高二化学选修三教学案：第二章 第一节 共价键 Word版含答案

1．知道共价键的主要类型σ键和π键。

2．能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。 3．结合实例说明“等电子原理”的应用。

细读教材记主干

1．共价键是原子间通过共用电子对形成的相互作用。HCl分子的形成：

2．由同种原子形成的共价键，共价键不偏向任何一方原子，这样的共价键称为非极性共价键，如H－H键。由不同种原子形成的共价键，共用电子对偏向吸引电子能力强的一方，这样的共价键称为极性共价键，如H－Cl键。

3．σ键的特征是轴对称，键的强度较大；π键的特征为镜像对称，不如σ键牢固，比较容易断裂。

4．键长越短，键能越大，共价键越牢固，含有该共价键的分子越稳定，键角决定分子的空间构型，共价键具有方向性。

5．原子总数相同，价电子总数相同的等电子体，具有相似的化学键特征和相近的化学性质。

[新知探究]

1．概念：原子间通过共用电子对形成的化学键。 2．本质：在原子之间形成共用电子对。 3．特征：

4．类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类)： (1)σ键： 形成 成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠而形成 s-s型 类 型 s-p型 p-p型 续表 特征

①以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称；②σ键的强度较大 (2)π键： 形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 p－p型 ①π键的电子云具有镜面对称，即每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两特征 原子核构成的平面的两侧，如果以它们之间含原子核的平面为镜面，它们互为镜像；②π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂 (3)价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键的总称。 [名师点拨]

1．共价键的特征 (1)饱和性

因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定的，因此在共价键的形成过程中，一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，所以共价键具有饱和性。

(2)方向性

除s轨道是球形对称外，其他的原子轨道都具有一定的空间取向。在形成共价键时，原子轨道重叠得愈多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。

2．共价键的类型 分类标准 类 型 共用电子对数 单键、双键、三键 共用电子对的偏移程度 极性键、非极性键 原子轨道重叠方式 σ键、π键 3.σ键与π键比较 键的类型 σ键 π键 电子云 沿键轴方向 沿键轴方向 重叠方式 “头碰头”重叠 “肩并肩”重叠 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 重叠程度 大 小 键的强度 强度大，不易断裂 强度小，易断裂

不活泼 活泼 p-p s-s、s-p、p-p [对点演练] 1．(2016·浙江柯桥高二检测)下列说法正确的是( ) A．π键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的 B．σ键就是单键，π键就是双键

C．乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键 D．H2分子中含σ键，而Cl2分子中含π键

解析：选C π键为p电子“肩并肩”重叠形成，而σ键为s或p电子“头碰头”重叠形成，A错误；σ键是单键，双键是由一个σ键和一个π键形成，B错误；乙烷分子中均为单键，乙烯中含C===C键，有1个π键，则乙烷分子中的键全为σ键，而乙烯分子中含σ键和π键，C正确；氢气、氯气中均为共价单键，则H2分子含σ键，Cl2分子中也含σ键，均不含π键，D错误。

[新知探究]

1．概念和特点 键参数 概念 气态基态原子形成1 mol 化学键释放的键能 最低能量 键长 形成共价键的两个原子之间的核间距 键角 两个共价键之间的夹角 特点 键能越大，键越稳定，越不易断裂 键长越短，键能越大，键越稳定 表明共价键有方向性，决定分子的立体结构 化学活泼性 成键电子

2.对分子性质的影响 [名师点拨]

键参数的意义 1．键能

(1)表示共价键的强弱 原子形成共价键时，原子轨道重叠程度越大，体系能量降低得越多，释放出的能量越多，形成的共价键的键能越大，意味着共价键越稳定。

(2)表示分子的稳定性

键能越大，分子越稳定。例如： H—F H—Cl H—Br H—I 化学键 568 431.8 366 298.7 键能(kJ/mol) 由此可判断稳定性：HF>HCl>HBr>HI。 (3)通过键能判断物质的反应活性大小

例如，非金属性N>P，N比P更容易得到电子，有更大的反应活性，但P—P键的键能为201 kJ/mol，N≡N键的键能为946 kJ/mol，故N2比P4的反应活性小。

2．键长

(1)意义：一般来说，键长越短，键能就越大，键就越稳定，分子就越牢固，受热时就越难分解。

(2)影响因素：影响共价键长短的因素是成键原子的半径。原子半径越小，键长越短。 3．键角

(1)键角决定分子的立体结构。

(2)多原子分子中共价键间形成键角，表明共价键具有方向性。 (3)常见分子中的键角：CO2分子中的键角为180°，为直线形分子；H2O分子中键角为105°，为V形分子；CH4分子中键角为109°28′，为正四面体形分子。

[对点演练]

2．[双选](2016·福建四地六校联考)从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：

－－＋O2 数据 O—O键 O2O2 O2 2 －149 128 121 112 键长(1012m) x y 键能(kJ/mol) z＝494 w＝628 其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为w>z>y>x；该规律性是( )

A．成键的电子数越多，键能越大 B．键长越长，键能越小

C．成键所用的电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大

－－＋

解析：选A、B 由题意知，所含电子数O22>O2>O2>O2，要形成相对稳定结构，成键电子数必然增多，且键能依次增大，故A正确、C错误；键长越长，说明轨道的重合程度越小，越容易断裂，键能越小，故B正确；电子对越偏移说明极性越大，和键能没有必然关系，故D错误。

[新知探究]

1．等电子原理 原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。

2．等电子体

满足等电子原理的分子称为等电子体。如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体，它们的许多性质相似。

[名师点拨]

等电子体的判断方法

(1)将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n和减少n(n＝1,2等)的原子，如N2与－－

CO、N3和CNO均互为等电子体。

(2)将粒子中一个或几个原子换成原子序数增加(或减少)n的元素的带n个单位电荷的阳

－

离子(或阴离子)，如N2O和N3互为等电子体。

(3)同主族元素最外层电子数相等，故可将粒子中原子换成同主族元素原子，如O3和SO2

互为等电子体。

[对点演练]

3．(2016·宁夏师大附中高二检测)根据等电子原理，等电子体之间结构相似、物理性质也相近。以下各组粒子不能互称为等电子体的是( )

A．CO和N2 B．O3和SO2 C．CO2和N2O D．N2H4和C2H4

解析：选D CO和N2的原子个数都为2，价电子数：前者为10，后者为10，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，A错；O3和SO2的原子个数都为3，价电子数：前者为18，后者为18，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，B错；CO2和N2O的原子个数

都为3，价电子数：前者为16，后者为16，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，C错；N2H4和C2H4的原子个数都为6，价电子数：前者为14，后者为12，原子数相等，但价电子数不相等，不属于等电子体，D正确。

1．下列说法正确的是( )

A．若把H2S写成H3S则违背了共价键的饱和性

＋

B．H3O的存在说明共价键不应有饱和性 C．所有共价键都有方向性

D．两个原子轨道发生重叠后，两核间的电子不仅存在于两核之间，还会绕两核运动 解析：选A 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；H2O只能结合1个H形成H3O，证明共价键有饱和性，B项错误；H2分子中氢原子的s轨道成键时，因为s轨道呈球形，所以H2中的H—H键没有方向性，C项错误；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。

2．(2016·成都高二检测)下列对σ键的认识不正确的是( ) A．σ键不属于共价键，是另一种化学键 B．s-s σ键与s-p σ键的对称性相同

C．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键

D．含有π键的化合物与只含σ键的化合物化学性质不同

解析：选A 因σ键和π键均属于共价键，故A错误；因s-s σ键与s-p σ键的电子云均为头碰头重叠，则为轴对称图形，故B正确；单键为σ键，双键中有1个σ键，所以分子中含有共价键，则至少含有一个σ键，故C正确；π键不稳定，易断裂，则含有π键的化合物，性质活泼，所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物化学性质不同。

3．下列说法中错误的是( )

A．p轨道之间以“肩并肩”重叠可形成σ键

B．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 C．s和p轨道以“头碰头”重叠可形成σ键

D．含有π键和σ键的分子在反应时，π键总是先断裂，优先参与化学反应

解析：选A p电子的原子轨道“肩并肩”重叠形成的是π键，故A错误；如H原子只含有s电子，而s电子只能形成σ键，故B正确；s和p电子的原子轨道以“头碰头”重叠可形成σ键，故C正确；形成π键的轨道重叠程度要比形成σ键的轨道重叠程度小，因而π键比σ键易断裂，易发生化学反应，故D正确。

4．(2016·晋江高二检测)σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的σ键是由两个原子的s、p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )

A．H2 B．Cl2 C．NaH D．HF

解析：选D H2中的σ键由两个原子的1s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，A错误；Cl2中的σ键由两个原子的3p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，B错误；NaH为离子化合物，不存在共价键，C错误；HF中的σ键由氢原子的1s轨道和氟原子的2p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成，D正确。

5．下列说法中正确的是( ) A．分子的结构是由键角决定的

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

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