σ键和π键原子轨道重叠程度不同，σ键重叠程度大，π键重叠程度小，导致两者的稳定性不同，一般σ键比π键稳定。
（5）原子形成共价键时优先形成σ键，配位键属于σ键。
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点2　共价键类型及键参数
电子所在的原子轨道都具有一定的形状,原子轨道要取得最大重叠决定了共价键必然具有方向性（s-s 轨道重叠形成的共价键无方向性，例外）。
共价键的特征
——决定原子形成分子时相互结合的数量关系
---决定分子的空间结构
——共价键具有饱和性和方向性。
(1)共价键的饱和性
按照共用电子对理论,一个原子有几个未成对电子,便可以与几个自旋相反的电子配对成键,这就是共价键的“饱和性”。
(2)共价键的方向性
所有的共价键都有饱和性，
但并不是所有的共价键都有方向性
一般：共价键数=单电子数
2.4 键参数——键能、键长与键角
知识点2　共价键类型及键参数
1.键能
→指气态分子中 1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
说明：
③同样的共价键在不同的分子中键能也略有区别，
如甲烷中的C-H键和乙烯中C-H键键能不严格相等
键能越大，化学键越牢固，分子越稳定。
②键能可以通过实验测定，更多是推算获得的（如盖斯定律）
①键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值，单位：kJ mol-1。
平均值
2.4 键参数——键能、键长与键角
知识点2　共价键类型及键参数
2.4 键参数——键能、键长与键角
知识点2　共价键类型及键参数
提示　键能数据表明，N≡N的键能大于N—N的键能的三倍，N=N的键能大于N—N的键能的两倍；而C≡C的键能却小于C—C的键能的三倍，C=C的键能小于C—C的键能的两倍，说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，易发生加成反应，而N2分子中N≡N非常牢固，所以氮分子不易发生加成反应。
查阅资料，可知N—N、N=N和N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C=C、C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34。如何用这些数据理解氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应？
【思考与讨论】
一般地，σ键比π键更稳定，但N2例外
2.4 键参数——键能、键长与键角
知识点2　共价键类型及键参数
（1）判断共价键的稳定性：键能越大,断开化学键需要吸收的能量越多,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）判断化学反应中的能量变化：ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和
键能的应用
2.键长
→ 构成共价键的两个原子的核间距。
成键原子的半径越小，键长越短
共价半径：相同原子的共价键键长的一半称为共价半径
2.4 键参数——键能、键长与键角
知识点2　共价键类型及键参数
——键长规律：
①同种类型的共价键，成键原子的半径越小，键长越小。
②成键原子相同的共价键，键数越多，键能越大，键长越短。
键长:单键键长 ＞ 双键键长 ＞ 三键键长
键能:单键的键能＜双键的键能＜三键的键能
解题规律：
键长越短→键能越大→键越牢固→分子越稳定
2.键长
2.4 键参数——键能、键长与键角
知识点2　共价键类型及键参数
F-F不符合“键长越短，键能越大”的规律，为什么？
键 键能 （kJ·mol-1） 键长
pm
F-F 157 141
Cl-Cl 242.7 198
Br-Br 193.7 228
I-I 152.7 267
F原子半径很小，因此F-F键的键长短，但也是由于F—F的键长短，两个F原子形成共价键时，原子核之间的距离小，排斥力大，因此键能小,化学性质很活泼。
讨论：
2.4 键参数——键能、键长与键角
知识点2　共价键类型及键参数
键长的应用
（1）键长越小,一般键能越大,共价键越稳定,含该共价键的分子越稳定。
（2）键长的比较方法
①根据成键原子的原子半径比较。
同类型的共价键,原子半径越小,键长越小。
如键长：H－I > H－Cl > H－F； Si－Si > Si－C > C－C
②根据共用电子对数比较.
相同的两个原子间形成共价键时,单键键长>双键键长>三键键长。
如键长：C－C > C=C > C≡C
2.4 键参数——键能、键长与键角
知识点2　共价键类型及键参数
3.键角
→ 在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角称为键角。
键角决定分子的空间构型
→键角一定，表明共价键具有方向性。
→键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质与键角有关。
2.4 键参数——键能、键长与键角
知识点2　共价键类型及键参数
知识点1　物质的量　摩尔质量
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02
知识点2　共价键类型及键参数
【例3】下列说法正确的是（ ）
A.(2020·山东高考)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。B3N3H6的熔点主要取决于所含化学键的键能
B.(2020·山东高考)键能C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6
C.(2022·辽宁高考)28 g C2H4分子中含有的σ键数目为4NA
D.(2023·北京高考改编)F-F键的键能大于Cl-Cl键的键能
B
知识点1　物质的量　摩尔质量
知识点2　共价键类型及键参数
【例4】关于σ键和π键的形成过程，下列说法不正确的是(　　)
A．HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成
B．N2分子中的π键为p-p π键，π键不能绕键轴旋转
C．CH4中的碳原子为sp3杂化，4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成σ键
D．乙烯(CH2=CH2)中的碳碳之间形成了1个σ键和1个π键
A
【例5】关于键长、键能和键角，下列说法错误的是(　　)
A．键角是描述分子空间结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．C=C键能等于C—C键能的2倍
D．因为O—H的键能小于H—F的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
C
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02
精炼高考真题·明确高考方向
1.判断正误
（1）（2025·福建高考）C60含有共价键(　　)
（2）（2025·江西高考）0.1molHCN中π电子的数目为0.3NA(　　)
(3)(2024·江西高考)键的极性：H—Cl>H—H(　　)
(4)(2024·江西高考)分子中三键的键长：HC≡N>HC≡CH(　　)
(5)(2024·北京高考)依据F、Cl、Br、I的氢化物分子中氢卤键的键能，可推断它们 的热稳定性强弱(　　)
(6)(2024·甘肃高考改编)温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2，可知N2O中N—O键比N—N键更易断裂(　　)
√
√
√
√
×
×
知识点1　物质的量　摩尔质量
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精炼高考真题·明确高考方向
2.（2025·江西高考）下列说法正确的是( )
B
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02
精炼高考真题·明确高考方向
3．(2025·重庆高考) 三种氮氧化物的结构如下所示 , 下列说法正确的是( )
A．氮氮键的键能：N2O＞N2O3 B．熔点：N2O3＞N2O4
C．分子的极性：N2O4＞N2O D．N-N-O的键角：a＞b
A
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02
精炼高考真题·明确高考方向
4.(2022·北京高考)由键能数据大小，不能解释下列事实的是（ ）
A.稳定性：CH4>SiH4 B.键长：C==OC.熔点：CO2晶体硅
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
C
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02
精炼高考真题·明确高考方向
5．(2025·陕晋宁青高考)一种高聚物(XYZ)n被称为“无机橡胶”，可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素，X、Y价电子数相等，X、Z电子层数相同，基态Y的2p轨道半充满，Z的最外层只有1个未成对电子，下列说法正确的是( )
A．X、Z的第一电离能：X>Z
B．X、Y的简单氢化物的键角：X>Y
C．最高价含氧酸的酸性：Z>X>Y
D．X、Y、Z均能形成多种氧化物
D
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02
精炼高考真题·明确高考方向
6．(2025·北京高考) NH3分子中H-N-H键角小于109°28′，从结构角度解释原因： ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
CH4中碳原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0；NH3中氮原子的价层电子对数为4，孤电子对数为1；孤电子对对成键电子对的排斥能力大于成键电子对对成键电子对的排斥能力，CH4分子中H-C-H的键角为109°28′，故NH3分子中H-N-H的键角小于109°28′
化 学
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