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1、第三章 共价键一、知识梳理(一)共价键1共价键的概念原子间通过共用电子对或电子云的有效重叠所形成的化学键叫共价键。2. 共价键的形成条件一般是非金属原子之间，且成键的原子最外层电子未达到饱和状态，则在两原子之间通过共用电子对形成共 价键。有些金属原子与非金属原子间也可以形成共价键，如A1C13中的Al原子与Cl原子之间就形成共价键。3. 共价键的实质：共用电子对的作用或电子云的有效重叠。4. 共价键的特征：既有方向性又有饱和性。5. 共价键的类型一般共价键极性键：不同原子间形成的共价键。如HC1中H与Cl之间是极性键。非极性键：同种原子间形成的共价键。如Cl2中Cl与Cl之间是非极性键。共价键
2、特殊共价键一一配位键：共用电子对由某原子单方面提供与另一原子(或离子)共用，所形成的特殊 共价键。在不同种元素原子形成的极性键中，由于不同元素原子吸引电子能力不同，所以共用电子对偏向吸引电子能 力强的原子一方，偏向程度越大，键的极性越强；而在非极性键中，成键的是同种元素原子，吸引电子的能力相 同，所以共用电子对不偏向任何一方。6. 共价键的表示方法：一般用电子式和结构式表示。电子式：例如H：Cl:、H ：O：Hg gg g(2) 结构式：用一条短线表示一对共用电子的式子就是结构式。如Cl2的结构式为ClCl； H2O的结构式为 H-O-H； CO2的结构式为O=C=O； HC1O的结构式为H-
3、O-Cl等。7. 共价键的键参数(1) 键能断开1 mol共价键所吸收的能量或形成1 mol共价键所放出的能量，称为该共价键的键能。键能的大小决定 共价键的相对强弱。键能越大，共价键越牢固，对应的分子一般越稳定。如H-F、H-Cl、H-Br、H-I的键能依次 为 565 kJ/mol、431 kJ/mol、362 kJ/mol、299 kJ/mol,所以气态卤化氢的稳定性HF HCl HBr HI。(2) 键长两成键原子核之间的平均距离叫键长。键长也可定性决定共价键的相对强弱。键长越短_+键能较大_+键越牢 固一分子相对稳定。如：H-F、H-Cl、H-Br、H-I 的键长依次为 0.092 n
4、m、0.128 nm、0.141 nm、0.162 nm,所 以稳定性是HF HCl HBr HI。成键原子的半径的大小定性决定键长的长短。(3)键角分子中相邻的键和键之间的夹角叫键角。它决定分子的空间构型和分子的极性。如h2o、nh3、ch4、co2 的键角是104 18、107.5、109 28、180，故分子的空间形状分别是：v型、三角锥型、正四面体、直线 型。8. 书写共价化合物和单质的电子式时，必须注意的问题：(1) 关键在于会根据元素的最外层电子数达8电子稳定结构时所需要得到的电子数，进一步确定共用电子对 数，如：PCl3分子中，P元素最外层为5个电子，若要达到8电子稳定结构，则还
5、缺3个电子，故本身必须提供 3个电子，形成三对共用电子对，而对于Cl元素来说，最外层为7个电子，若要达到8电子稳定结构，则还缺1 个电子，故本身必须提供1个电子，形成一个共用电子对，又因P需要三对，故共需要3个氯原子。(2) 在中学阶段，在书写共价键的电子式时，一般均满足2电子或8电子结构。所以写好电子式之后，检查一 下每个原子是否达到2电子或8电子稳定结构。(3) 由于共价键的形成，没有发生电子得失，只是共用电子对，所以共价化合物或单质的电子式中不出现阴、 阳离子符号和号(原子团除外)。【例1】下列化学式既能表示物质的组成，又能表示物质分子式的是()(A) NH4NO3(B) SiO2(C)
6、 CH3CH2OH(D) Cu【解析】“分子式”是表示物质分子组成，包括元素种类、原予个数的化学式。选项中的四种物质依次是离 子化合物、原子直接构成的物质、分子构成的物质和金属，即只有乙醸CH3CH2OH)是由分子构成的。【答案】C【例2】下列说法中不正确的是()(A) HC1溶于水的过程中，共价键被破坏(B) 含有共价键的化合物一定是共价化合物(C) 含金属元素的离子一定都是阳离子(D) 离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键【解析】HC1溶于水后电离出H+、Cl-、HCl共价键被破坏，选项A正确。舍有共价键的化合物不一定是 共价化合物，如NH4C1、Na2O2等，选项B错误。含金属元素
7、的离子也不一定都是阳离子，如AlO2-等，选项C 错误。离子化合物中一定要有离子键，但也可能有共价键，如NH4Cl、Na2O2等，故选项D正确。【答案】BC【点拨】本题主要考查了离子键和共价键的相关知识，并要求能够领悟到化学中共性和个性、一般和特殊之 间的关系。比如在高中化学中，含金属元素的离子确实大多数是阳离子，但也有例外，AlO2-就是阴离子。【例3】下列物质中，既含有离子键，又含有共价键的是()(A) HI(B) H2O2(C) NaOH (D) CsCl从而看出h2o2中原子全部以共价键【解析】HI中氢与碘以共价键结合；H2O2的电子式为H : O:O:Hg g g g相结合；NaOH
8、中Na+与OH-以离子键结合，OH-中氧与氢以共价键结合；CsCl中仅以离子键结合。故正确答案 为Co【答案】C（二）共价化合物1概念：只存在共价键的化合物称为共价化合物。2. 构成微粒：原子。3. 存在的作用力：只存在共价键，没有离子键和金属键，一般情况下存在分子间作用力。4. 用电子式表示共价化合物的形成过程：（似H2、H2O的形成过程为例）HCl的形成过程：H+ : Clg- H :Cl:g gg g氯原子与氢原子通过共价键形成氯化氮分子（电子云的有效重叠）H2O的形成过程：H+ gOg+H H ：O：Hg gg g5 共价化合物的特征:（1）绝大多数非金属元素之间所形成的化合物为共价化
9、合物（铵盐等除外）。（2）共价化合物当以固态形式存在时，绝大多数是分子晶体（如：C02、H2O、HCl、H2S、H2SO4等），极少数是原子晶体（如：SiO2、SiC等）。若是分子晶体，则有分子式，若是原子晶体，则无分子式，只存在化学式。（3）共价化合物一般只能在水溶液中发生电离，产生自由移动的离子，而在气态、固态或熔化状态（纯液态） 时不能电离出自由移动的离子，只存在原子或分子。因此共价化合物一般只能在水溶液中导电，而在气态、固态 或纯液态时不导电。6. 常见的共价化合物：非金属氧化物、非金属氢化物、酸等。7. 常见共价化合物和单质的电子式书写。Hr N * H:H: *:Cl :C ： C
10、 ： HCOjt : 0 : ： C ; : 0 ；co, ： ： a ： c : *r *:Cl:1 -rHCJOjH ： 0 : Cl ：+ a* +HiOiTH: 0 : 0 ：H+ Nl； ： N E EN :ci, ； ： ci ： a i h h【例4】下列物质属于共价化合物的是（）（A）金刚石 （B）金刚砂 （C）电石 （D）萤石【解析】金刚石属单质；金刚砂的化学式为SiC，又名叫碳化硅，是共价化合物；而电石（CaC2的俗称）和 萤石（CaF2的俗称）均是化合物，但均属离子化合物。【答案】B【例5】从结构上看，大部分酸是化合物，而大部分的碱化合物，大部分盐化合物，而氧化物【解析】
11、从结构上看，酸是由氢与其他非金属元素组成的化舍物，所以形成的大部分是共价化合物。碱是由 金属离子和氢氧根结合而成的，所以大多数为离子化合物。盐主要是由金属离子和酸根组成，所以大部分属于离 子化舍物，而氧化物主要可以分为金属氧化物和非金属氧化物。金属氧化物一般为离子化合物，如MgO等。非 金属氧化物为共价化舍物，如co2, SO2等。【答案】共价；离子；离子；既有离子化合物又有共价化合物。【例6】用电子式表示下列分子或化合物的形成过程。(1)N2 (2)PH3 H2S (4)Na2S【解析】表示形成过程时要首先注意是单质分子、共价化合物分子还是离子化合物。X【答秦】(1)- N: ,:N P ：
12、 +3H*H； P；HH； S ；H (4)NaI + S- + InaNa+： S：?-Wa+二、典型例题【例1】关于化学键的下列叙述中，正确的是()(A) 离子化合物中不存在共价键(B)共价化合物中不存在离子键(C)共价键只存在于共价化合物中(D)共价化合物中可能存在离子键【解析】凡是合有离子键的化合物一定是离子化合物；共价键既可以存在于离子化合物中，也可以存在于共 价化合物中，还可以存在于单质中。所以可以排除A，C，Do【答案】B【例2】下列叙述中，正确的是()(A) P4和NO2都是共价化合物(B) CaCl2中既有离子键，又有共价键(C)共价化合物中一定含有共价键(D)不含共价键的物
13、质一定是离子化合物【答案】C【例3】下列电子式书写法中正确的是()(B) Ca2+ : Cl:g g(C) H :O: Hg g【答案】C-:CCf:(D):Cl:g gMg+2Clg g2【例4】下列各种变化，主要克服了哪种化学键或相互作用，同时说明理由。碘升华(2) 氯化钠熔化(3) 氯化氢溶于水(4) 金刚石高温熔化【解析】(1)碘升华从固态直接变为气态，但I2分子没有变化，因此说明升华仅克服分子间相互作用。(2) 氯化钠是离子化合物，高温熔化克服Na+和C1-之间的离子键，形成自由移动的Na+和Cl- (Na+、Cl-本身没 有变化)。(3) 氯化氢是共价化合物，溶于水，在水分子作用下
14、电离为自由移动的H+和Cl-，所以克服的是氯化氢中的共 价键。(4) 金刚石是碳原子以共价键结合的具有立体网状结构的固体(晶体)，高温熔化克服的是共价键。【答案】见解析。【例5】氢气在点燃时与氧气反应生成水。(1) 画出氢原子和氧原子的原子结构示意图。(2) 氢原子和氧原子接触时，它们分别怎样变化才能成为稳定结构？(3) 画出氢气与氧气反应的生成物的电子式。(4) 写出氢气与氧气反应的化学方程武(指明必要的条件)，指出生成物的结构类型。【解析】氢和氧的原子结构示意图略。要注意氢虽然最外层上只有1个电子，但它是非金属，且只要得一个 电子便可成为稳定结构。而对氧原子来说最外层有6个电子，得2个电子
15、也可成为稳定结构。此时，它们只能通 过形成共用电子对而成为稳定结构，且每个氧原子必须与两个氢原子结合。注意，对比氢气和氧气的反应的化学方程式与用电子式表示氢原子与氧原子作用生成水是不同的两种化学用语：2H2+O2一点燃2H2O, H+ gOg+H H ：O：H。很清楚，水是共价分子、共价化合物。g gg g【答案】见解析。【例6】从实验测得不同物质中OO之间的键长和键能的数据:其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为wzyx，该规律是()(A) 成键时电子数越多，键能越大(B)键长越长，键能越小(C)成键所用电子数越少，键能越大(D)成键时电子对越偏移，键能越大【解析】 此题是信息题，通过认真观察表中的数据发现，o2与o2+的键能大者键长短，按此O22-中OO 键长比02中的长，所以键能要小。按键长(O0)由短到长的顺序应为：O2+ O2
