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1、望子成龙学校你的意志和态度将你与其他人区别开来选修 2-1（学案）第 1 页 共 10 页第二章 分子结构与性质 2-1 共价键【学习目标】1理解共价键的本质和特征，知道共价键的主要类型键和 键，理解键参数键能、键长、键角对分子结构和性质的影响，并以此说明简单分子的某些性质。2理解“等电子原理”的含义，能举例说明“等电子原理”的应用。3在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念，能从物质结构决定性质的角度解释、预测分子的某些性质。【学习重点】1键和 键的特征和性质；2用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。【学习难点】1键和 键的特征；2键角【知识梳理】【复习提问】在必修中学习过的化学键
2、有哪些类型？什么是共价键？试用电子式表示H2、Cl2、HCl的形成过程。复习小结：共价键的本质原子间形成共用电子对成键条件成键原子得失电子能力相同或差别较小（一般为同种或不同种非金属元素原子之间）成键粒子原子成键性质共用电子对对两原子核产生的电性作用存在非金属元素的单质（稀有气体除外）、共价化合物、某些离子化合物一、共价键1-1 共价键的实质与特征（1）实质：原子间形成共用电子对（2）特征：共价键具有饱和性和方向性a共价键的饱和性按共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对的电子，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。共价键的饱和性决定了共价分子的组成。例如： H 原子
3、、 Cl 原子都只有1 个未成对电子，它们只能形成H2、Cl2或 HCl 分子，而不能形成 H3、Cl3或 H2Cl 等分子。【考点一】共价键的特征【典例分析】某化合物含碳、氢、氮三种元素，已知其分子内的4 个氮原子排列成内空的四面体结构，且每2 个氮原子间都有1 个碳原子，分子中无CC、CC 和 CC。则此化合物的化学式是A C6H12N4B C4H8N4 CC6H10N4 DC6H8N4【变式练习1】（ 1）写出8O、7N 的价层电子排布图，指出它们在与H 原子结合时，为什么形成H2O、NH3分 子，而不是H3O、NH4分子？望子成龙学校你的意志和态度将你与其他人区别开来选修 2-1（学案
4、）第 2 页 共 10 页（ 2）下列化学式及结构式中成键情况不合理的是ACH3N：B CH2SeO：CCH4S：DCH4Si：b共价键的方向性共价键在形成时，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，而且原子轨道重叠程度越大，电子在两原子核间出现的概率越大，即电子云密度大，对两原子核的吸引力大，形成的共价键也越牢固，能量也越低。由于原子轨道都有一定的形状，所以要取得最大程度的重叠，两个参与成键的原子轨道只有沿着轨道伸展的方向进行重叠，导致共价键必然具有方向性。共价键的方向性决定了分子的空间构型。例如： H 原子在与Cl 原子形成共价键时，由于 Cl 原子未成对电子是3p
5、 电子（3px或、3py、3pz） ，因而 H 原子只能沿着x 轴（或 y 轴、 z 轴）方向靠近Cl 原子。1-2 共价键的类型（1）键a含义：形成共价键的未成对电子的原子轨道采取“头碰头”的方式重叠，这种共价键叫键。 例如： H 原子形成H2分子过程：b种类： s-s键、 s-p键、 p-p键 例如： H 原子与 Cl 原子形成HCl 分子过程， HCl 属于 s-p键。而 Cl 原子与 Cl 原子形成Cl2分子， Cl Cl 属于 p-p键。c特征：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云图形不变，共价键不会被破坏，这种特征称为“轴对称”。（2）键a含义：形成共价键的未成
6、对电子的原子轨道采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫键。例如：未成对的p 电子形成p-p键。HCNH H HCSiH H H HCOH Se 1s11s1电子云相互重叠形成氢分子共价键（HH）H H H H H H H Cl HCl Cl H 未成对的 p 电子云以头碰头方式相互靠拢p 电子云以头碰头方式相互重叠形成的共价单键键电子云图像Cl Cl Cl Cl Cl2H CSH H H 望子成龙学校你的意志和态度将你与其他人区别开来选修 2-1（学案）第 3 页 共 10 页b种类：只有p-p键c特征：形成 键的电子云重叠程度比键小，没有 键牢固，比较容易断裂，活动性高，是化学反应的积极参与
7、者。每个 键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成的平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，键的这种特征称为“镜像对称”。因而 键不能旋转，旋转时 键被破坏。d键的存在： 键通常存在于双键或三键中。 键和 键总称价键轨道。【方法引领】键和 键的存在规律原子在形成共价键时，首先形成键，只有在形成键后，才能形成键。即共价键必然包含有 键。键成单键； 键成双键、三键。共价单键为 键；共价双键中有1 个键、 1 个键；共价三键中有1 个键、 2 个 键。例如： N2的结构式为NN，N2分子的共价键是三键（1 个 p-p键， 2 个 p-p键，如下图所示）【思考】下图为乙烷、
8、乙烯和乙炔的球棍模型与比例模型，试分析三种分子中的共价键分别由几个 键和几个 键组成？【重难点突破】键和 键的比较未成对的 p 电子云以肩并肩方式相互靠拢p 电子云以肩并肩方式相互重叠形成的 键的电子云图像望子成龙学校你的意志和态度将你与其他人区别开来选修 2-1（学案）第 4 页 共 10 页键类型键键原子轨道重叠方式沿键轴方向，以“头碰头”方式重叠在键轴上、下方以“肩并肩”方式重叠原子轨道重叠部位两原子核之间，在键轴上键轴上、下方，键轴处为零原子轨道重叠程度大小电子云对称特征轴对称镜像对称键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼类型s-s键、 s-p键、 p-p键p-p键存在单键、双键、三键（
9、只有1 个键）双键中有 1 个 键，三键中有2 个键【方法引领】（1）键和 键的计算方法成键数： H-1； A-2 ； A-3 ； A-4 ； A-3 ； A-2； A-1 若分子中无环状结构，则键原子总数1；键共价键总数键；分子中共价键总数(各原子成键数该原子的原子个数)2 （2）8 电子稳定结构判断方法共价化合物分子中，若元素的化合价绝对值与其最外层电子数之和等于8，就是8 电子稳定结构，反之不是。【考点二】 键和 键【典例分析】下列物质的分子中，即有键又有 键的是： HCl H2O N2H2O2C2H4C2H2ABCD【变式练习2】（ 1）下列有关化学键类型的判断正确的是A全部由非金属元
10、素构成的化合物中肯定不存在离子键B所有物质中都存在化学键C乙烷分子中的6 个 C H 和 1 个 CC 键都为 键，不存在 键D已知乙炔的结构式为HCCH，则乙炔分子中存在2 个键（ CH） ，和 3 个 键 （CC）（ 2）下列说法不正确的是A键的特点是轴对称，而键的特点是两个p 电子“头碰头”重叠成镜像对称B气体单质中，一定有 键，可能有 键C两个原子间形成共价键时，最多有一个键D键与 键重叠程度不同，形成的共价键强度不同（ 3）P 的价电子排布为3s23p3，P 与 Cl 形成的化合物有PCl3和 PCl5，对此判断正确的是A磷原子最外层有3个未成对电子，故只能结合3 个氯原子形成PCl
11、3 BPCl3中的 PCl 键都是 键CPCl5中的 PCl 键都是 键D磷原子最外层有3个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷二、键参数键能、键长与键角2-1 键能 （1）含义：气态基态原子形成1mol 化学键时释放的最低能量。（2）单位： kJ mol1，常用 E AB表示望子成龙学校你的意志和态度将你与其他人区别开来选修 2-1（学案）第 5 页 共 10 页例如： EHH436.0kJ mol1，E NN946.0kJ mol1 某些共价键的键能与键长键键能 / (kJ mol1) 键长 /pm 键键能 / (kJ mol1) 键长 /pm 键键能 / (kJ m
12、ol1) 键长 /pm H H 436.0 74 CO 745 O H 462.8 96 F F 157 141 OO 142 N H 390.8 101 Cl Cl 242.7 198 OO 497.3 H F 568 Br Br 193.7 228 NN 193 HCl 431.8 I I 152.7 267 NN 418 HBr 366 C C 347.7 154 NN 946 110 HI 298.7 C C 615 133 NO 176 Si Si 235 C C 812 120 NO 607 SiO 162 CO 351 CH 413.4 109 （注： pm 称为皮米， 1pm1
13、012m，1nm109m）（3）键能意义与应用a表示共价键的强弱：键能越大， 即形成化学键时放出的热量越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易被破坏。b表示分子的稳定性：结构相似的分子，化学键键能越大，分子越稳定。例如，键能：EHFEHCl EHBrEHI， 稳定性： HFHCl HBr HI c通过键能大小判断物质的反应活性大小例如， N 和 P是同族元素，非金属性NP，但 EPP201kJ mol1， E NN946.0kJmol1，所以 P4比 N2更容易发生反应。【思考】比较 CC 和 CC 的键能，分析为什么乙烯的化学性质比乙烷活跃，容易发生加成反应？d通过键能大小比较，判断化学反应中
14、的能量变化2-2 键长（1）含义： 形成共价键的两个原子之间的核间距称为键长（相同原子的共价键长的一半称为共价半径）。例如：（2）意义：键长越短，往往键能越大，表明共价越稳定。（键长的长短可以通过成键原子半径大小来判断）2-3 键角（1）含义：在原子数超过2 的分子中，两个共价键之间的夹角称为键角。例如：37pm 共价半径 74pm 键长H H 71pm 共价半径键长 141pm F F 180105107望子成龙学校你的意志和态度将你与其他人区别开来选修 2-1（学案）第 6 页 共 10 页（2）意义：a键角决定分子的空间构型b多原子分子中共价键间形成键角，是共价键具有方向性的具体表现。【
15、考点三】键能、键长、键角的应用【典例分析】某些化学键的键能如下表（kJmol1）键HH BrBr II ClCl HCl H Br HI NN NH 键能436 194 153 243 431 366 299 946 391 （ 1）共价键中HH 键的键能比Cl Cl 键的键能大，其原因是。（ 2）1molH2在 2molCl2中燃烧，放出热量为kJ。（ 3） 在一定条件下， 1molH2与足量的 Cl2、 Br2、 I2分别反应， 放出热量由多到少的顺序是。ACl2Br2I2 BI2 Br2Cl2（4）预测 1molH2在足量 F2中燃烧比在Cl2中燃烧放热较（填“多”或“少” ） 。（5）已知： N23H22NH3，则该反应的逆反应是（填“放热”或“吸热”）反应。【变式练习3】（ 1）能够用键能解释的是A氮气的化学性质比氧气稳定B常温常压下，溴呈液态，碘为固体C稀有气体一般很难发生化学反应D硝酸易挥发，硫酸难挥发（ 2）H2S分子中两个共价键的夹角接近90，其原因是A共价键的饱和性BS 原子电子排布C共价键的方向性DS 原子中 p 轨道的形状（3）下列说法中正
