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1、第一节第一节 共价键共价键氢原子的原子的1s电子云的物理意子云的物理意义是什么？如何描述氮原子的核是什么？如何描述氮原子的核外外电子排布情况？子排布情况？提示提示处于处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近单位体积内出现的概率大，离核称，而且电子在原子核附近单位体积内出现的概率大，离核越远，单位体积内电子出现的概率越小。越远，单位体积内电子出现的概率越小。氮原子的核外电子排布情况可用核外电子排布式氮原子的核外电子排布情况可用核外电子排布式1s22s22p3来来表示。表示。1化学反化学反应的的实质是什么？化学反是什么？化学反
2、应为什么会伴随能量的什么会伴随能量的变化？化？提示提示化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。旧键的断裂需要吸收能量，新键的形成需要释放能量，所旧键的断裂需要吸收能量，新键的形成需要释放能量，所以化学反应会吸收或释放能量，物质变化的同时伴有能量以化学反应会吸收或释放能量，物质变化的同时伴有能量的变化。的变化。21知道共价知道共价键的的类型，理解型，理解键和和键的特征。的特征。2掌握掌握键能、能、键长、键角等角等键参数与共价参数与共价键及分子性及分子性质 的关系。的关系。3知道等知道等电子原理，并能解子原理，并能解释有关的有关的现象。象。键键(1)特征是：
3、以形成化学键的两原子核的连线为轴作特征是：以形成化学键的两原子核的连线为轴作_操作，共价键的电子云的图形不变，称为操作，共价键的电子云的图形不变，称为_。(2)键的类型：键的类型：“ss 键键”如如_，“sp 键键”如如_，“pp 键键”如如_。键键(1)特征是：特征是：电子云由两子云由两块组成，分成，分别位于两原子核构成平位于两原子核构成平面的两面的两侧，如果以它，如果以它们之之间包含原子核的平面包含原子核的平面为镜面，面，笃学笃学一一共价键共价键1.2旋旋转轴对称称H2HClCl2它它们互互为_，称，称为_。(2)键的的类型：常型：常见的：的：pp 键。(3)强强度：不如度：不如键大，易大
4、，易_。键、键、键的存在规律键的存在规律共价共价单键为_键；共价双；共价双键中有一个中有一个_键、一个、一个_键；共价三；共价三键由一个由一个_键和两个和两个_键组成。成。3镜像像镜像像对称称断裂断裂键能：能：_化学化学键释放的放的_。键能越能越_，化学，化学键越越_。键长：形成共价：形成共价键的两个原子之的两个原子之间的的_。键长越越_，键能越能越_，共价，共价键越越_。键角：在原子数角：在原子数_的分子中，的分子中，_的的夹角。角。键角是描述分子角是描述分子_的重要参数。的重要参数。笃学二笃学二键参数键参数1.23气气态基基态原子形成原子形成1mol大大稳定定核核间距距短短大大稳定定最低能
5、量最低能量超超过2两个共价两个共价键立体立体结构构等等电子原理是指子原理是指_相同、相同、_相同的分子相同的分子具有相似的化学具有相似的化学键特征，它特征，它们的的许多性多性质(主要是物理性主要是物理性质)是相近的。是相近的。笃学三笃学三等电子原理等电子原理原子原子总数数价价电子子总数数 画出画出H2中中键的形成的形成过程示意程示意图。提示提示【慎思慎思2】 你能用你能用电子式表示子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成分子的形成过程程吗？【慎思慎思1】 N2、O2、F2跟跟H2的反的反应能力依次增能力依次增强强，从，从键能的角能的角度度应如何理解如何理解这一化学事一化学事实？提示提示由教材表由
6、教材表21中键能的数值可知：中键能的数值可知：HFHOHN，而键长：，而键长：HFHOHN，说明分子的稳定，说明分子的稳定性：性：HFH2ONH3，所以，所以N2、O2、F2跟跟H2的反应能力依的反应能力依次增强。次增强。【慎思慎思4】 画出画出p电子和子和p电子形成子形成键的的过程示意程示意图。提示提示【慎思慎思3】键型型项目目键键电子云重子云重叠方式叠方式（成（成键 方向）方向）两个原子的成两个原子的成键轨道道沿着沿着键轴的方向以的方向以“头碰碰头”的方式重叠的方式重叠两个原子的成两个原子的成键轨道以道以“肩并肩肩并肩”的的方式重叠方式重叠要点一要点一 | 键与键与键特点的比较键特点的比较
7、特征特征（电子子云形云形状）状）原子原子轨道重叠部分沿道重叠部分沿键轴呈呈轴对称称原子原子轨道重叠部分分道重叠部分分别位位于两原子核构成平面的两于两原子核构成平面的两侧，如果以它，如果以它们之之间包含包含原子核的平面原子核的平面为镜面，面，则它它们互互为镜像，称像，称为镜像像对称称示意示意图牢固牢固程度程度键强强度大，不易断裂度大，不易断裂键强强度度较小，容易断裂小，容易断裂 下列下列说法中，不正确的是法中，不正确的是 （）。（）。A.键比比键的重叠程度大，形成的共价的重叠程度大，形成的共价键强强度大度大B.两个原子之两个原子之间形成共价形成共价键时，最多有一个，最多有一个键C.气体气体单质中
8、，一定有中，一定有键，可能有，可能有键D.N2分子中有一个分子中有一个键、2个个键解析解析本题考查的是本题考查的是键、键、键的区别与联系。从原子轨道键的区别与联系。从原子轨道重叠程度看，重叠程度看，键轨道的重叠程度比键轨道的重叠程度比键轨道的重叠程度小，键轨道的重叠程度小，故故键的稳定性弱于键的稳定性弱于键；在单质分子中存在键；在单质分子中存在键（如键（如Cl2、H2）、）、键（如键（如N2中存在中存在键和键和键）；稀有气体为单原子键）；稀有气体为单原子分子，不存在化学键。故正确答案为分子，不存在化学键。故正确答案为C。答案答案C【例例1】下列有关下列有关键和和键的的说法法错误的是的是 （）。
9、（）。A.含有含有键的分子在反的分子在反应时，键是化学反是化学反应的的积极参与极参与 者者B.当原子形成分子当原子形成分子时，首先形成，首先形成键，可能形成，可能形成键C.有些原子在与其他原子形成分子有些原子在与其他原子形成分子时，只能形成，只能形成键，不，不 能形成能形成键D.在分子中，化学在分子中，化学键可能只有可能只有键而没有而没有键【体验体验1】解析解析本题主要考查本题主要考查键和键和键的形成。由于键的形成。由于键的键能小键的键能小于于键的键能，所以反应时易断裂，键的键能，所以反应时易断裂，A项正确；在分子形成项正确；在分子形成时为了使其能量最低，必然首先形成时为了使其能量最低，必然首
10、先形成键，根据形成的原键，根据形成的原子的核外电子排布来判断是否形成子的核外电子排布来判断是否形成键，所以键，所以B项正确，项正确，D项错误；像项错误；像H、Cl原子跟其他原子只能形成原子跟其他原子只能形成键，故键，故C项正项正确。确。答案答案D共价共价键的的键能和能和键长反映了共价反映了共价键的的强强弱程度，弱程度，键长和和键角常被用来描述分子的空角常被用来描述分子的空间构型。构型。一般来一般来讲，形成共价，形成共价键的两原子半径之和越小，共用的两原子半径之和越小，共用电子子对数越多，数越多，则共价共价键越牢固，含有越牢固，含有该共价共价键的分子越的分子越稳定。定。如如HF、HCl、HBr、
11、HI中，分子的共用中，分子的共用电子子对数相同（数相同（1对），因），因F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，故共价的原子半径依次增大，故共价键牢牢固程度固程度HFHClHBrHI，因此，因此，稳定性定性HFHClHBrHI，氧族元素气，氧族元素气态氢化物的化物的稳定性定性递变规律可用律可用类似的方法加以解似的方法加以解释。同理，可用共价。同理，可用共价键牢固程度牢固程度解解释酸性酸性HFHClHBrHI及及H2SH2SeH2Te。要点二要点二 | 键参数的应用键参数的应用1.2.当两个原子形成共价当两个原子形成共价键时，原子，原子轨道道发生重叠，重叠程度生重叠，重叠程度越大，越大，键长越短，
12、越短，键能越大。能越大。有机物中碳原子与碳原子形成的共价有机物中碳原子与碳原子形成的共价键的的键长规律如下：律如下：CCC=CCC。键能与化学反能与化学反应过程中的能量关系程中的能量关系化学反化学反应的的实质是反是反应物分子内旧化学物分子内旧化学键的断裂和生成物的断裂和生成物分子内新化学分子内新化学键的形成。的形成。化学反化学反应过程中，旧程中，旧键断裂所吸收的断裂所吸收的总能量大于新能量大于新键形成形成所放出的所放出的总能量，反能量，反应为吸吸热反反应，否，否则，反，反应为放放热反反应。3.4.5. 关于关于键长，键能和能和键角，下列角，下列说法中不正确的是法中不正确的是 （）。（）。A.键
13、角是描述分子立体角是描述分子立体结构的重要参数构的重要参数B.键长的大小与成的大小与成键原子的半径和成原子的半径和成键数目有关数目有关C.C=C键等于等于CC键键能的能的2倍倍D.因因为OH键的的键能小于能小于HF键的的键能，所以能，所以O2、F2与与 H2反反应的能力逐的能力逐渐增增强强【例例2】解析解析键角是描述分子立体结构的重要参数，如键角是描述分子立体结构的重要参数，如H2O中两中两个个HO键的键角为键的键角为105，故，故H2O为为V形分子，形分子，A项正确；项正确；键长的大小与成键原子的半径有关，如键长的大小与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径小于的原子半径小于I的原子半径，的原
14、子半径，ClCl键的键长小于键的键长小于II键的键长，此外，键的键长，此外，键长还和成键数目有关，如乙烯分子中键长还和成键数目有关，如乙烯分子中C=C键的键长比键的键长比乙炔分子中乙炔分子中CC键的键长要大，键的键长要大，B项正确；项正确；C=C键的键能键的键能为为615 kJmol1，CC键的键能为键的键能为347.7 kJmol1，二者，二者不是不是2倍的关系，倍的关系，C项错误；项错误；O H键的键能为键的键能为462.8 kJmol1，H F键的键能为键的键能为568 kJmol1，OH键与键与HF键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能
15、量依次增大，化学键越来越稳定，量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2跟跟H2反应的能力反应的能力依次增强，依次增强，D项正确。项正确。答案答案C 下列下列说法中正确的是法中正确的是 （）。（）。A.分子中分子中键能越大，能越大，键长越越长，则分子越分子越稳定定B.元素周期表中的第元素周期表中的第I A族（除族（除H外）和第外）和第A族元素的原族元素的原 子子间可能形成共价可能形成共价键C.水分子可表示水分子可表示为HOH，分子中，分子中键角角为180D.HO键的的键能能为467 kJmol1，即，即18 g H2O分解成分解成H2和和 O2时，消耗能量，消耗能量为934 kJ【体验体验2】解
16、析解析D项中，项中，HO键键能为键键能为467 kJmol1，指的是气态，指的是气态基态氢原子和氧原子形成基态氢原子和氧原子形成1 mol HO 键时释放的最低能键时释放的最低能量，则拆开量，则拆开 1 mol HO键形成气态氢原子和氧原子所需键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为吸收的能量也为467 kJ，18 g H2O即即 1 mol H2O中含中含2 mol HO键，断开时需吸收键，断开时需吸收934 kJ的能量形成气态氢原子和的能量形成气态氢原子和氧原子，再进一步形成氧原子，再进一步形成H2和和O2时，还需释放出一部分能量，时，还需释放出一部分能量，故需知故需知HH键和键和O=O
17、键的键能，键的键能，D项错误；查表知项错误；查表知Li 的电负性为的电负性为1.0，I的电负性为的电负性为2.5，其差值为，其差值为1.51.7，所，所以以LiI中存在共价键，中存在共价键，B项正确。项正确。答案答案B判断方法判断方法：原子总数相同，价电子总数相同的分子。：原子总数相同，价电子总数相同的分子。应用应用：等：等电子体的子体的许多性多性质是相近的，空是相近的，空间构型是相同的。构型是相同的。利用等利用等电子体可以：子体可以：（1）判断一些）判断一些简单分子或离子的立体构型；分子或离子的立体构型；（2）利用等）利用等电子体在性子体在性质上的相似性制造新材料；上的相似性制造新材料；（3
18、）利用等）利用等电子原理子原理针对某物某物质找等找等电子体。子体。要点三要点三 | 等电子体的判断和应用等电子体的判断和应用1.2.一些常见的等电子体一些常见的等电子体二原子二原子10电子的等电子体：电子的等电子体：N2、CO、CN、C22二原子二原子11电子的等电子体：电子的等电子体：NO、O2三原子三原子16电子的等电子体：电子的等电子体：CO2、CS2、N2O、CNO、N3三原子三原子18电子的等电子体：电子的等电子体：NO2、O3、SO2四原子四原子24电子的等电子体：电子的等电子体：NO3、CO32、BF3、SO3（g）3. （1）根据等）根据等电子原理，子原理，仅由第二周期元素由第
19、二周期元素组成的共成的共价分子中，互价分子中，互为等等电子体的是：子体的是：和和；和和。（2）根据等）根据等电子原理，由短周期元素子原理，由短周期元素组成的粒子，只要成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称子数之和相同，也可互称等等电子体，它子体，它们也具有相似的也具有相似的结构特征。在短周期元素构特征。在短周期元素组成的物成的物质中，与中，与NO2互互为等等电子体的分子有：子体的分子有：。【例例3】解析解析（1）仅由第二周期元素组成的共价分子中，即）仅由第二周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F组成的共价分子，如组成的共价分子，如N2与与C
20、O价电子总数均为价电子总数均为10，CO2与与N2O价电子总数均为价电子总数均为16个电子。个电子。（2）依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之）依题意，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和也相同，可互称等电子体，和也相同，可互称等电子体，NO2为三原子，各原子最为三原子，各原子最外层电子数之和为（外层电子数之和为（5621），），SO2、O3也为三原子，也为三原子，各原子最外层电子数之和为各原子最外层电子数之和为6318。答案答案（1）N2COCO2N2O（2）SO2、O31991年，年，Langmuir提出：提出：“凡原子数与价凡原子数与价电子子总数数均相等的物均相等的物质，其，其
21、结构相同，物理性构相同，物理性质相近相近”，称，称为等等电子原理。相子原理。相应的物的物质，互称，互称为等等电子体。化学科学家常用子体。化学科学家常用“等等电子体子体”来来预测不同物不同物质的的结构与性构与性质。例如，。例如，CH4与与NH4有相同的价有相同的价电子数及空子数及空间构型。构型。请你根据等你根据等电子原理在下表空格子原理在下表空格处填上相填上相应的化学式：的化学式：【体验体验3】CH4CO32C2O42NH4N2H62NO2解析解析本题考查等电子原理的应用。等电子体的要求是必本题考查等电子原理的应用。等电子体的要求是必须具有相同的原子总数和价电子总数，分子与离子也可以须具有相同的
22、原子总数和价电子总数，分子与离子也可以是等电子体。是等电子体。N2H62是含有是含有8个原子和个原子和14个价电子的微粒，个价电子的微粒，比比NH4多多3个原子和个原子和6个价电子，个价电子，NH4与与CH4互为等电子互为等电子体，而比体，而比CH4多多3个原子和个原子和6个价电子的微粒为个价电子的微粒为C2H6，同理，同理可得其他几组答案。可得其他几组答案。答案答案见下表：下表：CH4C2H6CO32CO2C2O42NH4N2H62NO3NO2N2O4概念概念在元素符号周围用小黑点（在元素符号周围用小黑点（）或叉（）或叉（）表示原子或离子）表示原子或离子的最外层电子的式子叫做电子式。的最外层
23、电子的式子叫做电子式。原子的电子式原子的电子式书写原子的写原子的电子式子式时，一般将原子的最外，一般将原子的最外层电子写在元素子写在元素符号上、下、左、右四个位置上。如：符号上、下、左、右四个位置上。如：氢原子原子钙原子氮原子氧原子原子氮原子氧原子氯原子原子【探究原理探究原理】1.2.实验探究三实验探究三 电子式的书写方法电子式的书写方法离子的电子式离子的电子式书写离子的电子式时，由于简单阳离子是原子失去最外层书写离子的电子式时，由于简单阳离子是原子失去最外层电子后形成的，故只写其元素符号，并在元素符号的右上电子后形成的，故只写其元素符号，并在元素符号的右上角注明所带电荷数，如角注明所带电荷数
24、，如Na、Mg2等；由于简单阴离子等；由于简单阴离子得到电子后最外层一般为得到电子后最外层一般为8电子稳定结构，书写时要在元电子稳定结构，书写时要在元素符号周围标出电子，用素符号周围标出电子，用“”括起来，并在右上角注括起来，并在右上角注明所带电荷数，如明所带电荷数，如等；较复杂的阴、等；较复杂的阴、阳离子一般也要用阳离子一般也要用“”括起来，例如括起来，例如等。等。3.用用电子式表示共价化合物、离子化合物的形成子式表示共价化合物、离子化合物的形成过程。例如：程。例如：4.氰（CN）2、（硫、（硫氰（SCN）2、氧、氧氰（OCN）2的性的性质相相似，在化学上称似，在化学上称为拟卤素。素。CN、SCN、OCN的性的性质与与卤素离子的性素离子的性质相似。已知，不同相似。已知，不同卤素原子能形成素原子能形成卤素素互化物，如互化物，如IBr。HSCN为强强酸，酸，HClO、HCN为弱酸。弱酸。试回答下列回答下列问题：（1）下列物）下列物质的的电子式，子式，错误的是的是 （）。（）。C.CN：CND.（CN）2：NCCN【问题探究问题探究】（2）已知（）已知（OCN）2的的电子式子式则SCN的的电子式子式为 （）。（）。答案答案（1）B（2）C
