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第29讲　化学键
1.了解化学键的形成和表示方法。2.能说出粒子间作用(离子键、共价键、配位键和分子间作用力等)的主要类型、特征和实质。3.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
考点一　化学键与化合物类型
1.化学键
(1)化学键的定义及分类
(2)离子键、共价键的比较
化学键 离子键 共价键
非极性键 极性键
成键 粒子 阴、阳离子 原子
成键 实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对与成键原子间的静电作用
形成 条件 活泼金属与活泼非金属经电子得失,形成离子键;N与酸根离子之间形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键
2.离子化合物和共价化合物
化合物 离子化合物 共价化合物
定义 含有离子键的化合物 只含有共价键的化合物
构成粒子 阴、阳离子 原子
化学键类型 一定含有离子键,可能含有共价键 只含有共价键
现有下列物质:①NaCl;②Na2O;③Na2O2;④NaOH;⑤AlCl3;⑥H2O;⑦N2;⑧NH4Cl;⑨CO2;⑩H2O2。
(1)只含离子键的物质有①②(填序号,下同),只含共价键的物质有⑤⑥⑦⑨⑩。
(2)含非极性键的离子化合物有③,含有非极性键的共价化合物有⑩。
3.化学键的表示方法——电子式
(1)常见物质电子式的书写
原子 钠原子:Na·　氯原子:
简单离子 铝离子:Al3+　氟离子:
复杂离子 铵根离子: 氢氧根离子:
离子化合物 氯化镁: 过氧化钠:
非金属单质 氮气:
共价化合物 二氧化碳: 过氧化氢:
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物
如NaCl:Na×·→]-。
②共价化合物
如HCl:H×+·。
1.(2026·黑龙江哈尔滨期末)下列有关化学键及化合物的说法中,正确的是(　C　)
A.离子键是正、负离子间的吸引作用
B.CaCl2中既有离子键,又有共价键
C.只含共价键的物质不一定是共价化合物
D.离子化合物的化学式代表其分子组成
2.下列说法正确的是(　D　)
A.NaHSO4溶于水时只破坏离子键
B.CO2溶于水后,分子内的共价键未被破坏
C.NaClO和HClO所含的化学键类型相同
D.NH4F含有离子键和极性共价键
解析:NaHSO4溶于水时发生电离产生钠离子、氢离子和硫酸根离子,破坏了离子键和共价键,A错误;CO2溶于水后能与水发生反应生成碳酸,分子内的共价键被破坏,B错误;NaClO中含离子键和共价键,HClO中只含共价键,C错误。
3.下列电子式表达正确的是(　D　)
A.HClO的电子式为
B.H2S的电子式可表示为H+]H+
C.用电子式表示Na2O的形成过程:2Na·+·→]2-
D.BaCl2的电子式为]-Ba2+]-
解析:HClO分子中,氧原子分别与氢原子和氯原子形成共价键,电子式为,故A错误;H2S是共价化合物,电子式可表示为H,故B错误;用电子式表示Na2O的形成过程时,2个Na+不能合并,正确的表达方式为Na·· →]2-Na+,故C错误;BaCl2是离子化合物,电子式为]-Ba2+]-,故D正确。
考点二　共价键及其键参数
1.共价键的本质及特征
共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用,其特征是具有方向性和饱和性。
2.共价键的分类
(1)根据成键原子轨道重叠方式可分为σ键和π键
σ键 s-s型
s-p型
p-p型
π键 p-p型
　σ键与π键的比较
键型 σ键 π键
轨道重叠方式 沿轴方向“头碰头” “肩并肩”
电子云形状 轴对称 镜面对称
牢固程度 键强度大, 不易断裂 键强度较小, 容易断裂
旋转 可以旋转 不可以旋转
成键判断规律 共价单键全是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
(2)根据形成共价键的电子对是否偏移可分为极性键和非极性键
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
(3)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键
单键 原子间有一个共用电子对
双键 原子间有两个共用电子对
三键 原子间有三个共用电子对
Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析,原因是Ge原子半径大,原子间形成的σ键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键,不易形成双键或三键。
3.键参数
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
①
②键能越大,键长越短,分子越稳定。
判断正误。
(1)共价键的键长是成键的两个原子半径之和。(　×　)
(2)在任何情况下,σ键都比π键强度大。(　×　)
(3)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。(　√　)
(4)碳碳三键的键能是碳碳单键的键能的3倍。(　×　)
1.下列关于共价键的描述正确的是(　B　)
A.p-p σ键与p-p π键的对称性相同
B.HCl分子中的共价键是s-p σ键
C.CH2==CHCN分子中σ键与π键数目之比为6︰1
D.气体单质中一定存在σ键,可能存在π键
解析:p-p σ键是“头碰头”重叠,属于轴对称,p-p π键是“肩并肩”重叠,属于镜面对称,二者的对称性不相同,A不正确;HCl分子中的共价键是由H原子的1s轨道与Cl原子的3p轨道形成的σ键,是s-p σ键,B正确;1个CH2==CHC≡N分子中含有6个σ键和3个π键,σ键与π键数目之比为2︰1,C不正确;稀有气体为单原子分子,不存在共价键,所以没有σ键、π键,D不正确。
2.关于键长、键能和键角,下列说法错误的是(　C　)
A.键角是描述分子空间结构的重要参数
B.键长是形成共价键的两原子间的核间距
C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定
D.键角的大小与键长、键能的大小无关
解析:键角是描述分子空间结构的重要参数,如CO2中的2个C==O的键角为180°,故分子为直线形分子,A正确;键长是形成共价键的两个原子间的核间距,B正确;键能越大,键长越短,共价键越强,共价化合物越稳定,C错误;键角的大小取决于成键原子轨道的夹角,D正确。
3.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是(　D　)
A.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高
解析:三者的键角分别为109°28'、120°、180°,依次增大,A项正确;因为F、Cl、Br的原子半径依次增大,故三者与H形成共价键的键长依次增长,B项正确;O、S、Se的原子半径依次增大,故三者与H形成共价键的键长依次增长,键能依次减小,C项正确;分子的熔、沸点与分子间作用力有关,与共价键的键能无关,D项错误。
1.(2025·江西卷)下列说法正确的是(　B　)
A.键长:CO>CO2 B.沸点:HI>HCl
C.键能:O2>N2 D.键角:N
解析:CO中C原子和O原子通过三键相连,CO2中C原子和O原子通过双键相连,三键的键长小于双键,则键长:COHCl,B正确;N2中存在氮氮三键,O2中存在氧氧双键,由于N2比O2更稳定,故氮氮三键的键能比氧氧双键大,则键能:O22.(2024·江西卷)科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是(　B　)
A.分子的极性:SiH4>NH3
B.键的极性:H—Cl>H—H
C.键角:H2O>CH4
D.分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH
解析:SiH4中四条Si—H完全相同,均为极性键,但由于SiH4为正四面体结构,故为非极性分子,NH3为三角锥形结构,3条N—H的极性不能抵消,故为极性分子,故A错误;H—H为非极性键,H—Cl为极性键,则键的极性:H—Cl>H—H,故B正确;水分子为V形结构,含两个孤电子对,甲烷为正四面体结构,不含孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力较大,则键角:H2ON,分子中三键的键长:HC≡N3.(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是(　C　)
A.图中代表氟原子
B.该化合物中存在过氧键
C.该化合物中碘原子存在孤电子对
D.该化合物中所有碘氧键键长相等
解析:由题图中信息可知,白色的小球可形成2个共价键,灰色的小球只形成1个共价键,黑色的大球形成了4个共价键,根据O、F、I的电负性大小(F最大,I最小)及其价电子数可以判断,白色的小球代表氧原子,灰色的小球代表氟原子,黑色的大球代表碘原子,A错误;根据该化合物结构片段可知,每个碘原子与3个氧原子形成共价键,根据均摊法可以判断必须有2个氧原子分别与2个碘原子成键,才能确定该化合物化学式为IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B错误;根据各原子的结构及成键特点可知,Ⅰ原子的孤电子对数==1,即I原子存在1个孤电子对,C正确;该化合物中既存在I—O单键,又存在I==O双键,单键和双键的键长是不相等的,因此,该化合物中所有碘氧键键长不相等,D错误。
4.(2023·湖北卷节选)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有abd(填字母)。
a.Si—Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si—Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
5.(2022·海南卷改编)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是(　B　)
A.HCl的电子式为H+]-
B.Cl—Cl的键长比I—I短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH弱
解析:HCl为共价化合物,氢原子和氯原子间形成共用电子对,其电子式为,A错误;原子半径:ClI,—Cl能使—COOH上的氢原子具有更大的活性,因此ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强,D错误。
课时作业29(总分:60分)
1.(3分)人们为了营养肌肤,往往需要搽用护肤品。在所有的护肤品中都含有保湿的甘油(丙三醇),已知其结构简式为CH2OHCHOHCH2OH。以下对甘油分子的叙述中,正确的是(　D　)
A.分子中只含有极性键
B.分子中只含有非极性键
C.分子中既含有σ键又含有π键
D.分子中既含有极性键又含有非极性键
2.(3分)下列分子中既含σ键,又含π键的是(　D　)
A B C D
水 乙醇 氨 乙醛
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氧双键,既含σ键,又含π键,D符合题意。
3.(3分)下列化学用语中表示错误的是(　D　)
A.N2的电子式
B.N2H4的电子式为H
C.N的电子式:[H]+
D.用电子式表示HCl的形成过程:
H·+·→]-
解析:N2的电子式为,A正确;N2H4是共价化合物,每个N原子形成3个共价键,每个H原子形成1个共价键,结构式为,则N2H4的电子式为H,B正确;N的电子式为[H]+,C正确;氯化氢是共价化合物,用电子式表示HCl的形成过程为H×+·→,D错误。
4.(3分)下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的一组是(　C　)
A.NaOH、H2SO4、Na2O2
B.MgO、Na2SO4、HNO3
C.NH4Cl、KOH、Na3PO4
D.HCl、Al2O3、MgCl2
解析:NaOH中钠离子与氢氧根离子之间为离子键,氢氧根离子中氢原子与氧原子之间为共价键,H2SO4分子中均为共价键,Na2O2中钠离子与过氧根离子之间为离子键,过氧根离子中氧原子之间为共价键,A不符合题意;MgO由镁离子与氧离子构成,仅含离子键,Na2SO4中含离子键和共价键,HNO3分子中仅含共价键,B不符合题意;NH4Cl中铵根离子与氯离子之间为离子键,铵根离子内部N原子与H原子之间形成共价键,KOH中钾离子与氢氧根离子之间形成离子键,O原子与H原子之间形成共价键,Na3PO4中钠离子与磷酸根离子之间形成离子键,P原子与O原子之间形成共价键,C符合题意;HCl中仅含共价键,Al2O3和MgCl2中均仅含离子键,D不符合题意。
5.(3分)下列图示或说法中,不正确的是(　B　)
A.甲醛中π键的电子云形状:
B.硅酸根离子不能像碳酸根离子一样形成简单离子是因为Si的半径大,较易形成π键
C.Cl2分子中共价键的电子云轮廓图:
D.乙酸分子中σ键与π键数目比为7︰1
解析:甲醛中C、O原子的p轨道“肩并肩”形成π键,电子云形状: ,A正确。Si的原子半径较大,难以与氧原子形成π键,所以硅酸根离子不能像碳酸根离子一样形成简单离子,B错误。Cl2分子中共价键是由2个氯原子各提供1个容纳未成对电子的3p轨道通过“头碰头”形成的p-p σ键,其电子云轮廓图为,C正确。乙酸(CH3COOH)分子中,单键全是σ键,1个双键含1个σ键和1个π键,σ键数目:3个C—H、1个C—C、1个C—O、1个O—H、1个C==O中的σ键,共7个;π键数目:C==O中1个,σ键与π键数目比为7︰1,D正确。
6.(3分)键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是(　C　)
A.H—F的键长是H—X(X表示卤族元素)中最长的
B.水分子可表示为H—O—H,分子中键角为180°
C.分子中通常键能越大,键长越短,分子越稳定
D.碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍
解析:卤族元素中F的原子半径最小,则H—F的键长是H—X中最短的,A项错误;水分子的结构式为H—O—H,H2O中中心原子O上的孤电子对数为×(6-2×1)=2、σ键电子对数为2、价层电子对数为4,H2O分子的空间结构为V形,分子中键角为105°,B项错误;分子中通常键长越短,键能越大,分子越稳定,C项正确;1个碳碳三键中含2个π键和1个σ键,1个碳碳双键中含1个π键和1个σ键,其中π键键能弱于σ键,故碳碳三键的键能比单键键能的3倍小,碳碳双键的键能比单键键能的2倍小,D项错误。
7.(3分)石灰氮(CaCN2)是一种氮肥,与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N—C≡N),氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是(　C　)
A.H2O的电子式为H+]2-H+
B.1个H2N—C≡N分子中含3个σ键
C.H2N—C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2︰1
D.已知CO(NH2)2中含有C==O,1个CO(NH2)2分子中含有2个π键
解析:H2O是共价化合物,电子式为H,A错误;单键都是σ键,1个三键中含有1个σ键,则1个H2N—C≡N分子中含4个σ键,B错误;1个H2N—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(NH2)2分子中只有1个双键,其余为单键,故1个CO(NH2)2分子中含有1个π键,D错误。
8.(3分)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　)
A.结构相似,1 mol 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,CH2==CHCN分子中σ键与π键数目之比为1︰1
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4 mol N—H断裂,则形成的π键数目为6NA
解析:结构相似,所以1个中含有1个三键,因此1 mol 中含有2NA个π键,A正确;CO与N2结构相似,则1个CO分子中含有1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CH2==CHCN分子中含有1个C==C和1个C≡N,因此1个CH2==CHCN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—H断裂,即1 mol N2H4参与反应,则生成1.5 mol N2,N2中含有N≡N,故形成π键的数目是3NA,D错误。
9.(3分)下面为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是(　B　)
A.W、R元素单质分子内都存在非极性键
B.X、Z元素都能形成双原子分子
C.键长:W—HW—H
D.键长:X—H解析:由元素在周期表中的位置可知,X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。白磷单质中存在非极性键,但稀有气体分子为单原子分子,分子中没有化学键,A项错误;氮气、溴单质都是双原子分子,B项正确;原子半径:W>Y,故键长:W—H>Y—H,电负性:WW—H,C项错误;原子半径:W>X,故键长:W—H>X—H,键长越短,键能越大,故键能:W—H10.(3分)羰基硫(COS)存在于许多种植物中,杀虫效果显著。它与CO2、CS2结构相似,已知C==O的键能为745 kJ·mol-1,下列有关羰基硫的说法错误的是(　C　)
A.分子中有2个σ键和2个π键
B.可推测C==S的键能小于745 kJ·mol-1
C.COS中碳原子是采用sp2杂化方式成键的
D.CS2、COS、CO2分解温度依次升高
解析:COS分子中有2个σ键和2个π键;S原子的半径大于O原子,可推测C==S的键能小于C==O的键能,即小于745 kJ·mol-1,所以CS2、COS、CO2分解温度依次升高;COS中碳原子是采用sp杂化方式成键的。
11.(15分)氮、硅是地球上极为丰富的元素。
(1)NH3为三角锥形分子,N—H键能的含义是C(填字母)。
A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量
B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量
C.拆开约6.02×1023个N—H所吸收的能量
D.形成1个N—H所放出的能量
(2)N≡N的键能为945 kJ·mol-1,N—N的键能为247 kJ·mol-1,计算说明N2中的π(填“σ”或“π”,下同)键比σ键稳定。
(3)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/(kJ·mol-1) 365 413 336 226 318 452
①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 C—C和C—H的键能较大,所形成的烷烃稳定,而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成。
②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是C—H的键能大于C—O,C—H比C—O稳定,Si—H的键能却小于Si—O,所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O。
解析:(1)N—H的键能是指形成1 mol N—H放出的能量或拆开1 mol N—H所吸收的能量,不是指形成1个N—H释放的能量。1 mol NH3分子中含有3 mol N—H,拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是N—H键能的3倍。(2)N≡N中有两个π键和一个σ键,N—N为σ键,键能为247 kJ·mol-1,而N≡N的键能为945 kJ·mol-1,则π键键能为=349 kJ·mol-1。
12.(15分)现有a~g 7种短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示,请据此回答下列问题:
(1)元素的原子间反应最容易形成离子键的是B(填字母,下同),容易形成共价键的是C。
A.c和f B.b和g
C.d和g D.b和e
(2)写出由a~g中元素组成的,所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式:CCl4(答案合理即可)。
(3)a与e能形成化合物ea5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,其电子式为,其中所含化学键类型为极性共价键、离子键,该物质能与水剧烈反应生成两种气体,这两种气体的化学式是NH3、H2。
(4)g元素与铝生成的物质的物理性质非常特殊,如其熔点为190 ℃(2.02×105 Pa),但在180 ℃就开始升华。据此判断,该物质是共价化合物(填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明你的判断正确的实验依据是该物质在熔融状态下不导电。(共63张PPT)
第六章　物质结构与性质　
元素周期律
第29讲　化学键
目
录
考点二　共价键及其键参数
课时作业
考点一　化学键与化合物类型
真题演练 感悟高考
复习目标
1.了解化学键的形成和表示方法。2.能说出粒子间作用(离子键、共价键、配位键和分子间作用力等)的主要类型、特征和实质。3.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
一
考点一 化学键与
化合物类型
1.化学键
(1)化学键的定义及分类
共价键
极性键
非极性键
(2)离子键、共价键的比较
化学键 离子键 共价键
非极性键 极性键
成键粒子 __________ _____
成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对与成键原子间的静电作用
形成 条件 活泼_____与活泼_______经电子得失,形成离子键; N与酸根离子之间形成离子键 _____元素原子之间成键 _______元素原子之间成键
阴、阳离子
原子
金属
非金属
同种
不同种
2.离子化合物和共价化合物
化合物 离子化合物 共价化合物
定义 含有_______的化合物 只含有_______的化合物
构成粒子 ___________ _____
化学键类型 一定含有_______,可能含有______ 只含有_______
离子键
共价键
阴、阳离子
原子
离子键
共价键
共价键
现有下列物质:①NaCl;②Na2O;③Na2O2;④NaOH;⑤AlCl3;⑥H2O;⑦N2;⑧NH4Cl;⑨CO2;⑩H2O2。
(1)只含离子键的物质有_______(填序号,下同),只含共价键的物质有____________。
(2)含非极性键的离子化合物有___,含有非极性键的共价化合物有___。
微点助学
①②
⑤⑥⑦⑨⑩
③
⑩
3.化学键的表示方法——电子式
(1)常见物质电子式的书写
原子
钠原子:______　氯原子: ______
简单离子
铝离子:______　氟离子: ________
复杂离子
铵根离子:______________
氢氧根离子: ____________
Na·
Al3+
离子化合物
氯化镁:____________________
过氧化钠:__________________
非金属单质
氮气:____________
共价化合物
二氧化碳:_____________
过氧化氢:_____________
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物
如NaCl:Na×　　　 ·→]-。
②共价化合物
如HCl:H×+·。
1.(2026·黑龙江哈尔滨期末)下列有关化学键及化合物的说法中,正确的是(　　)
A.离子键是正、负离子间的吸引作用
B.CaCl2中既有离子键,又有共价键
C.只含共价键的物质不一定是共价化合物
D.离子化合物的化学式代表其分子组成
C
2.下列说法正确的是(　　)
A.NaHSO4溶于水时只破坏离子键
B.CO2溶于水后,分子内的共价键未被破坏
C.NaClO和HClO所含的化学键类型相同
D.NH4F含有离子键和极性共价键
解析:NaHSO4溶于水时发生电离产生钠离子、氢离子和硫酸根离子,破坏了离子键和共价键,A错误;CO2溶于水后能与水发生反应生成碳酸,分子内的共价键被破坏,B错误;NaClO中含离子键和共价键,HClO中只含共价键,C错误。
D
3.下列电子式表达正确的是(　　)
A.HClO的电子式为
B.H2S的电子式可表示为H+]H+
C.用电子式表示Na2O的形成过程:2Na·+·→]2-
D.BaCl2的电子式为]-Ba2+]-
D
解析:HClO分子中,氧原子分别与氢原子和氯原子形成共价键,电子式为,故A错误;H2S是共价化合物,电子式可表示为H,故B错误;用电子式表示Na2O的形成过程时,2个Na+不能合并,正确的表达方式为Na·　　　·　　 →]2-Na+,故C错误;BaCl2是离子化合物,电子式为]-Ba2+]-,故D正确。
二
考点二 共价键及其键参数
1.共价键的本质及特征
共价键是原子间通过___________所形成的相互作用,其特征是具有________和________。
共用电子对
方向性
饱和性
2.共价键的分类
(1)根据成键原子轨道重叠方式可分为σ键和π键
σ键 s-s型
s-p型
p-p型
π键 p-p型
　　　σ键与π键的比较
键型 σ键 π键
轨道重叠方式 沿轴方向“头碰头” “肩并肩”
电子云形状 轴对称 镜面对称
牢固程度 键强度大,不易断裂 键强度较小,容易断裂
旋转 可以旋转 不可以旋转
成键判断规律 共价单键全是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
(2)根据形成共价键的电子对是否偏移可分为极性键和非极性键
______键 共用电子对______偏移
________键 共用电子对________偏移
(3)根据成键原子形成共用电子对的数目可分为共价单键、共价双键和共价三键
单键 原子间有______共用电子对
双键 原子间有______共用电子对
三键 原子间有______共用电子对
极性
发生
非极性
不发生
一个
两个
三个
Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析,原因是____________________
______________________________________________________________________________________。
微点助学
Ge原子半径大,原子间
形成的σ键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成
π键,不易形成双键或三键
3.键参数
(1)概念
键能
键长
键角
(2)键参数对分子性质的影响
①
②键能越大,键长越短,分子越稳定。
判断正误。
(1)共价键的键长是成键的两个原子半径之和。(　　)
(2)在任何情况下,σ键都比π键强度大。(　　)
(3)分子的稳定性与分子间作用力的大小无关。(　　)
(4)碳碳三键的键能是碳碳单键的键能的3倍。(　　)
微点助学
×
×
√
×
1.下列关于共价键的描述正确的是(　　)
A.p-p σ键与p-p π键的对称性相同
B.HCl分子中的共价键是s-p σ键
C.CH2==CHCN分子中σ键与π键数目之比为6︰1
D.气体单质中一定存在σ键,可能存在π键
B
解析:p-p σ键是“头碰头”重叠,属于轴对称,p-p π键是“肩并肩”重叠,属于镜面对称,二者的对称性不相同,A不正确;HCl分子中的共价键是由H原子的1s轨道与Cl原子的3p轨道形成的σ键,是s-p σ键,B正确;1个CH2==CHC≡N分子中含有6个σ键和3个π键,σ键与π键数目之比为2︰1,C不正确;稀有气体为单原子分子,不存在共价键,所以没有σ键、π键,D不正确。
2.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.键长是形成共价键的两原子间的核间距
C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定
D.键角的大小与键长、键能的大小无关
解析:键角是描述分子空间结构的重要参数,如CO2中的2个C==O的键角为180°,故分子为直线形分子,A正确;键长是形成共价键的两个原子间的核间距,B正确;键能越大,键长越短,共价键越强,共价化合物越稳定,C错误;键角的大小取决于成键原子轨道的夹角,D正确。
C
3.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是(　　)
A.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大
B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长
C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高
解析:三者的键角分别为109°28'、120°、180°,依次增大,A项正确;因为F、Cl、Br的原子半径依次增大,故三者与H形成共价键的键长依次增长,B项正确;O、S、Se的原子半径依次增大,故三者与H形成共价键的键长依次增长,键能依次减小,C项正确;分子的熔、沸点与分子间作用力有关,与共价键的键能无关,D项错误。
D
三
真题演练 感悟高考
1.(2025·江西卷)下列说法正确的是(　　)
A.键长:CO>CO2
B.沸点:HI>HCl
C.键能:O2>N2
D.键角:N
B
解析:CO中C原子和O原子通过三键相连,CO2中C原子和O原子通过双键相连,三键的键长小于双键,则键长:COHCl,B正确;N2中存在氮氮三键,O2中存在氧氧双键,由于N2比O2更稳定,故氮氮三键的键能比氧氧双键大,则键能:O2=3,N原子为sp2杂化,且不含孤电子对,前者为四面体结构,后者为平面正三角形结构,则键角:N,D错误。
2.(2024·江西卷)科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是(　　)
A.分子的极性:SiH4>NH3
B.键的极性:H—Cl>H—H
C.键角:H2O>CH4
D.分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH
B
解析:SiH4中四条Si—H完全相同,均为极性键,但由于SiH4为正四面体结构,故为非极性分子,NH3为三角锥形结构,3条N—H的极性不能抵消,故为极性分子,故A错误;H—H为非极性键,H—Cl为极性键,则键的极性:H—Cl>H—H,故B正确;水分子为V形结构,含两个孤电子对,甲烷为正四面体结构,不含孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力较大,则键角:H2ON,分子中三键的键长:HC≡N<
HC≡CH,故D错误。
3.(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图中 代表氟原子
B.该化合物中存在过氧键
C.该化合物中碘原子存在孤电子对
D.该化合物中所有碘氧键键长相等
C
解析:由题图中信息可知,白色的小球可形成2个共价键,灰色的小球只形成1个共价键,黑色的大球形成了4个共价键,根据O、F、I的电负性大小(F最大,I最小)及其价电子数可以判断,白色的小球代表氧原子,灰色的小球代表氟原子,黑色的大球代表碘原子,A错误;根据该化合物结构片段可知,每个碘原子与3个氧原子形成共价键,根据均摊法可以判断必须有2个氧原子分别与2个碘原子成键,才能确定该化合物化学式为IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B错误;根据各原子的结构及成键特点可知,Ⅰ原子的孤电子对数==1,即I原子存在1个孤电子对,C正确;该化合物中既存在I—O单键,又存在I==O双键,单键和双键的键长是不相等的,因此,该化合物中所有碘氧键键长不相等,D错误。
4.(2023·湖北卷节选)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有______(填字母)。
a.Si—Cl键极性更大
b.Si的原子半径更大
c.Si—Cl键键能更大
d.Si有更多的价层轨道
abd
5.(2022·海南卷改编)已知CH3COOH+Cl2 　　　ClCH2COOH+HCl,
ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是(　　)
A.HCl的电子式为H+]-
B.Cl—Cl的键长比I—I短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH弱
B
解析:HCl为共价化合物,氢原子和氯原子间形成共用电子对,其电子式为,A错误;原子半径:ClI,—Cl能使—COOH上的氢原子具有更大的活性,因此ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强,D错误。
四
课时作业29
1.(3分)人们为了营养肌肤,往往需要搽用护肤品。在所有的护肤品中都含有保湿的甘油(丙三醇),已知其结构简式为CH2OHCHOHCH2OH。以下对甘油分子的叙述中,正确的是(　　)
A.分子中只含有极性键
B.分子中只含有非极性键
C.分子中既含有σ键又含有π键
D.分子中既含有极性键又含有非极性键
D
2.(3分)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
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氧双键,既含σ键,又含π键,D符合题意。
D
3.(3分)下列化学用语中表示错误的是(　　)
A.N2的电子式
B.N2H4的电子式为H
C.N的电子式:[H]+
D.用电子式表示HCl的形成过程:H·+·→]-
D
解析:N2的电子式为,A正确;N2H4是共价化合物,每个N原子形成3个共价键,每个H原子形成1个共价键,结构式为 　　　　　　,则N2H4的电子式为H,B正确;N的电子式为[H]+,C正确;氯化氢是共价化合物,用电子式表示HCl的形成过程为H×+·→,D错误。
4.(3分)下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的一组是(　　)
A.NaOH、H2SO4、Na2O2
B.MgO、Na2SO4、HNO3
C.NH4Cl、KOH、Na3PO4
D.HCl、Al2O3、MgCl2
C
解析:NaOH中钠离子与氢氧根离子之间为离子键,氢氧根离子中氢原子与氧原子之间为共价键,H2SO4分子中均为共价键,Na2O2中钠离子与过氧根离子之间为离子键,过氧根离子中氧原子之间为共价键,A不符合题意;MgO由镁离子与氧离子构成,仅含离子键,Na2SO4中含离子键和共价键,HNO3分子中仅含共价键,B不符合题意;NH4Cl中铵根离子与氯离子之间为离子键,铵根离子内部N原子与H原子之间形成共价键,KOH中钾离子与氢氧根离子之间形成离子键,O原子与H原子之间形成共价键,Na3PO4中钠离子与磷酸根离子之间形成离子键,P原子与O原子之间形成共价键,C符合题意;HCl中仅含共价键,Al2O3和MgCl2中均仅含离子键,D不符合题意。
5.(3分)下列图示或说法中,不正确的是(　　)
A.甲醛中π键的电子云形状:
B.硅酸根离子不能像碳酸根离子一样形成简单离子是因为Si的半径大,较易形成π键
C.Cl2分子中共价键的电子云轮廓图:
D.乙酸分子中σ键与π键数目比为7︰1
B
解析:甲醛中C、O原子的p轨道“肩并肩”形成π键,电子云形状:
　　　　　　,A正确。Si的原子半径较大,难以与氧原子形成π键,所以硅酸根离子不能像碳酸根离子一样形成简单离子,B错误。Cl2分子中共价键是由2个氯原子各提供1个容纳未成对电子的3p轨道通过“头碰头”形成的p-p σ键,其电子云轮廓图为 　　　　,C正确。乙酸(CH3COOH)分子中,单键全是σ键,1个双键含1个σ键和1个π键,σ键数目:3个C—H、1个C—C、1个C—O、1个O—H、1个C==O中的σ键,共7个;π键数目:C==O中1个,σ键与π键数目比为7︰1,D正确。
6.(3分)键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是(　　)
A.H—F的键长是H—X(X表示卤族元素)中最长的
B.水分子可表示为H—O—H,分子中键角为180°
C.分子中通常键能越大,键长越短,分子越稳定
D.碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍
C
解析:卤族元素中F的原子半径最小,则H—F的键长是H—X中最短的,A项错误;水分子的结构式为H—O—H,H2O中中心原子O上的孤电子对数为×(6-2×1)=2、σ键电子对数为2、价层电子对数为4,H2O分子的空间结构为V形,分子中键角为105°,B项错误;分子中通常键长越短,键能越大,分子越稳定,C项正确;1个碳碳三键中含2个π键和1个σ键,1个碳碳双键中含1个π键和1个σ键,其中π键键能弱于σ键,故碳碳三键的键能比单键键能的3倍小,碳碳双键的键能比单键键能的2倍小,D项错误。
7.(3分)石灰氮(CaCN2)是一种氮肥,与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N—C≡N),氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是(　　)
A.H2O的电子式为H+]2-H+
B.1个H2N—C≡N分子中含3个σ键
C.H2N—C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2︰1
D.已知CO(NH2)2中含有C==O,1个CO(NH2)2分子中含有2个π键
C
解析:H2O是共价化合物,电子式为H,A错误;单键都是σ键,1个三键中含有1个σ键,则1个H2N—C≡N分子中含4个σ键,B错误;1个H2N—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(NH2)2分子中只有1个双键,其余为单键,故1个CO(NH2)2分子中含有1个π键,D错误。
8.(3分)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.结构相似,1 mol 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,CH2==CHCN分子中σ键与π键数目之比为1︰1
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4 mol N—H断裂,则形成的π键数目为6NA
A
解析:结构相似,所以1个中含有1个三键,因此1 mol 中含有2NA个π键,A正确;CO与N2结构相似,则1个CO分子中含有1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CH2==CHCN分子中含有1个C==C和1个C≡N,因此1个CH2==CHCN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—H断裂,即1 mol N2H4参与反应,则生成1.5 mol N2,N2中含有N≡N,故形成π键的数目是3NA,D错误。
9.(3分)下面为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是(　　)
A.W、R元素单质分子内都存在非极性键
B.X、Z元素都能形成双原子分子
C.键长:W—HW—H
D.键长:X—HB
解析:由元素在周期表中的位置可知,X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。白磷单质中存在非极性键,但稀有气体分子为单原子分子,分子中没有化学键,A项错误;氮气、溴单质都是双原子分子,B项正确;原子半径:W>Y,故键长:W—H>Y—H,电负性:WW—H,C项错误;原子半径:W>X,故键长:W—H>X—H,键长越短,键能越大,故键能:W—H10.(3分)羰基硫(COS)存在于许多种植物中,杀虫效果显著。它与CO2、CS2结构相似,已知C==O的键能为745 kJ·mol-1,下列有关羰基硫的说法错误的是(　　)
A.分子中有2个σ键和2个π键
B.可推测C==S的键能小于745 kJ·mol-1
C.COS中碳原子是采用sp2杂化方式成键的
D.CS2、COS、CO2分解温度依次升高
解析:COS分子中有2个σ键和2个π键;S原子的半径大于O原子,可推测C==S的键能小于C==O的键能,即小于745 kJ·mol-1,所以CS2、COS、CO2分解温度依次升高;COS中碳原子是采用sp杂化方式成键的。
C
11.(15分)氮、硅是地球上极为丰富的元素。
(1)NH3为三角锥形分子,N—H键能的含义是____(填字母)。
A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量
B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量
C.拆开约6.02×1023个N—H所吸收的能量
D.形成1个N—H所放出的能量
解析:N—H的键能是指形成1 mol N—H放出的能量或拆开1 mol N—H所吸收的能量,不是指形成1个N—H释放的能量。1 mol NH3分子中含有3 mol N—H,拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是N—H键能的3倍。
C
(2)N≡N的键能为945 kJ·mol-1,N—N的键能为247 kJ·mol-1,计算说明N2中的____(填“σ”或“π”,下同)键比____键稳定。
解析:N≡N中有两个π键和一个σ键,N—N为σ键,键能为247 kJ·mol-1,
而N≡N的键能为945 kJ·mol-1,则π键键能为=
349 kJ·mol-1。
π
σ
(3)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O
键能/(kJ·mol-1) 365 413 336 226 318 452
①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是__________________________________________________________
____________________________________________。
②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是____________________
______________________________________________________________________________________________________。
C—C和C—H的键能较大,所形成的烷烃稳定,而硅烷中Si—Si和
Si—H的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成
C—H的键能大于
C—O,C—H比C—O稳定,Si—H的键能却小于Si—O,所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
12.(15分)现有a~g 7种短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示,请据此回答下列问题:
(1)元素的原子间反应最容易形成离子键的是___(填字母,下同),容易形成共价键的是___。
A.c和f B.b和g
C.d和g D.b和e
(2)写出由a~g中元素组成的,所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式:_____________________。
B
C
CCl4(答案合理即可)
(3)a与e能形成化合物ea5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子
的最外电子层结构,其电子式为_______________,其中所含化学键类型为__________________,该物质能与水剧烈反应生成两种气体,这两种气体的化学式是_________。
(4)g元素与铝生成的物质的物理性质非常特殊,如其熔点为190 ℃(2.02×
105 Pa),但在180 ℃就开始升华。据此判断,该物质是__________ (填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明你的判断正确的实验依据是________________________。
极性共价键、离子键
NH3、H2
共价化合物
该物质在熔融状态下不导电
Thank you
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