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1．认识共价键的形成和本质，了解共价键的特征。2．了解σ键和π键，会判断共价键的极性。3．能利用键长、键能、键角等说明分子的某些性质。01课前自主梳理02课堂合作探究03演练效果检测课时作业知识点一共价键1．共价键的形成及本质2．共价键的分类(1)σ键和π键(2)极性键和非极性键形成元素共用电子偏移原子电性非极性键元素因两原子电负性，共用电子两原子均不显电性极性键元素共用电子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相同不偏移不同大负正3.共价键的特征[自我诊断]下列对共价键的说法中，不正确的是()A．共价键是通过形成共用电子或通过原子轨道重叠形成的B．形成共价键的原子之间电负性相同或相差不大C．一般情况下，一个原子有几个未成对电子就会和几个自旋方向相反的未成对电子成键D．共价键是通过共用电子形成的，不属于电性作用解析：共价键是通过共用电子形成的化学键，也是一种电性作用。答案：D知识点二键参数1．键参数概念作用键能在101.3kPa、298K条件下，断开1molAB(g)分子中的化学键，使其分别生成和所的能量。用EA－B表示键能的大小可定量地表示化学键的。键能越大，共价键越，含有该键的分子越气态A原子气态B原子吸收强弱程度牢固稳定概念作用键长两个成键原子的间的距离两原子间的键长越短，化学键越，键越。键长是影响分子的因素之一键角在多原子分子中，的夹角由共价键的方向性所致，键角是影响分子的重要因素原子核强牢固空间构型两个化学键空间构型2．常见物质的键角及分子构型分子键角空间构型CO2180°形H2O104.5°V形NH3107.3°形直线三角锥[自我诊断]在HX中，其稳定性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次减弱，这是什么原因？提示：从HF到HI，共价键的键长越来越长，键能越来越小，断开时所需能量就越来越少，共价键越来越不牢固，所以稳定性从HF到HI依次减弱。要点一共价键的特征与分类1．共价键的特征(1)饱和性成键原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”。H原子、Cl原子都只有一个未成对电子。因此，只能形成H2、Cl2、HCl分子，不能形成H3、H2Cl、HCl2等分子。共价键的饱和性决定了共价分子的组成。(2)方向性原子间形成共价键时，成键原子的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越大，共价键越牢固。由于原子轨道都有一定形状，要达到最大程度的重叠，原子轨道就有空间取向问题，这就是共价键的“方向性”。共价键的方向性决定了共价分子的构型。2．分类分类依据类型共用电子数单键、双键、叁键共用电子是否偏移极性键、非极性键原子轨道的重叠方式σ键、π键3.σ键和π键的比较键型成键方式电子云形状强度σ键沿轴方向“头碰头”轴对称大，不易断裂π键平行或“肩并肩”镜面对称较小，易断裂[温馨提示](1)不是所有共价键都有方向性。s轨道是球形的，s轨道与s轨道形成σ键时，无方向性，且两个s轨道只能形成σ键，不能形成π键。(2)两个原子间形成的共价键中，一定有σ键，不一定有π键。[典例1]下列关于共价键的说法不正确的是()A．H2S分子中两个共价键的夹角接近90°的原因是共价键有方向性B．N2分子中有一个σ键，两个π键C．两个原子形成共价键时至少有1个σ键D．在双键中，σ键比π键弱[思路点拨][解析]A项，S原子的价电子构型是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的3px和3py轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键夹角接近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分子有三个化学键，其中有一个σ键和两个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，σ键的重叠程度比π键大，故σ键键能大于π键。[答案]D(1)π键通常存在于双键或叁键中，形成π键时，电子云重叠程度比σ键小，不如σ键稳定。(2)共价单键为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，叁键中有一个σ键和两个π键。(3)共价键存在于除稀有气体以外的非金属单质、共价化合物(非金属氧化物、非金属氢化物、酸、大多数有机物)、多原子组成的复杂离子中。1．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是()①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4A．①②③B．③④⑤C．①③D．③⑤解析：HCl、H2O、N2、H2O2、C2H4的结构式分别为：H—Cl、H—O—H、N≡N、H—O—O—H、，π键存在于共价双键或共价叁键中。答案：D要点二共价键的键参数1．键参数的应用(1)共价键的键能和键长反映了共价键的强弱程度，键长和键角常被用来描述分子的空间构型。(2)一般来讲，形成共价键的两原子半径之和越小即键长越短、共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定。如HF、HCl、HBr、HI中，分子的共用电子对数相同(1对)，因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，故共价键牢固程度H—F＞H—Cl＞H—Br＞H—I，因此，稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI。氧族元素气态氢化物的稳定性递变规律可用类似的方法加以解释。(3)当两个原子形成共价键时，原子轨道发生重叠，重叠程度越大，键长越短，键能越大。(4)有机物中碳原子与碳原子形成的共价键的键长规律是：C—C＞C===C＞C≡C。2．键参数与分子性质的关系[温馨提示](1)碳碳双键和碳碳叁键的键能不是碳碳单键键能的2倍或3倍，是因为这些键的类型不完全相同。(2)在比较相类似的共价键的牢固程度时，可以看键长，而键长又决定于成键原子的半径，如r(C)＜r(Si)，则C—C键长小于Si—Si键长，C—C键比Si—Si键牢固。[典例2]下列说法正确的是()A．分子中键能越大，键长越长，则分子越稳定B．在卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，稳定性越强C．水分子可表示为H—O—H，分子中键角为180°D．H—O键键能为463kJ·mol－1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463kJ[解析]分子中键能越大，键长越短，分子越稳定；在卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，形成的共价键的键长越短，分子越稳定；水分子中两个共价键的键角为104.5°，是V形分子；18gH2O分解成H2和O2，断开H—O共价键需吸收能量2×463kJ，生成H—H和O===O还要释放能量，二者能量差即为消耗能量。[答案]B(1)共价分子构成的物质的熔、沸点以及挥发性等，都是物理性质，变化过程与化学键断裂无关；而稳定性属于物质的化学性质，与分子中化学键的断裂有关。(2)键能与反应热的关系：①定性关系：反应热由化学键断裂吸收的能量与化学键形成释放的能量的相对大小来决定。如果旧化学键断裂所吸收的总能量大于新化学键形成所释放的总能量，该反应为吸热反应；反之，为放热反应。②定量关系：ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和。2．NH3分子的空间构型是三角锥形结构而不是平面正三角形结构，最充分的理由是()A．NH3分子中N—H键是σ键B．NH3分子内三个价键的键角和键长均相等C．NH3分子内3个N—H键的键长相等，键角都等于107.3°D．NH3分子内3个N—H键的键长相等，键角都等于120°解析：NH3分子内N—H键是σ键，键角和键长都相等，其分子构型可能是平面正三角形或三角锥形结构，这是由键角决定的。如果键角为120°，则为平面正三角形。答案：C[随堂训练]1．下列有关叙述中，正确的是()A．按共用电子是否偏移可以把共价键划分为极性键和非极性键B．同种元素的原子间形成的共价键可能是极性共价键C．极性键肯定没有非极性键牢固D．两个原子之间共用两对电子，形成的化学键一定有极性解析：不同种元素的原子之间形成的化学键一定是极性键，同种元素的原子间形成的一定是非极性键，共价键的牢固程度取决于成键原子的半径大小，而与极性或非极性键无关，共价键的极性与成键原子吸引共用电子的能力是否有差别有关，而与共用电子的多少无关。答案：A2．相距很远的两个氢原子相互逐渐接近，在这一过程中体系能量将()A．先变大后变小B．先变小后变大C．逐渐变小D．逐渐增大解析：相距很远的两原子之间作用力几乎为零，能量为两原子能量之和；随着距离的减小，两原子相互吸引，使体系能量缓慢下降；当两原子继续靠近时，两原子轨道重叠，各成单电子配对成键，能量最低，再进一步接近，两原子核之间的相互斥力又将导致体系能量上升。答案：B3．下列说法不正确的是()A．双键、叁键都有π键B．成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固C．因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定D．所有共价键都具有方向性解析：对D选项可举反例。如：s轨道的形状是球形对称的，两个s轨道形成的σ键无方向性。答案：D4．下列说法正确的是()A．若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性B．s轨道和p轨道重叠可以形成π键C．所有共价键都有方向性D．两个原子之间形成共价键时，可形成多个σ键解析：由于S原子最外层有6个电子，故最多与2个H原子结合，所以根据共价键的饱和性，将H2S写为H3S不正确；s轨道和p轨道重叠只能形成σ键；共价键不一定都具有方向性，如H2分子中的H—H键，因为H原子只有1s轨道，1s为球形对称，所以两个H原子成键时沿任何方向重叠形成的共价键都相同；两个原子形成共价键时只能形成一个σ键。答案：A5．下列物质中，既含有极性共价键，又含有非极性共价键的是()①H2②HCl③NH3④H2O2⑤CO2⑥CCl4⑦C2H6A．③④⑤⑥⑦B．①③⑤⑥⑦C．④⑦D．⑤⑥⑦解析：判断键的极性，关键是看形成共价键的两个原子是同种元素还是不同种元素，不同种元素原子的电负性一定是不同的，形成的共价键为极性键。H2中的共价键为非极性键，HCl、NH3、CO2、CCl4中的共价键全部为极性键，H2O2中有极性键(O—H)和非极性键(O—O)，C2H6中有极性键(C—H)和非极性键(C—C)。答案：C6．下列关于σ键和π键的说法正确的是()A．σ键是原子轨道以“头碰头”方式形成的共价键，π键是原子轨道以“肩并肩”方式形成的共价键B.描述的是π键的形成过程C．原子轨道以“头碰头”方式重叠比以“肩并肩”方式重叠的程度小，所以σ键比π键活泼D.可以表示N2分子中存在的σ键和π键情况解析：两个原子的成键轨道沿键轴(核间连线)方向以“头碰头”方式重叠，形成σ键；两个原子的成键轨道在键轴两侧以“肩并肩”方式重叠，形成π键。B项表述的是“头碰头”方式的重叠，所以形成的是σ键。C项，σ键的重叠程度大于π键，所以σ键更稳定。D项，考虑到σ键和π键的重叠方式，中间位置形成的是σ键，其他位置形成的是π键。答案：A7．下表中的数据是破坏1mol化学键所消耗的能量。物质Cl2Br2I2H2HFHClHBrHI能量/kJ243193151436565431363297根据上述数据回答(1)～(5)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是________。A．H2B．Cl2C．Br2D．I2(2)下列氢化物中，最稳定的是________。A．HFB．HClC．HBrD．HI(3)X2＋H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？________。(4)相同条件下，X2(X代表F、Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是________。(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？________。你的根据是___________________________________________________。解析：反应物越活泼，能量越高；物质能量越低越稳定，破坏其中的化学键需要的能量越多，形成该键时放出的能量也越多。答案：(1)A(2)A(3)放热反应(4)F2(5)能反应物越活泼，生成物越稳定，放出的热量越多，在HF、HCl、HBr、HI中，HF最稳定8．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：元素相关信息XX的基态原子核外3个能级