第1讲共价键及其参数（原卷版）.docx

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1、第1讲 共价键及其参数极知识清单基本概念。键；兀键；键参数(键能、键长、键角);视f典题温故材料1已知电负性：N = 3.0, Cl = 3.0o材料2氮气的化学性质不活泼，在高温、高压、催化剂存在的条件下，氮气和氢气作用生成氨气。 空气中的氮气和氧气在雷电的作用下，可反应生成一氧化氮。氯气与氢气的混合气体，若氢气的体积分数大于5%,在强光照射时可能会爆炸。点燃密闭容器中的氢 气与氯气的混合气体时，大量氢气与氯气接触，迅速化合放出大量热，使气体体积急剧膨胀而发生爆炸。问题1氮元素和氯元素的电负性相同，二者对应单质的活泼性是否相同？提示：不同。N2中存在N三N,氮氮三键的键能比较大，断开氮氮三键

2、需要较高的能量，故单质的活泼 性：N2HClHBrHIo因原子半径：FClBrI,故键长：HFHCKHBrHCl HBrHI,稳定性：HFHClHBrHIo问题4判断正误(1)在任何情况下，都是。键比兀键强度大()(2)s-s o键与s-p o键的电子云形状对称性相同()(3R键能单独形成，而兀键一定不能单独形成()(4R键可以绕键轴旋转，兀键一定不能绕键轴旋转()(5)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍()答案(l)x (2)4 (3)4 (4)4 (5)xCS2分子中大兀键可以表示为 o(4)偏钗酸镂加热分解生成五氧化二机、氨、水。偏钢酸镂的阴离子呈如图2所示的无限链状

3、结构，则偏钮酸镂的化学式为 o通关13碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实:化学键CCCHC0SiSiSiHSi0键能/(kJmo)356413336226318452回答下列问题：通常条件下，比较CH4和SiH4的稳定性强弱：o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垃多，原因是(3)SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物，原因是命题点3等电子原理及其应用通关14 (1)写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 o(2)根据等电子原理，仅由第二周期元素形成的共价分子中，互为等电子体的是 和和 O(3)在短周期元素组成的物质中，与NO

4、?互为等电子体的分子有、o(4)与H2O互为等电子体的一种阳离子为(填化学式)，阴离子为 o(5)与OH一互为等电子体的一种分子为(填化学式)。(6)与SO3互为等电子体的一价阴离子为，二价阴离子 o(7)与N2互为等电子体的分子是，阴离子是,阳离子是。(8)与COF互为等电子体的离子为，分子为。(9)与SOK互为等电子体的离子为,分子为 o思维模型-常见的等电子体粒子通式价电子总数立体构型C02、CNS，N02 N；ax216直线形COF N05、S03ax324平面三角形SO2、O3、NO2ax218V形cci4、sor por cio；AX432正四面体形per、sor、cio；ax32

5、6三角锥形(X、CO、N2、CNAX10直线形CH4、NHl、SiH4ax48正四面体形NH3、PH3、H3O+ax38三角锥形趣:知识梳理1 .共价键的本质共价键的本质是原子之间形成共用电子对（即原子轨道重叠后,高概率地出现在两个原子核之间的电子 与两个原子核之间的电性作用。）2 .共价键的特征共价键的饱和性按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋状态相反的电子配对成 键，这就是共价键的饱和性。共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。共价键的方向性共价键形成时，两个参与成键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，而且原子轨 道重叠越多

6、，电子在两核间出现的概率越大，形成的共价键就越牢固。电子所在的原子轨道都有一定的形 状，所以要达到最大重叠，共价键必然有方向性。共价键的方向性决定了分子的空间结构，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s轨道上的电子形 成的共价键就没有方向性。3 .共价键的类型分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式。键电子云“头碰头”重叠匹键电子女“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里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初主意一般情况下，两种元素的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价

7、键；当两种元素的电 负性相差很大（大于1.7）时，一般不会形成共用电子对，而形成离子键。（2）同种非金属元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种非金属元素原子间形成的为极性键。键与兀键的比较共价键类型。键兀键电子云重叠方式沿键轴方向相对重叠沿键轴方向平行重叠电子云重叠部位两原子核之间，在键轴处键轴上方和下方，键轴处为零电子云重叠程度大小示意图s-s U 键00s-pb 键 OCX3Hp-p b 键键蓝 p-pp健 X00键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼成键规律共价单键是。键；共价双键中一个是。键，一个是兀键；共价三键中一个是。 键，两个是兀键对于。键和兀键应特别注意的问题S轨道与S轨道形成

8、。键时，电子并不是只在两核间运动，只是电子在两核间出现的概率大。因S轨道是球形的，故S轨道与S轨道形成O键时，无方向性。两个S轨道只能形成。键，不能形成兀 键。两个原子间可以只形成。键，但不能只形成兀键。4 .键参数概念继熊：气态基态原子形成1 mol化学键释放r的最低能量键参数键长:形成共价键的两个原子之间的核间距键鱼：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角(2)键参数对分子性质的影响键能一 键长= 键角一生分子的稳定性生工分子的立体构型-决定分子的性质(1)键能的应用表示共价键的强弱键能越大，断开化学键时需要的能量越多，化学键越稳定。判断分子的稳定性结构相似的分子中，共价键的键能越大

9、，分子越稳定。判断化学反应的能量变化在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焰变与键能的关系为“=反应物键能总和一生成物键能总和；时，为放热反应；()时，为吸热反应。(2)键长的应用一般键长越短，键能越大，共价键越稳定，分子越稳定。键长的比较方法a.根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。b.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。键角的应用键长和键角决定分子的空间结构。常见分子的键角与分子空间结构化学式结构式键角空间结构C020C0180直线形nh3/H J4I H107三角锥形H2O0/ H H

10、105V形BF3E/FF120平面三角形CH4IH(I12H1109028z正四面体形0注意般情况下，共价键的键能越大，键长越短，分子越稳定。5 .等电子原理(1)等电子体原子总数相同,价电子总数相同的粒子互称为等电子体。例如，N2和CO、。3与SO2是等电子体。(2)等电子原理等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理。例如，CO和N2都 存在三键，性质较稳定。A归纳总结，常见的等电子体及其空间构型微粒通式价电子总数空间构型CO2 SCN，NO2、N；ax216e-直线形COf、NO；、SO3ax324e-平面三角形S02、。3、NO：ax218eV形SOf 、

11、POfax432e-正四面体形POf、SOf、CIO；ax326e-三角锥形co、n2AX10e-直线形CH4、NH：AX48e-正四面体形视典例精析例题1下列说法正确的是()A.兀键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的B. o键呈镜面对称，兀键呈轴对称C. C2H6中的化学键全为。键，而C2H4中含有。键和兀键D.此中含有。键，而Cb中除含有。键外还含有兀键答案C解析原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为。键，以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键 为兀键，A项错误；原子轨道重叠方式的不同决定了。键呈轴对称，兀键呈镜面对称，B项错误；分子中所有 的共价单键都是o键，C2H6、H2、

12、。2中都仅含有共价单键，故只含有。键，而C2H4中含有共价双键，因而 含有兀键，C项正确，D项错误。例题2有以下物质：HF,C12,H2。，N2,C2H4,C2H6,H2，H2O2,HCN(HC三N)。(1)只有。键的是(填序号，下同)；既有。键又有兀键的是 o(2)含有由两个原子的s轨道重叠形成的。键的是 o(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的。键的是。(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的。键的是 o解析(1)单键只有。键，双键或三键才含有兀键，故只有。键的是；既有键又有兀键的是 。(2)H原子只有s轨道，题给物质中含有由两个原子的s轨道重叠形成的

13、。键的只有H2o(3)含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的。键的有。(4)含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的。键，说明构成这种。键的原子中一定没 有H原子，故正确答案为。答案(1)(2)(3)(4)例题3下列说法不正确的是()A.键能越大，表示化学键越牢固，越难断裂D. 一般地，成键的两原子核越近，键长越短，化学键越牢固，形成的物质的性质越稳定C.破坏化学键时吸收能量，形成化学键时释放能量D.碘易升华，这与分子中II的键能大小有关答案D解析键能越大，断裂该键所需的能量越多，化学键越牢固，越难断裂，A项正确；一般情况下，成 键的两原子核越近，键长越短，断开该键越

14、难，化学键越牢固，形成的物质的性质越稳定，B项正确；破 坏化学键时需要吸收能量，形成化学键时释放能量，C项正确；物质的升华属于物理变化，与化学键的键 能大小无关，D项错误。例题4下列事实不能用键能的大小来解释的是（）A.氮元素的电负性较大，但N2的化学性质很稳定B.稀有气体一般难发生反应E. HF、HC1、HBr、HI的稳定性逐渐减弱F. HF比H2O稳定答案B解析由于N2分子中存在三键，键能很大，破坏共价键需要很大的能量，所以N2的化学性质很稳定; 稀有气体都为单原子分子，没有化学键；卤族元素从F到I,原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长 逐渐变长，键能逐渐变小，所以稳定性：HFHClH

15、BrHI；由于HF的键能大于H0,所以稳定性: HFH2Oo&知识通关命题点1共价键分类与。、兀键的判断通关1共价键具有饱和性和方向性，下列有关叙述中，不正确的是（）A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的B.共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的C.共价键的方向性决定了分子的空间结构D.所有共价键都具有方向性通关2根据H原子和F原子的核外电子排布，判断下列关于F2和HF分子中共价键的描述正确的是 （）A.两者都为s-so键B.两者都为ppo键C.前者为p-po键，后者为s-po键D.前者为s-so键，后者为s-po键通关3 （1）与NH；互为等电子体的一种分子为（填化学式）。

16、(2)柠檬酸的结构简式如图所示。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的。键的数目为 moloCHC()()HI 一HOCCOOHICH2COOH通关4(l)2019全国卷in, 35(4)NH4H2Po4中，P的杂化轨道与O的2P轨道形成键。(2)2018全国卷1 , 35(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，其中存在的化学键有(填标号)。A.离子键B. o键C.兀键D.氢键(3)2018江苏卷，21A(3)与Ch分子互为等电子体的一种阴离子为(填化学式)；用分子中。键与 兀键的数目 比/1(c):拉(兀)=o通关5含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。(1)CH4

17、中的化学键从形成过程来看，属于(填%”或“方)键，从其极性来看属于 键。(2)已知CM与N2结构相似，推算HCN分子中键与兀键数目之比为 o(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结 构，则C60分子中兀键的数目为 o0(4)利用CO可以合成化工原料COCb，C0C12分子的结构式为|，每个COCL分子内含有的ClcC1。键、兀键数目为 OA. 4个o键B. 2个o键、2个兀键C. 2个o键、1个兀键D. 3个o键、1个兀键通关6计算1 mol下列粒子中b、兀键数目(用Na表示)(1)CO2、0(2)Cu(NH3)42+、o(3)CN_、o

18、(4)C2H50H、o(5)CH3CHO、o(6)0火0、=J题后反思兀键深化理解(1)。、兀键的计算方法：单键只有一个。键；双键是一个O键一个兀键；三键是一个O键两个兀键。(2)当成键原子半径越大，兀键越难形成，如Si、0难形成双键。(3)。键与兀键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同，一般。键比兀键稳定，但N2中兀 键较稳定。(4)并不是所有的共价键都有方向性，如s-so键没有方向性。(5)原子形成共价键时优先形成。键。(6)配位键也属于。键。命题点2共价键的键参数及应用通关7下列能说明BF3分子中4个原子在同一平面的理由是()A.任意两个键的夹角为120。B. BF是非极

19、性共价键C. 3个BF的键能相等D. 3个BF的键长相等通关8下列说法中正确的是()A.双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定B.双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定C.双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定D.在双键中，。键的键能要小于兀键通关9下列关于物质的组成、结构或性质的叙述正确的是()A.第三周期主族元素中，第一电离能和电负性最大的都是氯B. HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键C.基态原子价电子排布式为(一1川()MO的元素属于第WB族D.金刚石、金刚砂(SiC)、单晶硅为共价晶体，共价键依次增强，熔点依次升高通关10(深度思考)(1)在HX分子(X代表卤素原子)中，键长最

20、短的是,最长的是; 00键的键长(填“大于”“小于”或“等于)0=0键的键长。(2)N三N键的键能为946 kJmoL , NN键的键能为193 kJmoL ,则一个兀键的平均键能为 kJmo，说明N2中 键比 键稳定(填，”或“兀”)。(3)结合事实判断CO和N2相对活泼的是，试用下表中的键能数据解释其相对活泼的原因：COC0C0C=0键能（kJmoi）n2NNNNN=N键能（kJmoi）(4)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，原因是通关11氮是一种典型的非金属元素，其单质及化合物在生活和生产中具有广泛的用途。回答下列问

21、题:(1)磷元素与氮元素同主族，基态磷原子有 个未成对电子，白磷的分子式为P4,其结构如图甲所示。科学家目前合成了 N4分子，N4分子中氮原子的杂化轨道类型是,NNN键角为；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，推测其用途可为 oH图甲白磷结构Z-N4 HH图乙Zn(NH3)62+(2)NH3与Z/+可形成Zn(NH3)62+,其部分结构如图乙所示。NH3的立体构型为 oZn(NH3)62+中存在的化学键类型有； NH3分子中HNH键角为107。，判断Zn(NH3)612+ 离子中 HNH 键角(填“”“”或“=”)107。肿(N2H。可视为NH3分子中的一个氢原子被一NH2取代形成的另一种氮

22、的氢化物。与N2H4互为等电 子体的分子有(写出一种即可)。通关12碳、硫和帆的相关化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题：(1)基态钢原子的结构示意图为 o(2)VO r的中心原子上的孤电子对数为, 一个VO中含有 个。键。(3)2-疏基烟酸氧机配合物(图1中W)是副作用小且能有效调节血糖的新型药物。该药物中N原子的杂化方式是 oX、Y、Z三种物质在水中的溶解性由大到小的顺序为，原因是已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原 子间运动，形成大兀键。大兀键可用错误!表示，其中2、分别代表参与形成大兀键的原子个数和电子数，如某分子中的大兀键表示为错误!。下列微粒中存在大兀键的是(填字母)。c. h2sA. 03B. SOfD. N03